特開 2025-25876 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】P2025025876

(43)【公開日】2025-02-21

(54)【発明の名称】コイル装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20250214BHJP

   H01F 27/22 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

H01F30/10 S

H01F30/10 A

H01F30/10 F

H01F30/10 J

H01F27/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023131084

(22)【出願日】2023-08-10

(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】長田 昌之

(72)【発明者】

【氏名】堀川 俊之

(72)【発明者】

【氏名】岩倉 正明

(72)【発明者】

【氏名】古市 朋広

(72)【発明者】

【氏名】谷▲崎▼ 海斗

【テーマコード（参考）】

5E050

【Ｆターム（参考）】

5E050JA03

(57)【要約】

【課題】コアに生じる熱応力の低減を図ることができるコイル装置を提供すること。
【解決手段】磁性体を含むコアと、コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有するコイル装置である。コアが、ワイヤの巻回部が配置してある中脚部と、巻回部の巻回軸に沿って前記中脚部の一端に、所定距離で離れて配置してある第１ベース部とを有する。中脚部の体積の７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、あるいは９５％以上が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性体を含むコアと、
前記コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有するコイル装置であって、
前記コアが、
前記ワイヤの巻回部が配置してある中脚部と、
前記巻回部の巻回軸に沿って前記中脚部の一端に、所定距離で離れて配置してある第１ベース部とを有し、
前記中脚部の体積の７０％以上が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置するコイル装置。

【請求項2】

前記第１ベース部の体積の３０％以上が前記放熱性樹脂から露出している請求項１に記載のコイル装置。

【請求項3】

前記コアは、前記巻回軸に沿って前記中脚部の他端に連続して形成してある第２ベース部をさらに有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項4】

前記コアは、前記巻回軸に沿って前記中脚部の他端に、所定距離で離れて配置してある第２ベース部をさらに有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項5】

前記第２ベース部は、前記放熱性樹脂が充填してあるケースの冷却壁面に近接している請求項３または４に記載のコイル装置。

【請求項6】

前記第１ベース部と前記中脚部の前記一端との間には、１．９ｍｍ以下の空気層が存在する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項7】

前記中脚部の前記一端は、前記放熱性樹脂の前記大気開放面より下側に位置する請求項６に記載のコイル装置。

【請求項8】

前記中脚部の前記一端は、前記放熱性樹脂の前記大気開放面より上側に位置する請求項６に記載のコイル装置。

【請求項9】

前記放熱性樹脂の前記大気開放面は、前記中脚部の周囲に配置してある前記ワイヤの前記巻回部を前記放熱性樹脂が覆っている位置にある請求項７または８に記載のコイル装置。

【請求項10】

前記中脚部の他端と前記第２ベース部の表面との間には、接着剤または前記放熱性樹脂が少なくとも一部に介在している請求項４に記載のコイル装置。

【請求項11】

前記中脚部と前記ワイヤの巻回部との間には、ボビンの筒部が配置してある請求項１に記載のコイル装置。

【請求項12】

前記ワイヤのリード部を保持する端子ブロックをさらに有する請求項１に記載のコイル装置。

【請求項13】

前記端子ブロックは、ボビン、前記放熱性樹脂を収容するケース、または前記第１ベース部に装着してある請求項１２に記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、たとえばトランスなどとしても好適に用いることができるコイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コイル装置の耐熱性を向上させるために、たとえば特許文献１では、コアの一部を放熱性樹脂に浸して冷却効果を高めている。しかしながら、この技術では、放熱性樹脂で覆う部分が少なく、十分な放熱効果が期待できないという課題を有する。

【0003】

そこで、コアの大部分を放熱性樹脂で覆うことも考えられるが、そのように構成すると、放熱性樹脂を貯留するためのケースが大きくなりすぎて、コイル装置の小型化の要請に反してしまう。そこで、必要最小限の範囲でワイヤの巻回部を浸すように、放熱性樹脂を貯留するケースを小さくすることもある。その場合には、コアの一部、たとえばワイヤの巻回軸に沿って上方に位置するコア部分が放熱性樹脂の外に露出することもある。

【0004】

そのような場合には、コアには、放熱性樹脂により冷却される部分と、放熱性樹脂により冷却されない部分とが生じ、コアに熱応力が発生し、コアの耐久性を著しく低下させるおそれがある。特に、近年のコイル装置の大電流化に伴い、コアに生じる熱応力の低減が課題になっている。

【0005】

なお、コアの一部が放熱性樹脂から露出しなくても、ワイヤの巻回軸に沿って放熱性樹脂の冷却温度に大きな差異が生じる場合には、コアに過大な熱応力が生じる場合があり、そのような場合でも、コアの耐久性を低下させることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４－３６１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、コアに生じる熱応力の低減を図ることができるコイル装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
磁性体を含むコアと、
前記コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有するコイル装置であって、
前記コアが、
前記ワイヤの巻回部が配置してある中脚部と、
前記巻回部の巻回軸に沿って前記中脚部の一端に、所定距離で離れて配置してある第１ベース部とを有し、
前記中脚部の体積の７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、あるいは９５％以上が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置する。

【0009】

このコイル装置では、中脚部の体積の大部分が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置するため、中脚部と共に中脚部の周囲に配置してあるワイヤの巻回部も、それらの体積の大部分が放熱性樹脂により冷却され、放熱性が向上する。しかも、第１ベース部が、巻回部の巻回軸に沿って前記中脚部の一端に、所定距離で離れて配置してあるため、仮に第１ベース部の一部が放熱性樹脂から露出していたとしても、中脚部に生じる熱膨張力などの応力が第１ベース部に伝達しない。そのため、第１ベース部に生じるおそれがあった過大な熱応力を低減することができる。

【0010】

前記第１ベース部の体積の３０％以上、５０％以上、８０％以上、あるいは９５％以上が、前記放熱性樹脂から露出していてもよい。第１ベース部の大部分を露出させることで、放熱性樹脂を収容するケースの小型化を図ることができると共に、放熱性樹脂の量を低減することもできる。しかも、その場合でも、第１ベース部が、巻回部の巻回軸に沿って前記中脚部の一端に、所定距離で離れて配置してあるため、中脚部に生じる熱膨張力などの応力が第１ベース部に伝達しない。そのため、第１ベース部に生じるおそれがあった過大な熱応力を低減することができる。

【0011】

前記コアは、前記巻回軸に沿って前記中脚部の他端に連続して形成してある第２ベース部をさらに有していてもよい。あるいは、前記コアは、前記巻回軸に沿って前記中脚部の他端に、所定距離で離れて配置してある第２ベース部をさらに有していてもよい。

【0012】

前記第２ベース部は、前記放熱性樹脂が充填してあるケースの冷却壁面に近接していてもよい。たとえばケースの冷却壁面が、ケースの底面である場合には、ワイヤの巻回部の軸芯がケースの底面に対して略垂直となるように、コアがケースの内部に収容される。また、ケースの冷却壁面が、ケースの側面である場合には、ワイヤの巻回部の軸芯がケースの底面に対して略平行となるように、コアがケースの内部に収容される。

【0013】

好ましくは、前記第１ベース部と前記中脚部の前記一端との間には、１．９ｍｍ以下の空気層が存在する。前記第１ベース部と前記中脚部の前記一端との間に空気層が存在することで、より確実に、中脚部に生じる熱膨張力などの応力が第１ベース部に伝達しない。なお、空気層の間隔を所定値以下とすることで、中脚とベース部との間に磁気回路を形成しやすくなる。

【0014】

前記中脚部の前記一端は、前記放熱性樹脂の前記大気開放面より下側に位置してもよい。このように構成することで、中脚部と、その周りに配置してあるワイヤの巻回部の放熱性が向上する。

【0015】

前記中脚部の前記一端は、前記放熱性樹脂の前記大気開放面より上側に位置していてもよい。このように構成することで、前記第１ベース部と前記中脚部の前記一端との間に、１．９ｍｍ以下の空気層を形成しやすくなる。

【0016】

好ましくは、前記放熱性樹脂の前記大気開放面は、前記中脚部の周囲に配置してある前記ワイヤの前記巻回部を前記放熱性樹脂が覆っている位置にある。このように構成することで、放熱性が向上する。

【0017】

前記中脚部の他端と前記第２ベース部の表面との間には、接着剤または前記放熱性樹脂が少なくとも一部に介在していてもよい。また、中脚部の他端と前記第２ベース部とは一体に形成してあってもよい。

【0018】

前記中脚部と前記ワイヤの巻回部との間には、ボビンの筒部が配置してあってもよい。あるいはボビンを配置することなく、中脚部の回りにワイヤの巻回部（たとえば空芯コイル）が配置してあってもよい。

【0019】

コイル装置は、前記ワイヤのリード部を保持する端子ブロックをさらに有していてもよい。前記端子ブロックは、ボビン、前記放熱性樹脂を収容するケース、または前記第１ベース部に装着してあってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係るコイル装置の概略斜視図である。

【図2】図２は図１に示すコイル装置の概略分解斜視図である。

【図3】図３は図１に示すIII－IIIに沿う概略断面図であり、端子の図示は省略してある。

【図4A】図４Ａは図３に示すコアのIV－IV線に沿う概略断面図である。

【図4B】図４Ｂは図４Ａに示すコアの変形例に係る概略断面図である。

【図4C】図４Ｃは図４Ａに示すコアのその他の変形例に係る概略断面図である。

【図4D】図４Ｄは図４Ａに示すコアのさらにその他の変形例に係る概略断面図である。

【図4E】図４Ｅは図４Ａに示すコアのさらにその他の変形例に係る概略断面図である。

【図5】図５は図３に示すボビンの要部断面斜視図である。

【図6】図６は図５に示すボビンの変形例を示す要部断面斜視図である。

【図7】図７は図２に示すボビンから一部のコアを取り外して異なる角度から見たボビンとコアの一部分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図示する内容は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

【0022】

（第１実施形態）
図１に示す本発明の実施形態に係るコイル装置１は、たとえばリーケージトランスなどとして機能し、車載用充電器や各種電気機器の電源回路などに用いられる。図２に示すように、コイル装置１は、コア２と、ボビン３と、継線下カバー７０と組み合わされた端子ブロック７と、ケース８と、を有する。なお、図面において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、相互に垂直であり、Ｚ軸が、コイル装置１の高さ方向（コイルの巻軸方向）に平行である。以下の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各々について、コイル装置１の中心に向かう方向を内側と呼び、コイル装置１の中心から離れる方向を外側と呼ぶ。

【0023】

図３に示すように、ボビン３の筒部３０のＺ軸に沿って途中位置には、一次側コイルと二次側コイルとを絶縁するための主隔壁鍔３１が筒部３０の外周面から半径方向に飛び出すように具備してある。主隔壁鍔３１のＺ軸に沿って上方位置には、Ｚ軸に沿って所定間隔で複数の副隔壁鍔３２が筒部３０の外周面から半径方向に飛び出すように具備してある。主隔壁鍔３１と副隔壁鍔３２との間、および副隔壁鍔３２の相互間には、第１ワイヤ４が巻回してあり、第１ワイヤ巻回部４０が形成してある。

【0024】

また、同様に、主隔壁鍔３１のＺ軸に沿って下方位置には、Ｚ軸に沿って所定間隔で複数の副隔壁鍔３２が筒部３０の外周面から半径方向に飛び出すように具備してある。主隔壁鍔３１と副隔壁鍔３２との間の区画隙間、および副隔壁鍔３２の相互間の区画隙間には、第２ワイヤ５が巻回してあり、第２ワイヤ巻回部５０が形成してある。

【0025】

なお、主隔壁鍔３１と副隔壁鍔３２との間のＺ軸に沿う区画隙間と、副隔壁鍔３２の相互間の区画隙間とは、第１ワイヤ４または第２ワイヤ５の外径よりも少し大きい程度に形成してあり、これらの各区画隙間には、Ｚ軸に沿っては１列のワイヤ４または５のみが入り込める隙間になっている。このため、ワイヤ４または５は、ボビン３の筒部３０の外周面に対して整然と巻回されることができる。

【0026】

それぞれの副隔壁鍔３２の周方向に沿って少なくとも一カ所には、鍔３２の外周位置から筒部３０の外周位置まで届く径方向の切欠が形成してある。この切欠を通して、ワイヤ４または５は、Ｚ軸に沿って隣の区画隙間に移動可能になっており、連続したワイヤ４または５の巻回作業が可能になっている。ワイヤ４または５の巻き方は、特に限定されず、たとえば通常巻きまたはα巻きなどが例示される。

【0027】

なお、本実施形態では、第２ワイヤ巻回部５０は、第１ワイヤ巻回部４０のＺ軸に沿って下側に配置してあるが、逆でもよい。本実施形態では、たとえば第１ワイヤ巻回部４０がトランスの一次側コイルとなり、第２ワイヤ巻回部５０がトランスの二次側コイルとなるが、逆でもよい。第１ワイヤ巻回部４０と第２ワイヤ巻回部５０とは、主隔壁鍔３１によりＺ軸方向に隔てられ、結合係数などが調整されている。

【0028】

本実施形態では、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、それぞれ導電性ワイヤで構成してあり、絶縁被覆されていなくともよいが、好ましくは絶縁被覆されていることが好ましい。導電線の種類は特に限定されず、丸線、平角線、撚り線、リッツ線、編組線などの導電性芯線である。芯線を被覆する融着層または絶縁層の材質としては、特に限定されないが、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルなどが例示される。

【0029】

なお、本実施形態では、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のいずれも自己融着型のワイヤで構成してあるが、いずれか一方のみが自己融着型ワイヤでもよく、あるいは双方が、その他のワイヤで構成してあってもよい。また、第１ワイヤ巻回部４０および第２ワイヤ巻回部５０の少なくとも一方は、平板コイルであってもよい。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の線径は、同じでも異なってもよく、双方共に、特に限定されないが、たとえば１．０～３．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

【0030】

第１ワイヤ巻回部４０を構成する第１ワイヤ４の両端には、それぞれリード部４１ａ，４１ｂが形成してあり、それぞれのリード部４１ａ，４１ｂは、第１巻回部４０からＺ軸に沿って上側に引き出されて、それぞれ図１に示す端子６，６に接続してある。また、図３に示す第２ワイヤ巻回部５０を構成する第２ワイヤ５の両端には、それぞれ図２に示すリード部５１ａ，５１ｂが形成してあり、それぞれのリード部５１ａ，５１ｂは、第２巻回部５０からＺ軸に沿って上側に引き出されて、それぞれ端子６，６に接続してある。

【0031】

これらの複数のリード部４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂがそれぞれ接続される複数の端子６は、一対の端子ブロック７に取り付けてある。各端子ブロック７には、継線下カバー７０が装着してある。継線下カバー７０が端子ブロック７と組み合わされることにより、一対の端子６は、Ｙ軸に沿って所定間隔で端子ブロック７に固定される。端子ブロック７と継線下カバー７０とは、合成樹脂などの絶縁部材で構成してあることが好ましく、同じ絶縁材料で構成してもよいが、異なる絶縁材料で構成してもよい。

【0032】

本実施形態では、図１に示すように、端子ブロック７は、継線下カバー７０と共に、ケース８の側板８１の上端に取り付けられるようになっている。たとえば、継線下カバー７０は、端子ブロック７に埋め込まれた端子６の継線部６１をＺ軸に沿って下から覆う底板片７１と、底板７１に対して略垂直に一体成形してある側板片７２とを有し、側板片７２には、装着溝７３が具備してある。

【0033】

側板片７２の装着溝７３には、ケース８のＸ軸に沿って両側に位置する側板８１の上端８１ａが入り込むように、側板片７２の装着溝７３は、側板８１の上端の形状に合わせてある。それぞれの継線下カバー７０の装着溝７３にケース８のＸ軸に沿って両側に位置する側板８１の上端が入り込むことで、それぞれの継線下カバー７０は、ケース８に装着される。

【0034】

端子ブロック７は、継線下カバーとは別体であることが好ましく、各リード部４１ａ．４１ｂ，５１ａ，５１ｂのそれぞれを、端子６の継線部６１に接続する際には、端子ブロックから継線下カバーが離れていること方が作業しやすい。継線部６１には、リード部４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂのいずれかがカシメや熱圧着あるいはレーザ溶接またはハンダ付けなどで接続される。各端子６の継線部６１にリード部４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂのいずれかが接続された後に、端子ブロック７と継線下カバー７０とが組み合わされて、ケース８および／またはボビン３に取り付けられることが好ましい。

【0035】

本実施形態では、各端子６は、端子ブロック７に対して、継線部６１および外部接続部６２が露出するようにインサート成形してあることが好ましい。継線部６１は、端子ブロック７に対して、Ｘ軸に沿って外側に突出し、外部接続部６２は、端子ブロック７に対して、Ｚ軸に沿って上側に突出するように、各端子６は、端子ブロック７に固定してある。外部接続部６２は、図示しない外部接続端子あるいは回路基板の端子接続凹部などに接続される部分である。継線部６１および外部接続部６２を有する端子６は、たとえば一枚の金属板をプレス加工することにより形成される。

【0036】

図２に示すように、本実施形態では、コア２は、Ｚ軸に沿って上側に配置してある第１コア２１と、第１コア２１のＺ軸に沿って下側に配置される第２コア２２と、第１コア２１と第２コア２２との間に配置してある中脚部２３とに分解することができる。また、第１コア２１は、Ｘ軸に沿って２つの第１分割コア２１αに分割してあり、同様に、第２コア２２も、Ｘ軸に沿って２つの第２分割コア２２αに分割してある。

【0037】

それぞれの第１分割コア２１αは、平板状の第１ベース部２１ａと、第１ベース部２１ａのＹ軸に沿って両側から各々Ｚ軸に沿って下方に突出する側脚部２１ｂ，２１ｂとを有する。また、それぞれの第２分割コア２２αは、平板状の第１ベース部２２ａと、第１ベース部２２ａのＹ軸に沿って両側から各々Ｚ軸に沿って上方に突出する側脚部２２ｂ，２２ｂとを有する。

【0038】

本実施形態では、第１分割コア２１αと第２分割コア２２αとは、それぞれＺ軸とＹ軸とを含む面に平行な断面で略Ｕ字形状のＵ型コアからなり、相互に同じ形状を有するが、相互に異なっていてもよい。たとえば一方のコアがＵ型コアであり、他方のコアがＩ型コアであってもよい。

【0039】

一対の第１分割コア２１αの第１ベース部２１ａは、ボビン３にコア抑え９２が取り付けられる前に、ボビン３の筒部３０の上端に具備してある隔壁鍔３２の外面に取り付けられる。なお、筒部３０の上端に位置する隔壁鍔３２の外面（上面３２ａ）には、位置決め凸部３３が具備してあり、隣接する第１ベース部２１ａ，２１ａの相互間に隙間を形成可能になっている。このような隙間を形成することで、放熱性の向上が期待できる。

【0040】

一対の第２分割コア２２αの第２ベース部２２ａは、ボビン３の筒部３０の下端に具備してある隔壁鍔３２の外面に取り付けられる。なお、筒部３０の下端に位置する隔壁鍔３２の外面（下面３２ｂ）には、位置決め凸部３３が具備してあり、隣接する第２ベース部２２ａ，２２ａの相互間に隙間を形成可能になっている。このような隙間を形成することで、放熱性の向上が期待できる。

【0041】

図２に示すように、ボビン３の筒部３０のＺ軸に沿う上端に位置する隔壁鍔３２のＸ軸に沿って両側には、コアガイド壁３４が具備してある。コアガイド壁３４の内側には、コア抑え９２が配置してある。それぞれのコア抑え９２がコアガイド壁３４の内側に配置される前に、まず、中脚部２３が、ボビン３の筒部３０の内周面に形成してある貫通孔にＺ軸の上方から挿入される。

【0042】

その後に、一対の第１分割コア２１αから成る第１コア２１のベース部２１ａが、一対のコアガイド壁３４の間に位置する隔壁鍔部３２の外表面（上面）に設置される。第１コア２１の側脚部２１ｂは、それぞれボビン３のＹ軸に沿って両側のＺ軸に沿って上部を覆う。その後に、コアガイド壁３４の内側で、壁３４とコア２１との隙間にコア抑え９２が差し込まれる。

【0043】

図７に示すように、ボビン３の筒部３０のＺ軸に沿う下端に位置する隔壁鍔３２のＸ軸に沿って両側には、コアガイド壁３５が具備してある。一対のコアガイド壁３４の間に位置する隔壁鍔部３２の外表面（下面）には、一対の第２分割コア２２αから成る第２コア２２のベース部２２ａが設置される。第２コア２２の側脚部２２ｂは、それぞれボビン３のＹ軸に沿って両側のＺ軸に沿って下部を覆う。それぞれの側脚部２２ｂの先端部２２ｂ１は、第１コア２１の側脚部２１ｂの先端部２１ｂ１に突き合わされ、必要に応じて接着剤で接合される。

【0044】

ボビン３の筒部３０のＺ軸に沿う下端に位置する隔壁鍔３２の内周面には、筒部３０の内周面から内側に突出している内方凸片３６が、周方向に沿って複数箇所で形成してある。これらの内方凸片３６は、筒部３０の内周面で構成される貫通孔のＺ軸に沿う下端を塞がない程度に筒部３０の内周面から突出しており、図３に示すように、中脚部２３のＺ軸に沿う下端外周部に当接する。その結果、中脚部２３のＺ軸に沿う下端と第２コア２２の第２ベース部２２ａとの間に隙間３７を形成することができるようになっている。隙間３７には、放熱性樹脂８２が入り込むようになっている。なお、隙間３７の間隔は、内方凸片３６のＺ軸に沿う設計厚みを変化させることで調整することができる。

【0045】

また、中脚部２３のＺ軸に沿う長さを、内方凸片３３から最上端に位置する隔壁鍔３２の上面３２ａまでのＺ軸に沿う筒部３０の高さに対して所定の長さで短く調節することで、中脚部２３のＺ軸に沿う上端と第１コア２１の第１ベース部２１ａとの間に隙間３８を形成することができる。

【0046】

本実施形態では、この隙間３８には、少なくとも一部で放熱性樹脂８２が入り込まないように、しかも中脚部２３が十分に冷却されるように、ケース８の内部に充填してある放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａが、中脚部２３の体積などとの関係で決定される。すなわち、中脚部２３の体積の７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、あるいは９５％以上が放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａより下方に位置し、しかも、ベース部２１ａの下面よりもＺ軸に沿って下側に位置するように、大気開放面８２が設定される。このように構成することで、隙間３８には、放熱性樹脂８２が入り込まない空気層が形成される。

【0047】

また、放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａは、第２ワイヤ５の巻回部５０が放熱性樹脂８２で十分に浸され、第１ワイヤ４の巻回部４０の内の好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９５％以上、あるいは実質的に１００％以上が放熱性樹脂８２で浸されるように決定される。このように構成することで、ワイヤ４または５の巻回部４０または５０に発生する熱も、放熱性樹脂８２により冷やされる。なお、本実施形態では、ワイヤ４または５の巻回部４０または５０、またはコア２から放熱性樹脂８２に伝達した熱は、ケース８を通して、ケース８の底板８０の下面に設置してある冷却部材（たとえば冷却通路付きの冷却ブロックなど）に伝達されて放熱される。なお、大気開放面８２ａとは、流動状態の放熱性樹脂８２をケース８に流し込んで形成される液面が固形化した面である。

【0048】

本実施形態では、コア２１，２２および中脚部２３は、それぞれ磁性体を有するコアであれば特に限定されず、たとえばフェライト、金属磁性体、あるいは磁性粉含有樹脂などで構成してある。

【0049】

図１に示すように、ケース８は、略矩形の底板８０と、底板８０の４辺位置からＺ軸に沿って上方に立ち上げられて内部に有底の収容空間を形成する側板８１とを有し、Ｚ軸に沿う上部には、上部開口部が形成してある。ケース８は、熱伝導性に優れたアルミニウムなどの金属製であることが好ましいが、樹脂製であってもよい。

【0050】

放熱性樹脂８２は、ポッティング樹脂とも称され、注入後も軟質なシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などで構成され、ポッティング樹脂の縦弾性率は、好ましくは０．１～１００ＭＰａである。本実施形態では、たとえば放熱性樹脂８２およびケース８を介して、第１巻回部４０と、第２巻回部５０と、コア２とに生じる熱を、ケース８の底部から外部に効率よく放熱し、コイル装置１の冷却効率を高めることができる。

【0051】

なお、放熱性樹脂８２は、ケース８の内部に予め充填した後に、図２に示すコア２が取り付けられたボビン（ワイヤが巻回してある）３を収容してもよく、ケース８の内部に、コア２が取り付けられたボビン（ワイヤが巻回してある）３を収容してから、放熱性樹脂８２をケース８の内部に流し込んでもよい。

【0052】

本実施形態に係るコイル装置１では、図３に示すように、コア２の中脚部２３の体積の大部分が放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａより下方に位置するため、中脚部２３と共に中脚部２３の周囲に配置してあるワイヤ４，５の巻回部４０，５０も、それらの体積の大部分が放熱性樹脂８２により冷却され、放熱性が向上する。しかも、第１ベース部２１ａが、Ｚ軸に沿って中脚部２３の一端（上端）に、所定距離の隙間３８で離れて配置してあるため、仮に第１ベース部２１ａの一部が放熱性樹脂８２から露出していたとしても、中脚部２３に生じる熱膨張力などの応力が第１ベース部２１ａに伝達しない。そのため、第１ベース部２１ａに生じるおそれがあった過大な熱応力を低減することができる。

【0053】

なお、従来では、ケース８の内部に収容されるコア２としては、Ｚ軸に沿って上側に位置するベース部２１ａと中脚部２３とが一体化されているコアが一般的であったため、ベース部２１ａと中脚部２３との温度差が大きくなることにより、特にベース部に応力が集中し、コアの割れや欠けなどの不都合が生じるおそれがあった。

【0054】

本実施形態では、ベース部２１ａと中脚部２３との温度差が大きくなったとしても、ベース部２１ａと中脚部２３との間に、空気層を有する隙間があるため、ベース部に応力が集中し難くなり、コアの割れや欠けなどの不都合が生じるおそれを低減することができる。本発明者等の実験によれば、従来のコアに生じるベース部の背面最大応力に対して、約２５％以上で、本実施形態のコアのベース部に生じる背面最大応力を低減することが確認できた。

【0055】

また、本実施形態では、第１ベース部２１ａの体積の３０％以上、５０％以上、８０％以上、あるいは９５％以上、好ましくは１００％以上が、放熱性樹脂８２から露出している。第１ベース部２１ａの大部分を露出させることで、放熱性樹脂８２を収容するケース８の小型化を図ることができると共に、放熱性樹脂８２の量を低減することもできる。しかも、その場合でも、第１ベース部２１ａが、Ｚ軸に沿って中脚部２３の上端に、所定距離の隙間３８で離れて配置してあるため、熱が籠もり易い中脚部２３に生じる熱膨張力などの応力が第１ベース部２１ａに伝達しない。そのため、第１ベース部２１ａに生じるおそれがあった過大な熱応力を低減することができる。

【0056】

コア２は、Ｚ軸に沿って中脚部２３の他端（下端）に連続して形成してある第２ベース部２２ａをさらに有していてもよいが、本実施形態では、コア２は、Ｚ軸に沿って中脚部２３の下端に、所定距離の隙間３７で離れて配置してある第２ベース部２２ａをさらに有する。

【0057】

第２ベース部２２ａは、放熱性樹脂８２が充填してあるケース８の冷却壁面である底板８０に近接してある。本実施形態では、ケース８の冷却壁面が、ケース８の底面であることから、ワイヤ４，５の巻回部４０，５０の軸芯がケース８の底面に対して略垂直となるように、コア２がケース８の内部に収容される。なお、別の実施形態では、ケース８の冷却壁面が、ケース８の側面（側板８１）である場合には、ワイヤ４，５の巻回部４０，５０の軸芯がケース８の底面に対して略平行となるように、コア２がケース８の内部に収容されてもよい。

【0058】

本実施形態では、第１ベース部２１ａと中脚部２３の上端との間の隙間３８には、１．９ｍｍ以下の空気層が存在する。隙間３８に放熱性樹脂８２が入り込まない空気層が存在することで、より確実に、中脚部２３に生じる熱膨張力などの応力が第１ベース部２１ａに伝達しない。なお、隙間３８の空気層の間隔を所定値以下とすることで、中脚２３とベース部２１ａとの間に磁気回路を形成しやすくなる。図４Ａに示すように、隙間３８のＺ軸に沿う間隔ｔ１と、隙間３７のＺ軸に沿う間隔ｔ２とは、同じで異なってもよいが、好ましくは、いずれも３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、あるいは１．９ｍｍ以下である。

【0059】

本実施形態では、中脚部２３の上端は、放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａよりＺ軸に沿って下側に位置してもよい。このように構成することで、中脚部と、その周りに配置してあるワイヤの巻回部の放熱性が向上する。この場合でも、隙間３８には、空気層が形成されるように、大気開放面８２ａの位置が隙間３８の途中に位置することが好ましい。

【0060】

あるいは、中脚部２３の上端は、放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａより上側に位置していてもよい。このように構成することで、隙間３８に、１．９ｍｍ以下の空気層を形成しやすくなる。

【0061】

本実施形態では、放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａは、中脚部２３の周囲に配置してあるワイヤ４，５の巻回部４０，５０を放熱性樹脂８２が覆っている位置にある。このように構成することで、放熱性が、さらに向上する。

【0062】

また本実施形態では、中脚部２３のＺ軸に沿う下端と第２ベース部２２ａの表面との間には、接着剤または放熱性樹脂８２が少なくとも一部に介在していてもよい。また、中脚部２３の下端と第２ベース部２２ａとは一体に形成してあってもよい。

【0063】

さらに、本実施形態では、中脚部２３とワイヤ４，５の巻回部４０，５０との間には、ボビン３の筒部３０が配置してあるが、ボビン３を配置することなく、中脚部２３の回りにワイヤ４，５の巻回部（たとえば空芯コイル）４０，５０が配置してあってもよい。

【0064】

また、本実施形態では、コイル装置１は、ワイヤ４，５のリード部４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂを保持する端子ブロック７をさらに有し、端子ブロック７は、ボビン３またはケース８に保持してあるが、コア２の第１ベース部２１ａに直接に固定または装着してあってもよい。

【0065】

（第２実施形態）
図６に示すように、本実施形態のコイル装置は、以下に示す以外は、前述した実施形態のコイル装置１と同様であり、同様な作用効果を奏する。すなわち、本実施形態では、ボビン３のＺ軸に沿って最上方に位置する隔壁鍔３２の表面から突出するように、筒部３０の内周面から連続する凸枠３９が貫通孔の回りに沿って形成してある。凸枠３９の頂面は、たとえば図３に示すベース部２１ａの内面に突出する。そのため、凸枠３９の突出高さは、隙間３８のＺ軸に沿う間隔を調整する一因にも成る。

【0066】

この凸枠３９が存在することで、放熱性樹脂８２の大気開放面８２ａが隔壁鍔３２の上面３２ａよりも高くなっても、凸枠３９の回りからは、隙間３８に放熱性樹脂８２が入り込み難くなり、隙間に空気層を形成しやすくなる。その他の構成および作用効果は、上述した実施形態と同様であり、重複する部分の説明は省略する。

【0067】

（第３実施形態）
図４Ｂに示すように、本実施形態のコイル装置は、以下に示す以外は、前述した第１実施形態または第２実施形態のコイル装置１と同様であり、同様な作用効果を奏する。すなわち、本実施形態のコイル装置は、前述した実施形態のコア２と異なるコア２Ａを有する以外は、同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。

【0068】

本実施形態のコア２Ａは、前述した実施形態のコア２と異なり、中脚部２３のＺ軸に沿う上端または下端に向き合うベース部２１ａの内面に、段差状凸部２４が形成してある。段差状凸部２４の突出高さ（Ｚ軸に沿う）は、特に限定されず、段差状凸部２４のＺ軸に沿う先端と、中脚部２３の上端または下端との間に、隙間３８または３７を形成していればよい。

【0069】

ただし、中脚部２３の上端と向き合う段差状凸部２４の突出高さは、できる限り小さいことが望ましい。隙間３８に空気層を形成するためには、隙間３８のＺ軸に沿う高さ位置の範囲内に放熱性樹脂の大気開放面８２ａを位置させることが好ましいが、大気開放面８２ａが低くなりすぎないように、段差状凸部２４の突出高さを調整することが好ましい。その他の構成および作用効果は、上述した実施形態と同様であり、重複する部分の説明は省略する。

【0070】

（第４実施形態）
図４Ｃに示すように、本実施形態のコイル装置は、以下に示す以外は、前述した第１～第３実施形態のコイル装置１と同様であり、同様な作用効果を奏する。すなわち、本実施形態のコイル装置は、前述した実施形態のコア２または２Ａと異なるコア２Ｂを有する以外は、同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。

【0071】

本実施形態のコア２Ｂは、前述した実施形態のコア２と異なり、第１コア２１は、側脚部２５から独立した第１ベース部２１ａを有し、第２コア２２は、側脚部２５から独立した第２ベース部２２ａを有する。側脚部２５は、前述した実施形態のＺ軸方向に沿って向き合う側脚部２１ｂと側脚部２２ｂとを一体化させてそれぞれのベース部２１ａ．２２ａから分離独立させている構成を有する。その他の構成および作用効果は、上述した実施形態と同様であり、重複する部分の説明は省略する。

【0072】

（第５実施形態）
図４Ｄに示すように、本実施形態のコイル装置は、以下に示す以外は、前述した第１～第４実施形態のコイル装置１と同様であり、同様な作用効果を奏する。すなわち、本実施形態のコイル装置は、前述した実施形態のコア２、２Ａまたは２Ｂと異なるコア２Ｃを有する以外は、同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。

【0073】

本実施形態のコア２Ｃは、前述した実施形態のコア２と異なり、中脚部２３Ｃの下端が第２コア２２の第２ベース部２２ａと一体的に成形してある。その他の構成および作用効果は、上述した実施形態と同様であり、重複する部分の説明は省略する。

【0074】

（第６実施形態）
図４Ｅに示すように、本実施形態のコイル装置は、以下に示す以外は、前述した第１～第４実施形態のコイル装置１と同様であり、同様な作用効果を奏する。すなわち、本実施形態のコイル装置は、前述した実施形態のコア２、２Ａ、２Ｂまたは２Ｃと異なるコア２Ｄを有する以外は、同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。

【0075】

本実施形態のコア２Ｄは、前述した図４Ｃに示す実施形態のコア２Ｂと異なり、中脚部２３Ｃの下端が第２コア２２の第２ベース部２２ａと一体的に成形してある。その他の構成および作用効果は、上述した実施形態と同様であり、重複する部分の説明は省略する。

【0076】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

【0077】

たとえば、上述した実施形態では、コア２は、５分割のコア、７分割のコアが組み合わされて構成してあるが、これらの分割数に限らず、たとえば二分割、三分割、４分割、その他の分割数のコアの組み合わせで構成することもできる。

【0078】

また、前述したように、ボビン３はなくてもよく、中脚部２３の回りに、第１ワイヤ巻回部４０および第２ワイヤ巻回部５０から成る空芯コイルがボビン３を介在させることなく配置してあってもよい。

【0079】

ボビン３の筒部３０がなくワイヤの巻回部４０または５０がコア２の中芯部２３の回りに直接に配置してある場合には、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、好ましくは、融着層および絶縁層を有する自己融着型の導電線で構成してある。また、第１ワイヤ４が巻回してある第１巻回部４０と、第２ワイヤ５が巻回してある第２巻回部５０とは、それぞれ予めコイル状に成形してあることが好ましく、たとえば空芯コイルの形態で提供されることが好ましい。

【0080】

また、継線部下カバー７０を具備する端子ブロック７は、ケース８に取り付けてあってもよいが、Ｚ軸に沿って上側に位置するコア２のベース部２１ａに直接に取り付けてあってもよい。なお、端子ブロック７をコア２に直接に固定するための手段としては、特に限定されず、接着、融着、テープにより固定などの手段が例示され、ボビンによる固定以外の全ての固定手段が含まれる。

【0081】

さらに、上述した実施形態では、たとえば図２に示すように、放熱板９の放熱板分割体９ａ，９ａが、コア２のベース部２１ａ，２１ａと側脚部２１ｂ，２２ｂを覆うように配置してあるが、放熱板９の構成は、図示する例に限定されない。たとえば図２に示す放熱板９の放熱板分割体９ａは、それぞれ天板部９０と側板部９１とを有するが、一対の放熱板分割体９ａが連続していてもよい。あるいは、放熱板９は、配置していなくてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１…コイル装置
２，２Ａ～２Ｄ…コア
２１…第１コア
２１α…第１分割コア
２１ａ…第１ベース部
２１ｂ……側脚部
２１ｂ１…先端
２２…第２コア
２２α…第１分割コア
２２ａ…第２ベース部
２２ｂ…側脚部
２２ｂ１…先端
２３，２３Ｃ…中脚部
２４…段差状凸部
２５…側脚部
３…ボビン
３０…筒部
３１…主隔壁鍔
３２…副隔壁鍔
３２ａ…上端
３２ｂ…下端
３３…位置決め凸部
３４，３５…コアガイド壁
３６…内方凸片
３７，３８…隙間
３９…凸枠
４…第１ワイヤ
４０…第１ワイヤ巻回部
４１ａ，４１ｂ…リード部
５…第２ワイヤ
５０…第２ワイヤ巻回部
５１ａ，５１ｂ…リード部
６…端子
６１…継線部
６２…外部接続部
７…端子ブロック
７０…継線下カバー
７１…底板片
７２…側板片
７３…装着溝
８…ケース
８０…底板
８１…側板
８１ａ…上端
８２…放熱性樹脂
８２ａ…大気開放面
９…放熱板
９ａ…放熱板分割体
９０…天板部
９１…側板部
９２…コア抑え

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5】

【図6】

【図7】