特開 2025-154646 コイル装置

(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】P2025154646

(43)【公開日】2025-10-10

(54)【発明の名称】コイル装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20251002BHJP

   H01F 27/32 20060101ALI20251002BHJP

   H01F 27/22 20060101ALI20251002BHJP

   H01F 27/08 20060101ALI20251002BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20251002BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 E

H01F30/10 A

H01F30/10 S

H01F30/10 G

H01F27/32 150

H01F27/22

H01F27/08 150

H01F27/28 179

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024057761

(22)【出願日】2024-03-29

(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】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 勝

(72)【発明者】

【氏名】黄 基浩

(72)【発明者】

【氏名】金 明聖

(72)【発明者】

【氏名】岩倉 正明

(72)【発明者】

【氏名】眞保 聡司

【テーマコード（参考）】

5E043

5E044

5E050

【Ｆターム（参考）】

5E043DA02

5E044BA01

5E044BB02

5E044BB03

5E044BB05

5E044BB07

5E050BA03

5E050JA01

(57)【要約】

【課題】空冷放熱性能に優れたコイル装置を提供する。
【解決手段】巻軸方向である第１方向に沿う挿通孔が形成されるボビンと、前記ボビンに巻回される第１および第２巻線と、前記第１方向に直交する第２方向に沿って所定の隙間を空けて配列される複数のコア部分に分割されており、各前記コア部分が前記挿通孔を挿通する中脚を有しており前記第２方向に直交する断面において前記第１および第２巻線を取り囲む磁路を形成するコアと、を有し、前記ボビンは、前記第１方向に直交する第１断面において前記挿通孔を取り囲んでおり前記第１および第２巻線に内側から対向する側壁外面に凹凸部が形成されているコイル装置。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻軸方向である第１方向に沿う挿通孔が形成されるボビンと、
前記ボビンに巻回される第１および第２巻線と、
前記第１方向に直交する第２方向に沿って所定の隙間を空けて配列される複数のコア部分に分割されており、各前記コア部分が前記挿通孔を挿通する中脚を有しており前記第２方向に直交する断面において前記第１および第２巻線を取り囲む磁路を形成するコアと、を有し、
前記ボビンは、前記第１方向に直交する断面において前記挿通孔を取り囲んでおり前記第１および第２巻線に内側から対向する側壁外面に凹凸部が形成されているコイル装置。

【請求項2】

前記凹凸部は、前記挿通孔を挟んで前記第２方向に沿って延びる一対の側壁基面と、前記側壁基面から前記第１および第２方向とは垂直な第３方向に突出する複数のリブとを有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項3】

複数の前記リブは、前記第２方向に関して前記ボビンの中央部に配置される第１リブと、前記第２方向に関して前記第１リブと前記ボビンの端部との間に配置される第２リブと、を有し、
前記第１リブの前記第３方向への突出高さは、前記第２リブの前記第３方向への突出高さより高い請求項２に記載のコイル装置。

【請求項4】

前記ボビンは、前記側壁外面から前記第１方向に直交する方向に突出して前記第１および第２巻線を前記第１方向の一方側の部分と他方側の部分とに仕切る鍔部を有し、
前記鍔部のうち前記第２方向に関して前記ボビンの中央部に配置される部分における中央鍔上面および中央鍔下面の少なくとも一方には、段差面が形成されている請求項１に記載のコイル装置。

【請求項5】

前記ボビンは、前記側壁外面から前記第１方向に直交する方向に突出して前記第１および第２巻線を前記第１方向の一方側の部分と他方側の部分とに仕切る鍔部を有し、
前記鍔部は、前記第１方向に直交する断面において、前記側壁外面に沿って４カ所以上の切り欠き部を挟んで不連続に形成されている請求項１に記載のコイル装置。

【請求項6】

前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアに対して前記第１方向の一方側である下側に配置してあり、
前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアを載置する金属ベースを有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項7】

前記金属ベースに対して少なくとも２か所で接続しており、前記第２方向に直交する断面において、前記第１および第２巻線を取り囲む熱伝導路を、前記金属ベースとともに形成する金属ブロックを有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項8】

前記コア部は、前記金属ベースに対して、放熱グリースを介して固定されている請求項７に記載のコイル装置。

【請求項9】

前記側壁外面は、前記挿通孔を挟んで前記第２方向に沿って延びる一対の側壁基面と、一対の前記側壁基面の互いの前記第２方向の端部同士を接続する一対の側壁端面と、を有し、
一対の前記側壁端面の少なくとも一方には、前記挿通孔に連通する貫通孔が形成されている請求項１に記載のコイル装置。

【請求項10】

前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアに対して前記第１方向の他方側である上側に配置してあり、前記コアを構成する複数の前記コア部分に接続しており前記第１方向の一方側である下側を向く接続下面と、前記第１方向の他方側である上側を向き放熱凹凸部が形成される放熱上面と、を有する金属製のヒートシンクを有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項11】

前記金属ベースに対して少なくとも２か所で接続しており、前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアを収容する収容空間を、前記金属ベースとともに形成する金属製のケースを有する請求項７に記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、空冷放熱性能に優れたコイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば大容量に対応するトランス等のコイル装置では、発熱による変形や磁気特性の変動を抑制するために、放熱効率が求められる場合がある。また、コイル装置を含む装置の簡略化や小型化が求められる場合、水冷式より簡易的な空冷式により効果的に放熱されるコイル装置が必要となる。

【0003】

ここで大容量に対応し、かつ、放熱特性を考慮したコイル装置として、一組のE-Eコアを突き合せて形成したコア部分を、複数重ねて構成したコアを用いるコイル装置が提案されている（特許文献１等参照）。また、E-Eコアを突き合せて形成したコア部分を複数配列し、コア部分の間に金属板を配置したものも提案されている（特許文献２等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭５８－１２９１５号公報

【特許文献2】特開２０１１－６１０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来のコイル装置では、巻線などが配置されているコアに囲まれた空間内には空気の流れが形成されず、効率的な空冷放熱特性を得ることが難しいという課題がある。
本開示は、このような実状に鑑みてなされ、複数のコア部分が所定方向に配列されて構成されるコアを有するコイル装置に関し、空冷放熱性能に優れたコイル装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本開示に係るコイル装置は、
巻軸方向である第１方向に沿う挿通孔が形成されるボビンと、
前記ボビンに巻回される第１および第２巻線と、
前記第１方向に直交する第２方向に沿って所定の隙間を空けて配列される複数のコア部分に分割されており、各前記コア部分が前記挿通孔を挿通する中脚を有しており前記第２方向に直交する断面において前記第１および第２巻線を取り囲む磁路を形成するコアと、を有し、
前記ボビンは、前記第１方向に直交する断面において前記挿通孔を取り囲んでおり前記第１および第２巻線に内側から対向する側壁外面に凹凸部が形成されている、

【0007】

本開示に係るコイル装置では、複数のコア部分が所定の隙間を空けて配列されることにより、コアの内側とコアの外側との間に空気の流れが生じやすくなっている。また、ボビンの側壁外面に凹凸部が形成されていることにより、第１および第２巻線とボビンとの間に冷却のための気流が入り込む隙間が形成され、このようなコイル装置は、空冷放熱性能に優れている。

【0008】

また、たとえば、前記凹凸部は、前記挿通孔を挟んで前記第２方向に沿って延びる一対の側壁基面と、前記側壁基面から前記第１および第２方向とは垂直な第３方向に突出する複数のリブとを有してもよい。

【0009】

側壁外面に形成される凹凸部としては、穴などにより形成することも可能であるが、凹凸部が側壁基面とそこから突出するリブを有することにより、ボビンの強度を好適に確保することが可能である。

【0010】

また、たとえば、複数の前記リブは、前記第２方向に関して前記ボビンの中央部に配置される第１リブと、前記第２方向に関して前記第１リブと前記ボビンの端部との間に配置される第２リブと、を有してもよく、
前記第１リブの前記第３方向への突出高さは、前記第２リブの前記第３方向への突出高さより高くてもよい。

【0011】

このように凹凸部のリブの高さを変更することにより、第２方向に沿う冷却気流などにより、第１および第２巻線とその周辺部分を効果的に冷却することができる。

【0012】

また、たとえば、前記ボビンは、前記側壁外面から前記第１方向に直交する方向に突出して前記第１および第２巻線を前記第１方向の一方側の部分と他方側の部分とに仕切る鍔部を有してもよく、
前記鍔部のうち前記第２方向に関して前記ボビンの中央部に配置される部分における中央鍔上面および中央鍔下面の少なくとも一方には、段差面が形成されていてもよい。

【0013】

このような鍔部を有するコイル装置は、第１および第２巻線と鍔部との間により多くの隙間を形成することにより、第１および第２巻線とその周辺部分を、冷却気流により効果的に冷却することができる。

【0014】

また、たとえば、前記ボビンは、前記側壁外面から前記第１方向に直交する方向に突出して前記第１および第２巻線を前記第１方向の一方側の部分と他方側の部分とに仕切る鍔部を有し、
前記鍔部は、前記第１方向に直交する断面において、前記側壁外面に沿って４カ所以上の切り欠き部を挟んで不連続に形成されていてもよい。

【0015】

鍔部が４か所以上の切り欠き部を挟んで不連続に形成されていることにより、鍔部によって冷却気流の流れが阻害される問題を回避することが可能であり、このようなコイル装置は、良好な空冷放熱性能を奏する。

【0016】

また、たとえば、前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアに対して前記第１方向の一方側である下側に配置してあり、
前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアを載置する金属ベースを有してもよい。

【0017】

熱伝導率の高い金属ベースを有することにより、このようなコイル装置は、良好な空冷放熱性能を奏する。

【0018】

また、たとえば、前記金属ベースに対して少なくとも２か所で接続しており、前記第２方向に直交する断面において、前記第１および第２巻線を取り囲む熱伝導路を、前記金属ベースとともに形成する金属ブロックを有してもよい。

【0019】

このようなコイル装置は、金属ブロックが第１および第２巻線周辺で生じた熱を、金属ブロックを介して効率的に金属ベースに伝えて放熱することが可能である。

【0020】

また、たとえば、前記コア部は、前記金属ベースに対して、放熱グリースを介して固定されていてもよい。

【0021】

このようなコイル装置では、コア部の熱が放熱グリースを介して金属ベースに伝わりやすく、良好な空冷放熱性能を奏する。

【0022】

また、たとえば、前記側壁外面は、前記挿通孔を挟んで前記第２方向に沿って延びる一対の側壁基面と、一対の前記側壁基面の互いの前記第２方向の端部同士を接続する一対の側壁端面と、を有してもよく、
一対の前記側壁端面の少なくとも一方には、前記挿通孔に連通する貫通孔が形成されていてもよい。

【0023】

このようなコイル装置では、第２方向に沿う冷却気流が挿通孔の内部を通過しやすくなるため、ボビンおよびボビンに巻回される第１および第２巻線周辺を効果的に冷却することができる。

【0024】

また、たとえば、コイル装置は、前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアに対して前記第１方向の他方側である上側に配置してあり、前記コアを構成する複数の前記コア部分に接続しており前記第１方向の一方側である下側を向く接続下面と、前記第１方向の他方側である上側を向き放熱凹凸部が形成される放熱上面と、を有する金属製のヒートシンクを有してもよい。

【0025】

このようなヒートシンクは、コアの熱を効果的に放熱することができるため、良好な空冷放熱性能を奏する。

【0026】

また、たとえば、前記金属ベースに対して少なくとも２か所で接続しており、前記ボビン、前記第１および第２巻線並びに前記コアを収容する収容空間を、前記金属ベースとともに形成する金属製のケースを有してもよい。

【0027】

このようなコイル装置は、金属ベースから遠い上側部分の熱を、ケースを介して金属ベースに導くことにより、金属ベースから遠い領域での局所的な温度上昇を、効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係るコイル装置の外観図である。

【図2】図２は、図１に示すコイル装置においてケースを取り外した状態を示す外観図である。

【図3】図３は、図１に示すコイル装置のコイル本体部を示す正面図である。

【図4】図４は、図３に示すコイル本体部の左側面図である。

【図5】図５は、図３に示すコイル本体部からヒートシンクを除去した状態を示す斜視図である。

【図6】図６は、図５に示すコイル本体部からさらにコアの一部を除去した状態を示す概念図である。

【図7】図７は、図５に示すコイル本体部からさらにコアの全部と第１巻線を除去した状態を示す概念図である。

【図8】図８は、図５に示すコイル本体部からさらにコアの全部と第１巻線を除去した状態を示す正面図である。

【図9】図９は、図５に示すコイル本体部からさらにコアの全部と第１巻線を除去した状態を示す左側面図である。

【図10】図１０は、図５に示すコイル本体部からさらにコアの全部と第１巻線を除去した状態を斜め下方から見た部分拡大図である。

【図11】図１１は、コアと第１巻線を除いたコイル本体部を上方から見た断面図である。

【図12】図１２は、コイル装置における金属ベースと金属ブロックを示す部分組立図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本開示を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

【0030】

図１は、本開示に係るコイル装置１０の外観図である。コイル装置１０のコイル本体部１６（図２参照）にはケース９０が取付けられており、コイル本体部１６に含まれるボビン２０等は、ケース９０および金属ベース７２等による収容空間９０ａ（図２参照）に収容される。図１に示すように、ケース９０の外部には、第１巻線４０および第２巻線５０の端部が引き出されている。

【0031】

図１に示すようなコイル装置１０は、比較的容量の大きいトランス等として用いられるが、コイル装置１０の用途としては、トランスのみには限定されない。また、コイル装置１０は、水冷ではなく、コイル装置１０の周辺の気体（空気）の流れにより冷却される空冷式のコイル装置として好適に用いられる。また、コイル装置１０の周辺には、ファン等の空冷式冷却装置により、第２方向Ｄ２に沿う冷却気流を形成することも好ましい。

【0032】

図２は、図１に示すコイル装置１０において、コイル本体部１６からケース９０を分離した状態を示す外観図である。ケース９０は、固定用のネジ等を緩めることにより、金属ベース７２から取り外し、コイル本体部１６から分離することが可能である。なお、コイル装置１０の説明では、ケース９０以外の部分を、コイル本体部１６と称する。

【0033】

図２に示すように、コイル装置１０は、ボビン２０と、ボビン２０に巻回される第１および第２巻線４０、５０と、コア６０とを有する。また、コイル装置１０は、金属ベース７２と、金属ブロック７４と、ヒートシンク８０と、ケース９０とを有する。

【0034】

図３は、図２に示すコイル装置１０におけるコイル本体部１６を第３方向Ｄ３から見たコイル本体部１６の正面図であり、図４は、コイル本体部１６を第２方向Ｄ２から見たコイル本体部１６の側面図である。また、図５は、図２に示すコイル装置におけるコイル本体部１６を、斜め上方から見た斜視図である。

【0035】

図３～図５に示すように、ボビン２０にはコア６０が取付けられており、図３～図５では、ボビン２０における第２方向Ｄ２の中央部付近は、コア６０に隠れている。図６は、図５に示すコイル本体部１６において、コア６０に含まれる各コア部分６２の上コア６３と、ボビン２０の上側部分に巻回される第１巻線４０の一部を非表示とした状態を表す部分分解図である。図６に示すように、ボビン２０には第１および第２巻線４０、５０の巻軸方向である第１方向Ｄ１に沿う挿通孔２２が形成されている。

【0036】

図６または図１１に示すように、ボビン２０は、挿通孔２２の貫通方向である第１方向Ｄ１に直交する第２方向D２に沿って楕円の長軸が引き延ばされた略楕円柱状の外形状を有する。図３および図４に示すように、ボビン２０の側壁外面２３（図７参照）には第１巻線４０と第２巻線５０とが巻回されている。ボビン２０は、複数の鍔部３２を有している。ボビン２０の詳細構造については後述する。

【0037】

図３および図５に示すように、コア６０は、第２方向Ｄ２に沿って所定の間隔を空けて配列される複数のコア部分６２に分割されている。コア６０は、実施形態では７つのコア部分６２を有するが、コア６０が有するコア部分６２の数は７つのみには限定されない。

【0038】

コア６０は、複数のコア部分６２に分割されていることにより、熱膨張などによる局所的な応力集中などによりコア６０が損傷する問題を防止できる。また、図３に示すように、各コア部分６２がコア部分６２の幅より小さい隙間を空けて配列されていることは、コア部分６２の間での応力の伝搬を防止できるため好ましい。また、コア部分６２の間に隙間が形成されていることにより、ボビン２０に巻回される第１巻線４０および第２巻線５０の周辺に放熱に資する空気の流れが形成され易くなり、良好な空冷放熱特性を有する。

【0039】

図４、図５から理解できるように、コア部分６２は、第１方向Ｄ１に沿って向き合う上コア６３と下コア６４とで構成されている。上コア６３と下コア６４は両方ともＥ字型の外形状を有しており、コア部分６２は、いわゆるＥ－Ｅコアである。ただし、コア６０に含まれるコア部分６２としては、いわゆるＥ－Ｅコアのみには限定されず、コア部分６２はいわゆるＥ－Ｉコアなどの他の形状であってもよい。また、コア６０には、互いに異なる形状のコア部分が含まれていてもよい。

【0040】

図４および図５に示すように、上コア６３と下コア６４は、第１方向Ｄ１に沿って延びる中脚６３ａ、６４ａと、中脚６３ａ、６４ａを挟むように中脚６３ａ、６４ａの両側に配置される側脚６３ｂ、６４ｂおよび側脚６３ｃ、６４ｃとを有する。また、上コア６３は、中脚６３ａ、側脚６３ｂおよび側脚６３ｃの上端部を第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に垂直な第３方向に沿って接続する接続部６３ｄを有する。一方、下コア６５は、中脚６４ａ、側脚６４ｂおよび側脚６４ｃの下端部を第３方向Ｄ３に沿って接続する接続部６４ｄを有する。

【0041】

図４に示すように、各コア部分６２がボビン２０の挿通孔２２を挿通する中脚６３ａ、６４ａを有する。各コア部分６２は、中脚６３ａ、６４ａ、側脚６３ｂ、６４ｂ、６３ｃ、６４ｃ、接続部６３ｄ、６４ｄにより、第２方向Ｄ２に直交する断面において第１および第２巻線４０、５０を取り囲む磁路６７を形成する。コア６０の材質としては、特に限定されないが、たとえばフェライトや鉄などの磁性材料が挙げられる。

【0042】

なお、図６に示すように、本開示に係るコイル装置１０については、第１および第２巻線４０、５０のボビン２０に対する巻軸方向を第１方向Ｄ１とし、第１方向Ｄ１とは垂直であるコア部分６２の配列方向を第２方向Ｄ２とし、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に垂直な方向を第３方向Ｄ３として説明を行う。また、第１方向Ｄ１においてコイル装置１０の中心から下コア６４の接続部６４ｄへ向かう方向を下方向、コイル装置１０の中心から上コア６３の接続部６３ｄへ向かう方向を上方向として説明を行う。ただし、コイル装置１０の設置姿勢は、図１に示すように金属ベース７２が下側になる向きのみには限定されず、図１に示す設置姿勢とは異なる設置姿勢であってもかまわない。

【0043】

図３、図４および図６に示すように、第１巻線４０は、ボビン２０の上側部分に巻回されており、第２巻線５０は、ボビン２０の下側部分に巻回されている。ただし、コイル装置１０に巻回される第１および第２巻線４０、５０の配置としては、図３および図４に示すような第１巻線４０と第２巻線５０とを上下方向に分ける配置のみには限定されず、たとえば、第１巻線４０と第２巻線５０とが第１方向Ｄ１に関して重複するように、ボビン２０に巻回される変形例なども考えられる。第１巻線４０および第２巻線５０は、たとえば被覆導線をボビン２０の側壁外面２３に巻回して形成される。

【0044】

図５および図６に示すように、金属ベース７２は、ボビン２０、第１および第２巻線４０、５０並びにコア６０に対して第１方向Ｄ１の一方側である下側に配置してある。金属ベース７２の上には、ボビン２０、第１および第２巻線４０、５０、コア６０並びにヒートシンク８０（図２参照）が載置してある。

【0045】

図１２は、金属ベース７２と、金属ベース７２に接続する金属ブロック７４を示す斜視図である。金属ベース７２は、第１方向Ｄ１から見て略長方形の矩形平板形状であり、たとえばアルミニウム、鉄またはアルミニウムや鉄を含む合金など、熱伝導率の高い金属材料で構成される。

【0046】

図６および図１２に示すように、金属ベース７２の第２方向Ｄ２に沿う長さは、ボビン２０の第２方向Ｄ２に沿う長さより長く、金属ベース７２の第３方向Ｄ３に沿う長さは、コア６０の第３方向Ｄ３に沿う長さより長い。図１０に示すように、コイル装置１０を第１方向Ｄ１の上側から見た場合、ボビン２０およびコア６０が、金属ベース７２の外縁の内側に配置されていることが好ましい。このように配置することにより、第１巻線４０および第２巻線５０の周辺やコア６０で生じた熱を、金属ベース７２を介して効果的に放熱できる。

【0047】

また、図６に示すように、コア６０は、金属ベース７２に対して、放熱グリース７６を介して固定されている。すなわち、コイル装置１０では、上コア６３と下コア６４との対向面が放熱グリース７６で固定してあり、さらに、下コア６４の接続部６４ｄと金属ベース７２との対向面が、同様の放熱グリース７６で固定してある。これにより、コイル装置１０の内部で生じた熱を、コア６０を介して金属ベース７２に伝達し、金属ベース７２を介して効果的に外部に放熱することができる。

【0048】

図１２に示すように、コイル装置１０は、金属ベース７２から上側に突出するように設けられる金属ブロック７４を有する。金属ブロック７４は、金属ベース７２に対して少なくとも２カ所の下側接続部７４ａで接続している。また、金属ブロック７４は、ボビン２０の挿通孔２２内に少なくとも一部が位置する上側挿入部７４ｂを有する。図３に示すように、金属ブロック７４は、第２方向Ｄ２に配列されるコア部分６２のうち最も第１および第２巻線４０、５０の引出部４０ａ、５０ａに近いコア部分６２に隣接して配置される。

【0049】

図９は、コア６０と第１巻線４０とを除いたコイル本体部１６の左側面図である。図９に示すように、金属ブロック７４は、第２方向Ｄ２に直交する断面において、第１および第２巻線４０、５０を取り囲む熱伝導路７４ｄを、金属ベース７２とともに形成する。金属ブロック７４の材質としては、金属ベース７２と同様に、アルミニウム等の金属材料が挙げられる。また、図９に示すように、金属ブロック７４は、コア６０の第２方向Ｄ２側の端面に対して、放熱グリース７６を介して固定されていてもよい。さらに、金属ブロック７４の上端は、ケース９０の天壁９１の下面に、放熱グリース７６を介して接続されていてもよい。

【0050】

金属ブロック７４は、金属ベース７２に対して距離の遠い上コア６３および第１巻線４０周辺の熱を効率的に金属ベース７２に伝えることで、コイル装置１０の内部で生じた熱を効果的に外部に放熱することができる。また、金属ブロック７４は、コア６０における冷却気流の下流側となる第２方向Ｄ２の端部で接続するように、コア６０に隣接して配置することも好ましい。このような配置とすることで、熱が逃げにくい傾向にあるコア６０における冷却気流の下流側での放熱を向上させることができる。

【0051】

図２に示すように、コイル装置１０は、ボビン２０、第１および第２巻線４０、５０並びにコア６０に対して第１方向Ｄ１の他方側である上側に配置してある金属性のヒートシンク８０を有する。図３に示すように、ヒートシンク８０は接続下面８０ｂと、放熱上面８０ａとを有する。接続下面８０ｂは、第１方向Ｄ１の一方側である下側を向き、コア６０を構成するコア部分６２における上コア６３の接続部６３ｄに接続する。接続下面８０ｂとコア６０とは、放熱グリース７６（図６参照）を介して固定される。

【0052】

ヒートシンク８０の放熱上面８０ａは、第１方向Ｄ１の他方側である上側を向いており、放熱凹凸部８２が形成してある。ヒートシンク８０は、金属ベース７２に対して距離の遠い上コア６３および第１巻線４０周辺の熱を、効率的に放熱することができる。コイル装置１０では、ヒートシンク８０と金属ブロック７４とが、コア６０を上下に挟んで配置してあることにより、コイル装置１０の内部で生じた熱を効果的に外部に放熱することが可能になっている。

【0053】

図１および図２に示すように、コイル装置１０のケース９０は、ボビン２０、第１および第２巻線４０、５０並びにコア６０を収容する収容空間９０ａを、金属ベース７２とともに形成する。図２に示すように、ケース９０は、金属ベース７２に対して少なくとも第３方向Ｄ３の両側の２カ所で接続している。

【0054】

ケース９０は、天壁９１、ケース側壁９２および端壁９３を有する。ケース９０の天壁９１には、ヒートシンク８０の放熱凹凸部８２を露出するための開口部が形成されている。また、ケース９０の端壁９３には、端壁９３を通過して収容空間９０ａ内に冷却流を導入できるように、貫通孔が形成されている。ヒートシンク８０およびケース９０の材質としては、金属ベース７２および金属ブロック７４と同様に、たとえばアルミニウム等の金属材料が挙げられる。

【0055】

図７は、図５に示すコイル本体部１６からさらにコア６０の全部と第１巻線３０を除去した状態を示す概念図である。第１巻線３０が配置されるボビン２０の上側部分に示されるように、ボビン３０において第１および第２巻線４０、５０に内側から対向する側壁外面２３には、凹凸部２４が形成されている。側壁外面２３は、第１方向Ｄ１に直交する断面（図１０参照）において挿通孔２２を取り囲む面である。

【0056】

図８は、図７に示す状態のボビン２０等を、第３方向Ｄ３から見た正面図であり、図９は、図７に示す状態のボビン２０等を、第２方向Ｄ２から見た側面図である。また、図１０は、図７に示す状態のボビン２０等について、斜め下方から見た部分拡大図である。図７～図１０（特に図１０）に示すように、側壁外面２３に形成されている凹凸部２４は、側壁基面２５と、側壁基面２５から突出する複数のリブ２６を有する。

【0057】

図１１は、図７に示すボビン２０を、第１方向Ｄ１に直交する断面で切断した断面図である。図１１に示すように、挿通孔２２を取り囲む側壁外面２３に形成される凹凸部２４は、挿通孔２２を挟んで第２方向Ｄ２に沿って延びる一対の側壁基面２５を有する。一対の側壁基面２５は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２とは垂直な第３方向Ｄ３に、互いに離間して配置されている。図５から理解できるように、一対の側壁基面２５の間には、コア部分６２の中脚６３ａ、６４ａの一部が配置される。

【0058】

図１１に示すように、凹凸部２４は、側壁基面２５から第３方向Ｄ３に突出する複数のリブ２６を有しており、側壁基面２５とリブ２６により凹凸部２４が構成されている。複数のリブ２６には、第１リブ２６ａと、第２リブ２６ｂと、第３リブ２６ｃとが含まれる。

【0059】

図１０に示すように、複数のリブ２６に含まれる第１リブ２６ａ、第２リブ２６ｂおよび第３リブ２６ｃは、いずれも第１方向Ｄ１に沿って延びている。側壁外面２３には、第２方向Ｄ２に沿って延びるリブも形成されており、第２方向Ｄ２に沿って延びるリブは、第１方向Ｄ１に沿って延びる複数のリブ２６を補強する。ただし、第２方向Ｄ２に沿って延びるリブについては、側壁外面２３に形成されていなくてもよい。

【0060】

図１１に示すように、第１リブ２６ａは、第２方向Ｄ２に関してボビン２０の中央部に配置される。また、第２リブ２６ｂは、第２方向Ｄ２に関して第１リブ２６ａと側壁端面２７が配置してあるボビン２０の端部との間に配置される。第１リブ２６ａの第３方向Ｄ３への突出高さは、第２リブ２６ｂの第３方向への突出高さより高い。なお、第３リブ２６ｃは、第２方向Ｄ２に関して第１リブ２６ａと第２リブ２６ｂとの間に配置されており、第３方向Ｄ３への突出高さは、第１リブ２６ａより低く、第２リブ２６ｂより高い。

【0061】

図１０では第２巻線５０の内側に隠れているが、ボビン２０の側壁外面２３の下側部分にも、上側部分と同様の凹凸部２４が形成されている。図７、図８、図１０および図１１に示すように、ボビン２０の側壁外面２３に凹凸部２４が形成されていることにより、第１および第２巻線４０、５０と側壁外面２３との接触面積が狭くなり、コイル装置１０を冷却する気流が第１および第２巻線４０、５０の広い範囲に当り易くなり、第１および第２巻線４０、５０の放熱を促進させることができる。

【0062】

また、凹凸部２４が図１０および図１１に示すような複数のリブ２６と側壁基面２５とで構成されることにより、第１および第２巻線４０、５０と側壁基面２５との隙間を大きく形成することができ、第１および第２巻線４０、５０を効果的に空冷することが可能となる。さらに、図１１に示すように、ボビン２０の中央部にある第１リブ２６ａの高さを、端部の近くにある第２リブ２６ｂの高さより高くすることにより、第１および第２巻線４０、５０が第２方向Ｄ２に対して傾斜するため、第２方向Ｄ２に沿う冷却気流により効果的な冷却が可能となる。

【0063】

図１１に示すように、側壁外面２３は、挿通孔２２を挟んで第２方向Ｄ２に沿って延びる一対の側壁基面２５と、一対の側壁基面２５の互いの第２方向Ｄ２の隣接する端部同士を接続する一対の側壁端面２７を有する。各側壁端面２７は、第１方向に直交する断面において、略半円形状である。

【0064】

図９に示すように、一対の側壁端面２７の少なくとも一方（図９に示す側壁端面２７は、第１および第２巻線４０、５０の引出部４０ａ、５０ａとは反対側の側壁端面２７）には、ボビン２０の挿通孔２２に側壁端面２７の外側から連通する貫通孔２７ａが形成されている。貫通孔２７ａは、第１方向Ｄ１に関して端部鍔部３６を上下方向に跨いで形成されている。

【0065】

側壁端面２７に貫通孔２７ａが形成されていることにより、コイル装置１０を冷却する気流が挿通孔２２の内部に導入されやすくなり、特にコイル装置１０の中心部分の放熱効率を向上させることができる。なお、図９に示すように、側壁端面２７には、第１方向Ｄ１に沿って、複数の貫通孔２７ａが断続的に形成されていることも好ましい。

【0066】

図７、図８、図１０に示すように、ボビン２０は、側壁外面２３から第１方向Ｄ１に直交する方向に沿って外側に突出する鍔部３２を有する。ボビン２０は、第１方向Ｄ１の位置が異なる複数の鍔部３２を有する。それぞれの鍔部３２は、第１および第２巻線４０、５０を第１方向Ｄ１の一方側（下側）の部分と他方側（上側）の部分とに仕切る。鍔部３２により、第１および第２巻線４０、５０を構成する各ターンの高さ方向の位置ずれを抑制するとともに、各ターンの上下に隙間を形成することができる。

【0067】

図７および図９に示すように、鍔部３２には、第２方向Ｄ２に関してボビン２０の中央部に配置される中央鍔部３４と、第２方向Ｄ２に関してボビンの端部に配置される端部鍔部３６とが含まれる。鍔部３２のうち中央鍔部３４における中央鍔上面３４ａ（図７参照）および中央鍔下面３４ｂ（図１０参照）の少なくとも一方（実施形態では両方）には、段差面が形成されている。

【0068】

中央鍔上面３４ａおよび中央鍔下面３４ｂに段差面が形成されていることにより、中央鍔部３４に対する第１および第２巻線４０、５０の接触面積を狭くできる。また、第１および第２巻線４０、５０の各ターンは、上下の段差面により、第１方向Ｄ１に関して上側の鍔部３２と下側の鍔部３２とのより真ん中に位置に配置されやすくなる。ボビン２０では、このような段差面により、鍔部３２に対する第１および第２巻線４０、５０の接触面積を狭くして、第１および第２巻線４０、５０の表面のうち冷却流が接触可能な面積を広げることができる。

【0069】

また、図１１に示すように、鍔部３２は、第１方向Ｄ１に直交する断面において、側壁外面２３に沿って４か所以上（実施形態では４か所）の切り欠き部３８を挟んで不連続に形成されている。すなわち、中央鍔部３４と端部鍔部３６との間には、切り欠き部３８が形成されている。このように、鍔部３２が４か所以上の切り欠き部３８を挟んで不連続に形成されていることにより、第１および第２巻線４０、５０の各ターンの上下に形成される隙間を大きくすることができ、冷却気流により効率的な空冷が可能となる。なお、ボビン２０の材質としては、絶縁性の樹脂が挙げられる。

【0070】

以上、実施形態を挙げて本開示に係るコイル装置１０について説明してきたが、本開示の技術的範囲は、コイル装置１０として示された実施形態のみに限定されず、他の実施形態や変形例を含むものであることは言うまでもない。たとえば、ボビン２０の側壁外面２３に形成される凹凸部２４は、側壁基面２５に形成される穴や、リブ以外の突起などにより構成されていてもよい。

【0071】

また、コイル装置１０は、ボビン２０、第１および第２巻線４０、５０並びにコア６０に対して第２方向Ｄ２に沿う冷却気流を発生させるファンなどを有していてもよい。第２方向Ｄ２に沿う気流をボビン２０の周辺に形成することで、第１および第２巻線４０、５０の上下に形成される隙間に、第２方向Ｄ２に沿って流れる気流が形成され、コイル装置１０は好適な放熱特性を奏する。

【符号の説明】

【0072】

１０…コイル装置
１６…コイル本体部
２０…ボビン
２２…挿通孔
２３…側壁外面
２４…凹凸部
２５…側壁基面
２６…リブ
２６ａ…第１リブ
２６ｂ…第２リブ
２６ｃ…第３リブ
２７…側壁端面
２７ａ…貫通孔
３２…鍔部
３４…中央鍔部
３４ａ…中央鍔上面
３４ｂ…中央鍔下面
３６…端部鍔部
３８…切り欠き部
４０…第１巻線
５０…第２巻線
４０ａ、５０ａ…引出部
６０…コア
６２…コア部分
６３…上コア
６４…下コア
６３ａ、６４ａ…中脚
６３ｂ、６４ｂ、６３ｃ、６４ｃ…側脚
６３ｄ、６４ｄ…接続部
６７…磁路
７２…金属ベース
７４…金属ブロック
７４ａ…下側接続部
７４ｂ…上側挿入部
７６…放熱グリース
８０…ヒートシンク
８０ａ…放熱上面
８０ｂ…接続下面
８２…放熱凹凸部
９０…ケース
９０ａ…収容空間
９１…天壁
９２…ケース側壁
９３…端壁
Ｄ１…第１方向
Ｄ３…第３方向
Ｄ２…第２方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】