JP5273192B2 - コイル用ボビン、コイル部品、及びスイッチング電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル用ボビン、コイル部品、及びスイッチング電源装置に関する。

車載用バッテリの充電器等に組み込まれるスイッチング電源装置では、２ターン等の複数のコイル巻線が形成するコイルを用いることが増えている。これに対して、例えば特許文献１では、２ターンのコイル巻線において巻線同士が接触して短絡しないように、筒状の本体部の外周面から外方に突出する突起部が設けられたコイル用ボビンが開示されている。

特開２０１０−４５１８８号公報

近年、出力電流の向上を目的として、より高出力のスイッチング電源装置が要求されている。この高出力のスイッチング電源装置では、コイルに高容量の電流を流した際の発熱が問題となることから、例えば、スイッチング電源装置が設けられる筐体等の放熱物とコイル巻線とを伝熱部材等を介して熱的に接続することで、コイルからの放熱がなされる。一般的に筐体等の放熱物とコイル巻線とを熱的に接続する際にはネジ止めで固定をする。しかしながら、ネジとコイル巻線の絶縁性は維持する必要があるため、コイル巻線とネジとの間に絶縁部材を設ける必要がある。このように、従来の方法で、コイル巻線からの放熱を達成しようとすると部品点数が増えてしまい、作業性が必ずしも高いとはいえない。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、部品点数を増やすことなく、コイル巻線からの放熱性が高められたコイル用ボビン、そして、このコイル用ボビンを用いたコイル部品及びスイッチング電源装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコイル用ボビンは、放熱用端子を備えた導電性のコイル巻線が巻回される筒状部を備える絶縁性のコイル用ボビンであって、前記筒状部から突出し、前記筒状部の軸線に沿った方向から、前記コイル巻線の前記放熱用端子に当接するスペーサ部を備えることを特徴とする。

上記のコイル用ボビンによれば、筒状部の軸線に沿った方向から放熱用端子に対して当接するスペーサ部が設けられる。ここで、このコイル巻線からの放熱を行う場合、コイル巻線を放熱物に固定する際にこの放熱用端子に対して当接するスペーサ部が絶縁部材として機能するため、部品点数を増やすことなくコイル巻線からの放熱が高められる。

ここで、前記筒状部から外方に突出し、前記筒状部に対してコイル巻線を挿通して回動させたときに、前記コイル巻線と当接して、前記コイル巻線の一方向の回動を規制する回動規制手段を備える態様とすることができる。

上記のように、コイル巻線の一方向の回動を規制する回動規制手段を備えることにより、コイル巻線が回動することにより他の部材と接触することを防ぐことができ、コイル巻線の放熱を達成すると共に絶縁性をより確実に高めることが可能となる。

上記作用を効果的に奏する構成としては、具体的に、前記筒状部の軸線に対して垂直な面に沿って前記筒状部の中央部から外方に突出する平坦状のフランジ部を備え、前記スペーサ部は、前記軸線に垂直な方向から見たときに前記フランジ部とは異なる高さ位置に設けられる構成が挙げられる。

また、前記コイル巻線と前記回動規制手段が当接したときに、前記一方向とは逆方向に回動することを規制する反転規制手段を備える態様とすることができる。

上記のように反転規制手段を備えることにより、コイル巻線が逆方向に回動することを抑制され、所定の位置においてコイル巻線をより適切に固定することが可能となる。

また、本発明に係るコイル部品は、上記のコイル用ボビンと、前記軸線の周りに１ターン以上巻回されて、放熱用端子を備えたコイル巻線と、前記コイル巻線に設けられた放熱用端子を、前記スペーサ部を介して前記軸線方向に押圧する押圧部材と、前記コイル巻線を前記軸線方向から挟み込む一対の磁性体コア部材と、を備えることを特徴とする。

上記のコイル部品によれば、スペーサ部を介してコイル巻線の放熱用端子が軸線方向に押圧されることで放熱用端子が固定され、放熱物へ向けての放熱が行われる。ここで、放熱用端子による押圧により、放熱物に対して放熱用端子が固定されるため、例えば放熱用端子にネジ穴を設けてネジにより固定をする場合と比較して、当接面積を広くすることができ、放熱性をより高めることが可能となる。

ここで、上記作用を効果的に奏する構成として、具体的には、前記押圧部材が、前記押圧方向に弾性を有する態様が挙げられる。

また、本発明に係るスイッチング電源装置は、上記のコイル部品を備えることを特徴とする。この場合、部品点数を増やすことなくコイル巻線からの放熱性が高められたスイッチング装置を得ることができる。

本発明によれば、部品点数を増やすことなく、コイル巻線からの放熱性が高められたコイル用ボビン、そして、このコイル用ボビンを用いたコイル部品及びスイッチング電源装置が提供される。

本実施形態に係るコイル用ボビンとこのコイル用ボビンに対して取り付けられる第１コイル巻線を示す分解斜視図である。 図１におけるコイル用ボビンの底面側からの斜視図である。 図３（ａ）は、コイル用ボビンの平面図であり、図３（ｂ）は、コイル用ボビンの正面図（図１のＸ方向から見た図）である。 図４（ａ）は、コイル用ボビンの底面図であり、図４（ｂ）はコイル用ボビンの背面図である。 図５（ａ）は、図１における第１コイル巻線の平面図であり、図５（ｂ）は、第１コイル巻線の底面図である。 第１コイル巻線の側面図である。 コイル用ボビンへの第１コイル巻線の取り付け方法を説明する図である。 コイル用ボビンに第１コイル巻線が取り付けられた部品と、第２コイル巻線と、の構成を説明する図である。 図９（ａ）は、第２コイル巻線の平面図であり、図９（ｂ）は、第２コイル巻線の底面図である。 コイル用ボビン及び第１コイル巻線からなる部品への第２コイル巻線の取り付け方法を説明する図である。 第１コイル巻線と第２コイル巻線との接続方法を説明する図である。 コイル用ボビン、第１コイル巻線及び第２コイル巻線からなるコイルの底面側の斜視図である。 コイルの正面図（図１のＸ方向から見た図）である。 コイル部品の構成を説明する分解斜視図である。 スイッチング電源装置の回路図である。 スイッチング電源装置の斜視図である。 コイル部品に対して放熱部材を取り付ける際の分解斜視図である。 放熱部材が取り付けられたコイル部品の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係るコイル用ボビンとこのコイル用ボビンに対して取り付けられる第１コイル巻線を示す分解斜視図である。図２は、図１におけるコイル用ボビンの底面側（裏面側）からの斜視図である。また、図３（ａ）は、コイル用ボビンの平面図であり、図３（ｂ）は、コイル用ボビンの正面図（図１のＸ方向から見た図）である。また、図４（ａ）は、コイル用ボビンの底面図であり、図４（ｂ）はコイル用ボビンの背面図である。なお、図１に示す第１コイル巻線の詳細な構成については後述する。

図１に示すコイル用ボビン１、第１コイル巻線２を含んで構成されるコイル部品は、インダクタンス素子、スイッチング電源装置、ノイズフィルタ、インバータ等に用いられるものである。コイル部品には、上記のコイル用ボビン１、第１コイル巻線２のほか、第２コイル巻線３、接続部材４、及び一対の磁性体コア部材５Ａ，５Ｂを含んで構成される。これらの構成については後述する。

上記のコイル部品１を構成する各部品について説明すると共に、上記のコイル部品１の組立方法を説明する。

（コイル用ボビン）
まず、図１〜図４を用いて、本実施形態に係るコイル部品に含まれるコイル用ボビン１の構成を説明する。コイル用ボビン１は樹脂等の絶縁性材料からなり、筒状部１０と、筒状部から軸線Ａに対して外方に突出するフランジ部１１と、突起部１２Ａ〜１２Ｃ、１３、１４Ａ，１４Ｂと、を含んで構成される。このうち、突起部（第１の突起部）１２Ａ〜１２Ｃ及び突起部（第２の突起部）１３は、図１においてフランジ部１１に対して図示上側に設けられ、突起部（第３の突起部）１４Ａ，１４Ｂはフランジ部１１に対して図示下側（底面側）に設けられている。また、突起部１２Ａ〜１２Ｃは、筒状部１０において、図示上側の端部に設けられ、突起部１３は、筒状部１０の上側の端部とフランジ部１１との間となる位置である筒状部１０の略中央部に設けられている。この突起部１３が設けられる位置は、後述の第１コイル巻線の形状（巻線の厚さ等）によって決定される。そして突起部１２Ａ〜１２Ｃ及び突起部１３は、図３（ａ）に示すように、軸線Ａに沿って上方から見た場合に互いに異なる位置になるように設けられている。また、突起部１４Ａ，１４Ｂは、それぞれ筒状部１０の下側の端部に設けられている。

フランジ部１１は、平坦状であって筒状部１０から外方へ突出する部材であり、第１コイル巻線２と第２コイル巻線３とを絶縁するスペーサとして機能する。また、フランジ部１１は、軸線Ａ方向から見たときに、第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３よりその外径が大きい領域を備える。フランジ部１１は、その外側に軸線Ａ方向に沿って下方へ延びる側壁部１５を有する。この側壁部は、後述の第２コイル巻線３の形状に対応させた略円弧状の形をしており、第２コイル巻線３と後述のコア部材５Ａとの絶縁を保つ機能を有する。さらに図２に示すように、側壁部１５の下端部には、軸線Ａ方向へ突出する爪部１６が設けられている。この爪部１６は、図３（ｂ）に示すように、下方の突起部１４Ａ，１４Ｂと同じ高さに設けられている。

さらにフランジ部１１には、図１及び図３に示すように、フランジ部１１に対して高さ方向に上側で、軸線Ａ方向に対して垂直な面に沿って延びるカバー部（スペーサ部）１７Ｂが設けられている。そしてカバー部１７Ｂとフランジ部１１との間を接続する壁部１７Ａが軸線Ａ方向に沿って設けられている。さらに、軸線Ａに対してカバー部１７Ｂの外側となる端部には、下方に突出する爪部１７Ｃが設けられている。これらの機能については後述する。図３（ｂ）に示すように、壁部１７Ａ、カバー部１７Ｂ及び爪部１７Ｃにより、略コの字状の領域が形成され、これは後述の第１コイル巻線２を固定する機能を有する（回動規制手段・反転規制手段）。

また、フランジ部１１には、側壁部１５とは別の領域に、外方へ突出するカバー部（スペーサ部）１８Ａが設けられていて、さらにこのカバー部１８Ａの外側となる端部から下方へ突出する爪部１８Ｂが設けられている。この爪部１８Ｂは後述の第２コイル巻線３を固定する機能を有する。

側壁部１５の端部には、コイル用ボビン１をコア部材５Ａ，５Ｂに係止するための脚部１９Ａ〜１９Ｄが一体的に設けられている。この脚部１９Ａ〜１９Ｄは、コア部材５Ａ，５Ｂの形状に対応させた形状とされる。

以上の構成を有するコイル用ボビン１を筒状部１０の中心軸線Ａの方向（図１の上方）から見ると、図３（ａ）に示すように、筒状部１０、突起部１２Ａ〜Ｃ，１３，１４Ａ，１４Ｂ及びフランジ部１１及びカバー部１７Ｂは互いに重なりを有していない。そのため、コイル用ボビン１は、金型を用いて絶縁性樹脂を射出成形することにより容易に製造できる。

（第１コイル巻線）
次に、図１に示す第１コイル巻線２について図１，５，６を用いて説明する。図５（ａ）は、図１における第１コイル巻線の平面図であり、図５（ｂ）は、第１コイル巻線の底面図であり、図６は、第１コイル巻線の側面図である。

図１，５に示すように、第１コイル巻線２は、略円環状であって、間を隔てて並設された有端リング状の２つの巻線部材２１，２２を、所定の巻き方向に連なるように連結させたものである。「略円環状」とは、コイル巻線のうち巻線を形成する領域（すなわち端子部や接続部等を除いた領域）の外周が、軸線Ａの方向から見たときに概ね円形状となっているか、又は概ね楕円形状となっていることをいう。この有端リング状の巻線部材２１，２２はいわゆるＣ字状を呈していて、中央に円形状の開口２０１，２０２を有している。巻線部材２１と巻線部材２２は、この開口２０１，２０２が連通するように重なっている。なお、巻線部材２１及び巻線部材２２には、スリット２３及びスリット２４がそれぞれ設けられているが、これらは軸線方向からみたときに位置をずらした状態で（つまりこれらが連通しないように）重なり合っている。このスリット２４は、コイル用ボビン１に対して第１コイル巻線２を取り付ける際に突起部１３が通過するスリットとなる。

さらに、巻線部材２１の一端部には、開口２０１の軸線Ａから外方へ突出する第１の端子部２５が一体的に設けられている。そして、巻線部材２１の他端部はＵ字状の接続部２６を介して巻線部材２２の一端部に連結されている。巻線部材２２の他端部には、開口２０２の軸線Ａから外方へ突出する第２の端子部２７が一体的に設けられている。上記の構成を有する第１コイル巻線２では、第１の端子部２５が第１コイル巻線２の始端、第２の端子部２７が第１コイル巻線２の終端になっている。そして、第１の端子部２５に電力を入力した場合、電力は、巻線部材２１、接続部２６、巻線部材２２の順で流れ、第２の端子部２７から出力される。

さらに、巻線部材２２には、軸線Ａから外方へ突出する放熱部（放熱用端子）２８が設けられている。この放熱部２８は、第１コイル巻線２とコイル用ボビン１とが振動で外れないように固定するための機能を有するがその詳細は後述する。

巻線部材２１の内周縁には、外方に向けて切り込まれた複数（本実施形態では３つ）の切込部２１１，２１２，２１３が形成されている。切込部２１１〜２１３は、開口２０１の周方向に沿って互いに離間した状態で配されている。

また、巻線部材２２の内周縁には、外方に向けて切り込まれた複数（本実施形態では３つ）の切込部２２１，２２２，２２３が形成されている。切込部２２１〜２２３は、開口２０２の周方向に沿って互いに離間した状態で配されている。そして、巻線部材２１の切込部２１１〜２１３と、巻線部材２２の切込部２２１〜２２３は、図１及び図５に示すように、軸線Ａ方向からみたときに、重なる位置に設けられている。そしてこれらの切込部２１１〜２１３及び切込部２２１〜２２３は、コイル用ボビン１の筒状部１０に設けられた突起部１２Ａ〜１２Ｃに対応する位置に設けられている。

以上の構成を有する第１コイル巻線２は、電気伝導性が高い一枚の基板を打ち抜き加工することで形成可能である。より具体的には、銅板、アルミニウム板等の基板から、第１の端子部２５と、第１の端子部２５に連続する巻線部材２１，２２と、巻線部材２２に連続する第２の端子部２７及び巻線部材２２から延びる放熱部２８と、巻線部材２１，２２を連結するＩ字状の接続部２６と、を打ち抜き加工により得る。そして、接続部２６をＵ字状に屈曲させることによって巻線部材２１と２２とを所定の間隙をもって重ね合わせる。これにより、導体板からなる第１コイル巻線２が完成する。なお、第１コイル巻線２はこのような折り曲げコイルに限られず、例えば、コイル部材と連結部とをねじ留めしたものであってもよいし、溶接したものであってもよい。また、リベットで固定してもよい。

（コイル用ボビンへの第１コイル巻線の取り付け）
次に、コイル用ボビン１への第１コイル巻線１の取り付けについて、図１，７を参照しながら説明する。図７は、コイル用ボビンへの第１コイル巻線の取り付け方法を説明する図であり、コイル用ボビン及び第１コイル巻線の平面図に相当する。

図１に示すように、第１コイル巻線２のうち巻線２２の裏面（図１における底面側）をコイル用ボビン１のうち、突起部１２Ａ〜１２Ｃ、１３が設けられる端部側（第１の端部側）と対向させる。そして、コイル用ボビン１の突起部１２Ａの位置を巻線部材２１，２２の切込部２１１，２２１に合わせる。これらの位置を合わせることにより、突起部１２Ｂは切込部２１２，２２２に位置合わせされ、突起部１２Ｃは切込部２１３，２２３に位置合わせされることになる。また、コイル用ボビン１の突起部１３と巻線部材２２のスリット２４との位置も一致することになる。位置合わせ後、第１コイル巻線２及びコイル用ボビン１を相対的に移動させ、巻線部材２１，２２の開口２０１，２０２に、コイル用ボビン１の筒状部１０を筒状部１０の中心軸線Ａの方向に挿通する。筒状部１０の挿通に伴い、突起部１２Ａ〜１２Ｃが切込部２１１〜２１３及び２２１〜２２３に通され、突起部１３がスリット２４に通される。

筒状部１０を挿通していくと、コイル用ボビン１のフランジ部１１が巻線部材２２裏面に当接する。これにより、コイル用ボビン１は更なる進入が不可能になり、図７（ａ）に示す状態となる。この状態において、コイル用ボビン１の突起部１２Ａ〜１２Ｃは、巻線部材２１の切込部２１１〜２１３からわずかに突出している。また、突起部１３は巻線部材２１と巻線部材２２との間に位置している。

次に、コイル用ボビン１を第１コイル巻線２に対して相対的に回動させる。図７（ｂ）は、コイル用ボビン１をコイル巻線２に対して約１８０度回動させた状態を示す図である。

具体的には、コイル用ボビン１を図１の上方から見て左回りに回動させる。回動を開始すると、コイル用ボビン１の突起部１２Ａが巻線部材２１の切込部２１１から外れると共に、突起部１２Ｂ，１２Ｃも巻線部材２１の切込部２１２，２１３から外れる。そして、１８０度回動させると、巻線部材２２の放熱部２８がコイル用ボビン１のカバー部１７Ｂの下に入り込む。この際、カバー部１７Ｂから突出する爪部１７Ｃがあるものの、絶縁性樹脂からなるカバー部１７Ｂが撓むことで、カバー部１７Ｂの下方に放熱部２８が入ることが可能となる。そして、コイル用ボビン１の壁部１７Ａが巻線部材２２の放熱部２８と当接する。壁部１７Ａに放熱部２８が当接することにより、この方向へのさらなる回動が抑制される。すなわち、壁部１７Ａが回動規制手段として機能する。また、放熱部２８が壁部１７Ａに当接するとき、放熱部２８はカバー部１７Ｂの下方に全て入り込むので、カバー部１７Ｂの撓みが元に戻り、爪部１７Ｃは、軸線Ａ方向に対して放熱部２８の外側の一部を覆うようになる。この結果、コイル用ボビン１に対する第１コイル巻線２の逆方向の回動が、爪部１７Ｃによって抑制される。すなわち爪部１７Ｃが反転規制手段として機能する。このとき、図７（ｂ）に示すように、第１コイル巻線２の巻線部材２１，２２は、フランジ部１１よりも外径が小さくされている。

このとき、巻線部材２１と巻線部材２２との間の絶縁は、コイル用ボビン１の突起部１３により達成される。さらに、第１コイル巻線２に対してコイル用ボビン１を回動させることで、図７（ｂ）に示すように、コイル用ボビン１の突起部１２Ａ〜１２Ｃと、巻線部材２１の切込部２１１〜２１３とが、軸線Ａ方向から見て互いに異なる位置になるため、突起部１２Ａ〜１２Ｃにより軸線Ａ方向の第１コイル巻線２の移動も抑制される。

（第２コイル巻線）
次に、第２コイル巻線について図８，９を参照しながら説明する。図８は、コイル用ボビンに第１コイル巻線が取り付けられた部品と、第２コイル巻線と、の構成を説明する図であり、図９（ａ）は、第２コイル巻線の平面図であり、図９（ｂ）は、第２コイル巻線の底面図である。

図８，９に示すように、第２コイル巻線３は、略円環状であって、有端リング状の巻線部材３１からなるものである。この巻線部材３１はいわゆるＣ字状を呈していて、中央に円形状の開口３０１を有している。また、巻線部材３１は１ターンの巻線であり、一端部には、開口３０１の軸線Ａから外方へ突出する第３の端子部３２が一体的に設けられている。そして、巻線部材３１の他端部には、開口３０１軸線Ａから外方へ突出する第４の端子部３３が一体的に設けられている。第３の端子部３１と第４の端子部３２との間にはスリット３４が設けられている。

さらに、巻線部材３１には、軸線Ａから外方へ突出する放熱部３５が設けられている。この放熱部３５は、巻線部材３１の幅（断面積）を確保するための領域であると共に、第２コイル巻線３からの放熱性を高める部材として機能する。

巻線部材３１の内周縁には、外方に向けて切り込まれた複数（本実施形態では２つ）の切込部３１１，３１２が形成されている。切込部３１１，３１２は、開口３０１の周方向に沿って互いに離間した状態で配されている。

以上の構成を有する第２コイル巻線３は、電気伝導性が高い一枚の基板を打ち抜き加工することで形成可能である。

（コイル用ボビンへの第２コイル巻線の取り付け）
次に、コイル用ボビン及び第１コイル巻線からなる部品への第２コイル巻線の取り付けについて、図８，１０，１１，１２を参照しながら説明する。図１０は、コイル用ボビン及び第１コイル巻線からなる部品への第２コイル巻線の取り付け方法を説明する図である。また、図１１は、第１コイル巻線と第２コイル巻線との接続方法を説明する図であり、図１２は、コイル用ボビン、第１コイル巻線及び第２コイル巻線からなるコイルの底面側の斜視図である。

図８に示すように、第２コイル巻線３の裏面（図８における底面側）を、コイル用ボビン１のうち突起部１４Ａ，１４Ｂが設けられる端部側（第２の端部側）と対向させる。そして、コイル用ボビン１の突起部１４Ａの位置を巻線部材３１の切込部３１１に合わせる。これらの位置を合わせることにより、突起部１４Ｂは切込部３１２に位置合わせされることになる。位置合わせ後、第２コイル巻線３及びコイル用ボビン１を相対的に移動させ、巻線部材３１の開口３０１に、コイル用ボビン１の筒状部１０を筒状部１０の中心軸線Ａの方向で挿通する。筒状部１０の挿通に伴い、突起部１４Ａ，１４Ｂが切込部３１１，３１２に通される。これにより、コイル用ボビン１のフランジ部１１の面１１ｂが巻線部材３１の裏面に当接する。これにより、コイル用ボビン１は更なる進入が不可能になり、図１０（ａ）に示す状態となる。このとき、コイル用ボビン１の側壁部１５が第２コイル巻線３の外周縁を覆うような位置となる（図１０（ａ）参照）。

次に、第２コイル巻線３をコイル用ボビン１及び第１コイル巻線２からなる部品１Ａに対して相対的に回動させる。図１０（ｂ）は、第２コイル巻線３を部品１Ａに対して約１０度回動させた状態を示す図である。

具体的には、第２コイル巻線３を図８の上方から見て右回りに回動させる。回動することにより、コイル用ボビン１の突起部１４Ａが巻線部材３１の切込部３１１から外れると共に、突起部１４Ｂも巻線部材３１の切込部３１２から外れる。１０度回動させると、巻線部材３１の放熱部３５がコイル用ボビン１のカバー部１８Ａの上に重なるところまで移動する。この際、カバー部１８Ａから突出する爪部１８Ｂがあるものの、絶縁性樹脂からなるカバー部１８Ａが撓むことで、放熱部２８が爪部１８Ｂを乗り越えてカバー部１８Ａの上方に重なることが可能となる。また、このとき、巻線部材３１の第４の端子部３３へと延びる領域が側壁部１５と当接し、さらに巻線部材３１が側壁部１５に設けられた爪部１６の下に入り込む。これにより、この方向へのさらなる回動が抑制される。すなわち側壁部１５が回動規制手段として機能する。また、巻線部材３１が側壁部１５に当接するとき、放熱部３５は爪部１８Ｂを完全に乗り越える領域まで移動するので、カバー部１８Ａの撓みが元に戻り、爪部１８Ｂは、軸線Ａ方向に見たときに放熱部３５の外側の一部を覆うようになる。この結果、コイル用ボビン１に対する第２コイル巻線３の逆方向の回動が、爪部１８Ｂによって抑制される。すなわち爪部１８Ｂが反転規制手段として機能する。このとき、図１０（ｂ）に示すように、第２コイル巻線３は、側壁部１５よりも内側に収容される。

また、第２コイル巻線３をコイル用ボビン１に対して回動させることで、図１０（ｂ）に示すように、コイル用ボビン１の突起部１４Ａ，１４Ｂと、巻線部材３１の切込部３１１，３１２とが、軸線Ａ方向から見て互いに異なる位置にあり、さらに巻線部材３１が爪部１６の下部に入り込むため、この突起部１４Ａ，１４Ｂにより軸線Ａ方向の第２コイル巻線３の移動も抑制される。

そして、第２コイル巻線３をコイル用ボビン１に対して回動させることで、第１コイル巻線２の第２の端子部２７と、第２コイル巻線３の第３の端子部３２とが、軸線Ａ方向から見て重なる位置となる。そこで、図１１に示すように第１コイル巻線２の第２の端子部２７と第２コイル巻線３の第３の端子部３２とをネジ（接続部材）４により電気的に接続することにより、第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３は、合計３ターンのコイル巻線として機能する。具体的には、第１コイル巻線２の第１の端子部２５から電力が入力された場合、電力は、巻線部材２１、接続部２４、巻線部材２２を経て第２の端子部２７に到達し、この第２の端子部２７と電気的に接続する第２コイル巻線３の第３の端子部３２から、巻線部材３１を経て、第４の端子部３３に到達し、この第４の端子部３３から出力される。

また、ネジ４によって第１コイル巻線２の第２の端子部２７と第２コイル巻線３の第３の端子部３２とが固定されることによって、筒状部１０の外側における第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３の移動が抑制される。この固定はネジ留めではなく、溶接によって接続してもよい。また、リベットでこれらを固定してもよい。

以上により、すなわちコイル用ボビン１、第１コイル巻線２、第２コイル巻線３、及び接続部材としてのネジ４とからなるコイル１Ｂが形成される。

このコイル１Ｂの正面図（図１のＸ方向から見た図）を図１３に示す。図１３に示すように、コイル１Ｂでは、第１コイル巻線２の巻線部材２１と巻線部材２２との間には、コイル用ボビン１の突起部１３が設けられ、これにより、絶縁が達成される。さらに、巻線部材２２と第２コイル巻線３（巻線部材３１）との間には、フランジ部１１が設けられ、これにより絶縁が達成される。また、巻線部材２１の上方には突起部１２Ａ〜１２Ｃ（図１３では突起部１２Ａのみ示されている）が設けられていることで、巻線部材２１の上方への移動が抑制される。そして、巻線部材３１の下方には突起部１４Ａ，１４Ｂ（図１３では突起部１４Ａのみ示されている）及び爪部１６が設けられていることで、巻線部材３１の下方への移動が抑制されている。

（コイル部品）
次に、図１４を参照しながら、コイル部品１Ｃについて説明する。図１４は、コイル部品の構成を説明する分解斜視図である。このコイル部品１Ｃは、上記のコイル１Ｂが更に一対の磁性体コア部材５Ａ，５Ｂを備えるものである。コイル部品１Ｃは、例えば、後述するスイッチング電源装置のチョークコイルとして機能する。

図１４に示すように、磁性体コア部材５Ａ，５Ｂは、コイル１Ｂを構成するコイル用ボビン１の開口を貫くように、軸線Ａに沿ってコイル１Ｂを挟むように配置される。

磁性体コア部材５Ａ，５Ｂは、それぞれフェライト粉末を圧粉成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５Ａは、長手方向を有する平板状の基部５０と、基部５０の一方の主面の中心に突設された円柱状の主脚５１と、主脚５１を挟んで基部５０の端部に設けられた２本の外脚５２，５３とからなっている。また、磁性体コア部材５Ｂについても、基部５４と、主脚５５と、２本の外脚５６，５７とからなっている。

磁性体コア部材５Ａ，５Ｂの主脚５１，５５はコイル１Ｂの開口、すなわち、コイル用ボビン１の筒状部１０の開口２０１，２０２に挿入される。このとき、第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３は、筒状部１０の外側に設けられているため、主脚５１，５５がこれらの巻線に接触することはない。

また、磁性体コア部材５Ａの外脚５２，５３、及び磁性体コア部材５Ｂの外脚５６，５７は、第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３の外周に沿って、磁性体コア部材５Ａの外脚５２と磁性体コア部材５Ｂの外脚５６とが当接し、さらに、磁性体コア部材５Ａの外脚５３と磁性体コア部材５Ｂの外脚５７とが当接するように配置される。このとき、コイル用ボビン１のフランジ部１１が第１コイル巻線２よりも大きく、さらに第２コイル巻線３の外側には側壁部１５が形成されていることから、このフランジ部１１及び側壁部１５が磁性体コア部材５Ａ，５Ｂと第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３とが接触することを防止する絶縁部材としての機能を有する。

そして、コイル用ボビン１の突起部１２Ａ〜１２Ｃは、磁性体コア部材５Ａと巻線部材２１とが当接することを防止する絶縁部材として機能し、突起部１４Ａ，１４Ｂ及び爪部１６Ｃは、磁性体コア部材５Ｂと巻線部材３１とが当接することを防止する絶縁部材として機能する。

さらに、コイル用ボビン１のフランジ部１１に、外方へ突出するガイド部１９Ａ〜１９Ｄが設けられ、このガイド部１９Ａ〜１９Ｄが、磁性体コア部材５Ｂの外脚５６，５７を固定するため、磁性体コア部材５Ｂとコイル１Ｂとの間の幅方向の位置ズレの発生が抑制される。なお、ガイド部１９Ａ〜１９Ｄの形状は、上記に限られず、磁性体コア部材の形状に応じて適宜変更することができる。

（スイッチング電源装置）
次に、本実施形態に係るコイル部品１が好適に用いられるスイッチング電源装置について説明する。図１５は、スイッチング電源装置１００の回路図である。また、図１６は、スイッチング電源装置１００の斜視図である。本実施形態に係るスイッチング電源装置１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものであり、例えば１００Ｖから５００Ｖ程度の電圧を蓄電する高圧バッテリ等から供給される高圧の直流入力電圧Ｖｉｎを低圧の直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、１２〜１６Ｖ程度の電圧を蓄電する低圧バッテリ等へ供給する。

このスイッチング電源装置１００は、図１６に示すように、ベースプレート１０１を有し、このベースプレート上に、入力平滑コンデンサ（入力フィルタ）１３０と、スイッチング回路１２０と、メイントランス１４０と、整流回路１５０と、チョークコイル（コイル部品）１７０と、出力平滑コンデンサ１６２と、からなる平滑回路１６０と、が固定されている。

このスイッチング電源装置１００は、より具体的には、１次側高圧ライン１２１と１次側低圧ライン１２２との間に設けられたスイッチング回路１２０及び入力平滑コンデンサ１３０と、１次側及び２次側トランスコイル部１４１，１４２を有するメイントランス１４０と、２次側トランスコイル部１４２に接続された整流回路１５０と、整流回路１５０に接続された平滑回路１６０と、を備えている。

スイッチング回路１２０は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４で構成されたフルブリッジ型の回路構成とされている。スイッチング回路１２０は、例えば駆動回路（不図示）から供給される駆動信号に応じて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される直流入力電圧Ｖｉｎを入力交流電圧に変換する。

入力平滑コンデンサ１３０は、入力端子Ｔ１、Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖｉｎを平滑化する。メイントランス１４０は、スイッチング回路１２０で生成された入力交流電圧を変圧し、出力交流電圧を出力する。１次側及び２次側トランスコイル部１４１，１４２の巻数比は、変圧比によって適宜設定されている。ここでは、１次側トランスコイル部１４１の巻数を、２次側トランスコイル部１４２の巻数よりも多くしている。２次側トランスコイル部１４２は、センタータップ型のものであり、接続部Ｃ及び出力ラインＬＯを介して出力端子Ｔ３に導かれている。
整流回路１５０は、整流ダイオード１５１Ａ，１５１Ｂからなる単相全波整流型のものである。各整流ダイオード１５１Ａ，１５１Ｂのカソードは、２次側トランスコイル部１４２に接続されている一方、アノードは、接地ラインＬＧに接続され、出力端子Ｔ４に導かれている。これにより、整流回路１５０は、メイントランス１４０からの出力交流電圧の各半単波期間を、個別に整流して直流電圧を生成する。

平滑回路１６０は、チョークコイル１７０と出力平滑コンデンサ１６２とを含んで構成されている。チョークコイル１７０は、出力ラインＬＯに挿入配置されている。出力平滑コンデンサ１６２は、出力ラインＬＯにおいてチョークコイル１７０と接地ラインＬＧとの間に接続されている。これにより、平滑回路１６０は、整流回路１５０で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、この直流出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ等へ供給する。

以上のように構成されたスイッチング電源装置１００において、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖｉｎがスイッチングされて入力交流電圧が生成され、メイントランス１４０の１次側トランスコイル部１４１へと供給される。そして、生成された入力交流電圧が変圧され、２次側トランスコイル部１４２から出力交流電圧として出力される。そして、この出力交流電圧が整流回路１５０によって整流されると共に平滑回路１６０によって平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖｏｕｔとして出力されることとなる。

上記のようなスイッチング電源装置１００において、本実施形態にかかるコイル部品１Ｃを取り付けて駆動させるとコイル巻線が高熱になるため、放熱手段を設ける必要がある。そこで、本実施形態に係るコイル部品１Ｃでは、第１コイル巻線２の巻線部材２２に設けられた放熱部２８及び第２コイル巻線３の巻線部材３１に設けられた放熱部３５が効果的な放熱手段として機能する。

この構成について、図１７及び図１８を用いてさらに具体的に説明する。図１７は、コイル部品に対して放熱部材を取り付ける際の分解斜視図であり、図１８は、放熱部材が取り付けられたコイル部品の斜視図である。

具体的には、コイル部品１Ｃをスイッチング電源装置１００の筐体に設置する際に、図１７及び図１８に示すように、放熱部２８及び放熱部３５の下に、放熱シート９Ａ及び９Ｂを設ける。そして、放熱部２８を覆うカバー部１７Ｂと、放熱部３５を覆うカバー部１８Ａとの上部をそれぞれ押さえるための弾性を有する押圧部材８Ａを上に置き、これをネジ８Ｂにより筐体（放熱物）に対して固定する。これらを組み合わせたコイル部品が図１８に示すコイル部品１Ｄである。このとき押圧部材８Ａの中心は、ネジ８Ｂによって筐体に対して固定されるが、その両端側が撓むことにより、放熱部２８及び放熱部３５が放熱シート９Ａ，９Ｂを介して筐体に対して押しつけられる。これにより、第１コイル巻線２で発生した熱は、放熱部２８を介して筐体へ放出することができると共に、第２コイル巻線３で発生した熱は、放熱部３５を介して筐体へ放出することができる。

一般的に、コイル巻線から放熱を行うためには、放熱シート等の絶縁部材を介して筐体等とコイル巻線とを熱的に接続することで放熱が行われる。このとき、熱的に接続する方法として、放熱用端子となる放熱部２８，３５をそれぞれ筐体に対してネジ止めにより固定する方法が用いられる。この場合、ネジと放熱用端子との絶縁を達成するため、絶縁性のスペーサが必要となる。一方、本実施形態に係るコイル部品１Ｃでは、押圧部材８Ａは、コイル用ボビン１のカバー部１７Ｂ，１８Ａを介して放熱用端子である放熱部２８，３５を押圧することで、筐体に対して押圧する構成となっている。したがって、ネジと放熱用端子との絶縁を達成するためのスペーサが不要であると共に、ネジ穴が不要であるために筐体と熱的に接続される放熱用端子の面積をより大きく確保することができるため、より放熱性を高めることができる。

以上のように、本実施形態に係るコイル用ボビン、コイル部品及びスイッチング電源装置によれば、第１コイル巻線２の隣接する巻線部材２１，２２の間は突起部１３により絶縁される。また、第１コイル巻線２と、第２コイル巻線３との間はフランジ部１１により絶縁される。さらに、第１コイル巻線２及び第２コイル巻線３を軸線Ａ方向に垂直な方向から見たときに両端となる位置には突起部１２Ａ〜１２Ｃと突起部１４Ａ，１４Ｂとがそれぞれ設けられる。したがって３ターンのコイル巻線であっても、このコイル用ボビン１によれば巻線間の絶縁を達成すると共に、軸線方向に垂直な方向から見たときにコイル巻線の外方となる領域の絶縁も達成されることから、部品点数を増やすことなく、絶縁性を高めることが可能となる。

また、フランジ部１１がコイル巻線の外径よりも大きく、フランジ部１１の外周縁から軸線Ａ方向に延びる側壁部１５を備えることで、コイル巻線の外側に設けられる磁性体コア部材等の部材との間での絶縁性も達成することができると共に、このコイル用ボビンに対してコイル巻線を取り付ける際の安定性も達成される。

また、側壁部１５から軸線Ａ方向に延びる爪部１６を備えることにより、この爪部１６が、側壁部１５が延びる方向に設けられる第２コイル巻線３を、軸線Ａ方向に垂直な方向から見たときに押さえ込むことになるため、コイル用ボビン１に対する第２コイル巻線３の軸線Ａ方向の振動を抑制することができる。

また、上記コイル用ボビン１では、壁部１７Ａや側壁部１５がコイル巻線の一方向の回動を規制する回動規制手段として機能する。これにより、コイル巻線がコイル用ボビン１の筒状部１０の周囲を回動することにより、例えば他の部品等に接触すること等を防ぐことができるため絶縁性をさらにたかめることができる。

さらに、爪部１７Ｃや爪部１８Ｂが、コイル巻線の上記一方向の回動とは逆方向の回動を規制する反転規制手段として機能することで、コイル巻線が逆方向に回動することも抑制され、所定の位置においてコイル巻線をより適切に固定することが可能となる。

また、上記のコイル用ボビン１では、筒状部１０の軸線に沿った方向から放熱用端子である放熱部２８，３５に対して当接するスペーサ部としてカバー部１７Ｂ，１８Ａが設けられる。ここで、このコイル巻線からの放熱を行う場合、コイル巻線を放熱物に固定する際にこの放熱用端子に対して当接するカバー部１７Ｂ，１８Ａが絶縁部材として機能するため、部品点数を増やすことなくコイル巻線からの放熱が高められる。

また、上記の放熱手段を備えたコイル部品１Ｄでは、スペーサ部として機能するカバー部１７Ｂ，１８Ａを介して、第１コイル巻線２の放熱用端子である放熱部２８及び第２コイル巻線３の放熱用端子である放熱部３５が軸線Ａ方向に押圧される。これにより、これらの放熱用端子が固定され、放熱物である筐体へ向けての放熱が行われる。ここで、放熱用端子による押圧により、放熱物に対して放熱用端子が固定されるため、例えば放熱用端子にネジ穴を設けてネジにより固定をする場合と比較して、当接面積を広くすることができ、放熱性をより高めることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、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。例えば、フランジ部１１の形状は上記に限定されず適宜変更をすることができる。

また、切込部２１１〜２１３，２２１〜２２３，３１１，３１２は、上記実施例では略矩形状としたが、これに限定されず、例えば三角形状やハの字状に切込部を設けても良い。この場合、切込部２１１〜２１３，２２１〜２２３，３１１，３１２の形状に合わせた突起部１２Ａ〜１２Ｃ，１４Ａ，１４Ｂの形状としても良い。

また、第１コイル巻線２の切込部２１１〜２１３，２２１〜２２３の角度は、角度を全て等しくしても良いが、上記実施例で述べたように、回転対称性を持たない位置に設けることが好ましい。このように配置した場合、第１コイル巻線２にコイル用ボビン１を装着する途中で、突起部１２Ａ〜１２Ｃと切込部２１１〜２１３の全てが再び重なり合うことが無くなるため、装着が容易になる。

また、突起部１２Ａ〜１２Ｃ（第１の突起部），１３（第２の突起部），１４Ａ，１４Ｂ（第３の突起部）については、軸線Ａに対して垂直な方向から見たときに、それぞれの位置において最低１つあればよく、その数は適宜変更することができる。

また、カバー部１７Ｂ，１８Ａの形状は特に限定されない。また、回動規制手段及び反転規制手段として機能する爪部の位置は上記に限定されず、フランジ部１１や側壁部１５の形状、コイル巻線の形状等に応じて適宜変更することができる。

また、上記実施形態では、第１コイル巻線２のターン数が２ターンであり、第２コイル巻線３のターン数が１ターンである場合について説明したが、それぞれの巻線のターン数は変更することができる。また上記実施形態では、フランジ部１１を挟むように第１コイル巻線２と第２コイル巻線３の２つのコイル巻線が取り付けられる構成について説明したが、コイル巻線の数は１つであってよい。コイル巻線が１つである場合でも、コイル巻線の放熱用端子に対して軸線Ａ方向に沿って当接するスペーサ部をコイル用ボビンが具備することで、部品点数を増加させることなく放熱性を高めることができるという本発明に係る効果を奏することができる。

また、一対の磁性体コア部材５Ａ，５Ｂの形状は、上記実施形態に示すような所謂ＥＥ型の形状に限られない。例えば、ＥＩ型、ＵＩ型、ＵＵ型等の磁性体コア部材を用いることもできる。この場合、磁性体コア部材の脚部のうちのコイル巻線が巻回される脚部に対して、本実施形態に係る巻線部品が好適に用いられる。

また、スイッチング電源装置の構成は図１５，１６に限られない。すなわち、上記実施形態に係るコイル用ボビン１は、例えばインバータ等にも好適に用いられる。また、スイッチング電源装置１００においてコイル部品１Ｃ（１Ｄ）が用いられるのはチョークコイル７０に限られず、メイントランス１４０に対しても好適に用いられる。

１…コイル用ボビン、２…第１コイル巻線、３…第２コイル巻線、４…接続部材、５Ａ，５Ｂ…磁性体コア部材、１０…筒状部、１１…フランジ部、１２Ａ〜１２Ｃ，１３，１４Ａ，１４Ｂ…突起部、１５…側壁部、２１，２２，３１…巻線部材、７０…チョークコイル、１００…スイッチング電源装置、１４０…メイントランス、１７０…チョークコイル。

Claims (7)

1. 放熱用端子を備えた導電性のコイル巻線が巻回される筒状部を備える絶縁性のコイル用ボビンであって、
   前記筒状部から突出し、前記筒状部の軸線に沿った方向から、前記コイル巻線の前記放熱用端子に当接するスペーサ部を備えるコイル用ボビン。
2. 前記筒状部から外方に突出し、前記筒状部に対してコイル巻線を挿通して回動させたときに、前記コイル巻線と当接して、前記コイル巻線の一方向の回動を規制する回動規制手段を備える請求項１記載のコイル用ボビン。
3. 前記筒状部の軸線に対して垂直な面に沿って前記筒状部の中央部から外方に突出する平坦状のフランジ部を備え、
   前記スペーサ部は、前記軸線に垂直な方向から見たときに前記フランジ部とは異なる高さ位置に設けられる請求項２記載のコイル用ボビン。
4. 前記コイル巻線と前記回動規制手段が当接したときに、前記一方向とは逆方向に回動することを規制する反転規制手段を備えることを特徴とする請求項２又は３記載のコイル用ボビン。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のコイル用ボビンと、
   前記軸線の周りに１ターン以上巻回されて、放熱用端子を備えたコイル巻線と、
   前記コイル巻線に設けられた放熱用端子を、前記スペーサ部を介して前記軸線方向に押圧する押圧部材と、
   前記コイル巻線を前記軸線方向から挟み込む一対の磁性体コア部材と、を備えるコイル部品。
6. 前記押圧部材は、前記押圧方向に弾性を有する請求項５記載のコイル部品。
7. 請求項５又は６記載のコイル部品を備えるスイッチング電源装置。

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