(57)【要約】【課題】製造コストを抑制しつつ、小型で、高い放熱性を備えたコイル部品を提供する【解決手段】コア３によって形成された閉磁路内に平板状の導電体からなる複数のコイル（４５〜４８）が配置されたコイル部品１であって、前記複数のコイルが絶縁性の平板状部材（６１〜６３）からなる絶縁層６を介して上下方向に積層されてなる積層体１ａを備え、前記積層体は、絶縁性と熱伝導性とを有する樹脂がモールド成形されてなる筐体２内に埋設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアによって形成された閉磁路内に平板状の導電体からなる複数のコイルが配置されたコイル部品であって、
前記複数のコイルが絶縁性の平板状部材からなる絶縁層を介して上下方向に積層されてなる積層体を備え、
前記積層体は、絶縁性と熱伝導性とを有する樹脂がモールド成形されてなる筐体内に埋設されている、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル部品において、前記筐体の上面と下面の少なくとも一方の面に前記積層体の表層に配置された前記コイルを外方に露出させるための開口が形成されていることを特徴とするコイル部品。
【請求項３】
請求項２に記載のコイル部品において、
前記複数のコイルは、平板状の導電体が螺旋状に形成されてなる複数のシート状コイルと、平板状の導電体からなる二つの一巻き分の銅板コイルとによって構成され、
二つの前記銅板コイルは、前記積層体の最上層と最下層とに配置されているとともに、それぞれの端部が前記筐体の外方で接続され、
複数の螺旋状の前記シート状コイルは、螺旋の端部同士が前記絶縁層の表裏を通して上下方向で接続されている、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のコイル部品において、
前記積層体を構成するコイルとは別のコイルが前記コアとは別のコアによって形成された閉磁路内に配置されてなる周辺コイル部品を備え、
前記筐体は、前記積層体と前記周辺コイル部品のコイルとをインサート材としたモールド成形品で構成され、前記積層体と前記周辺コイル部品のコイルとが一つの筐体内に埋設されている、
ことを特徴とするコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイル部品には、以下の特許文献１に記載のトランスのように、螺旋状のパターンが形成されたシート状の導電体からなるコイル（以下、シート状コイルとも言う）と、銅板などの平板状の導電体を打ち抜いて形成したコイル（以下、銅板コイルとも言う）とを絶縁層を介して積層させた構造を備えたものがある。そして、この種のコイル部品では、放熱性を高めるために、高圧側のシート状コイルを銅板コイルで狭持した構造を有している。なお、以下の特許文献１には、本発明に関連して、熱伝導性が付与された樹脂（以下、熱伝導性樹脂）について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０３８５７号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社、”高熱電導樹脂-開発の背景-”、[online]、[平成３０年５月１５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.m-ep.co.jp/ja/eve/16-1.html?utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_campaign=01_s_02_heat＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シート状コイルと銅板コイルとを絶縁層を介して積層させてなるコイル部品は、絶縁層を構成するシート状の絶縁体とコイルとを接着する必要がある。そのため、コイルと絶縁層とからなる積層体を製造する際の工数が多くなり、コイル部品をより安価に提供することが難しい。また、従来のコイル部品では、コイルと絶縁層とを接着するため、絶縁層を熱伝導性樹脂で形成した場合でも、接着剤に混入した気泡が熱伝導を阻害し、良好な放熱性が得られなくなる可能性がある。
【０００６】
さらに、コイル部品を含めた様々な電子部品には、常に、小型化が求められており、従来のコイル部品は、装置内に組み込まれた際の短絡を防止するために、コイルと絶縁層とからなる積層体が筐体に組み込まれた状態で提供される。そして、従来のコイル部品では、積層体が確実に筐体内に収納されるように、筐体と積層体との間に寸法的な余裕（クリアランス）が設ける必要があり、小型化が難しい。また、熱伝導性樹脂からなる筐体を用いても、筐体内にコイルとのクリアランスが設けられているため、コイルの熱を、筐体を介してコイル部品の外方に放出させることも難しくなる。
【０００７】
そこで本発明は、製造コストを抑制しつつ、小型で、高い放熱性を備えたコイル部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、コアによって形成された閉磁路内に平板状の導電体からなる複数のコイルが配置されたコイル部品であって、
前記複数のコイルが絶縁性の平板状部材からなる絶縁層を介して上下方向に積層されてなる積層体を備え、
前記積層体は、絶縁性と熱伝導性とを有する樹脂がモールド成形されてなる筐体内に埋設されている、
ことを特徴とするコイル部品としている。
【０００９】
前記筐体の上面と下面の少なくとも一方の面に前記積層体の表層に配置された前記コイルを外方に露出させるための開口が形成されているコイル部品とすることもできる。
【００１０】
さらに、前記複数のコイルは、平板状の導電体が螺旋状に形成されてなる複数のシート状コイルと、平板状の導電体からなる二つの一巻き分の銅板コイルとによって構成され、
二つの前記銅板コイルは、前記積層体の最上層と最下層とに配置されているとともに、それぞれの端部が前記筐体の外方で接続され、
複数の螺旋状の前記シート状コイルは、螺旋の端部同士が前記絶縁層の表裏を通して上下方向で接続されているコイル部品とすることもできる。
【００１１】
上記いずれかに記載のコイル部品において、
前記積層体を構成するコイルとは別のコイルが前記コアとは別のコアによって形成された閉磁路内に配置されてなる周辺コイル部品を備え、
前記筐体は、前記積層体と前記周辺コイル部品のコイルとをインサート材としたモールド成形品で構成され、前記積層体と前記周辺コイル部品のコイルとが一つの筐体内に埋設されているコイル部品としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、製造コストを低減させることができるとともに、小型で、高い放熱性を備えたコイル部品が提供される。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係るコイル部品を示す図である。
【図２】上記実施例に係るコイル部品の分解斜視図である。
【図３】上記実施例に係るコイル部品からコアを除いた状態を示す図である。
【図４】上記実施例に係るコイル部品を構成するコイルを示す図である。
【図５】上記実施例に係るコイル部品を構成するコイルの分解斜視図である。
【図６】上記実施例に対する比較例に係るコイル部品を示す図である。
【図７】上記比較例に係るコイル部品を構成するコイルの分解斜視図である。
【図８】上記比較例に係るコイル部品に周辺コイル部品を付帯させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。
【００１５】
＝＝＝実施例＝＝＝
＜コイル部品の構造＞
本発明の実施例に係るコイル部品としてトランスを挙げる。図１と図２とに本発明の実施例に係るコイル部品１を示した。図１（Ａ）は、コイル部品１を一方から見たときの斜視図であり、図１（Ｂ）は、コイル部品１を他方から見たときの斜視図である。図２は、コイル部品１の分解斜視図である。そして、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２では、トランスとして機能するコイル部品（以下、主コイル部品１ａとも言う）と、共振コイルなど、主コイル部品１ａの周辺回路を構成する他のコイル部品（以下、周辺コイル部品１ｂとも言う）とが一体化されたコイル部品１が示されている。
【００１６】
コイル部品１は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したように、一体的な筐体２内に主コイル部品１ａを構成するコイル（以下、主コイルとも言う）、および周辺コイル部品１ｂを構成するコイル（以下、周辺コイルとも言う）が、それぞれ、個別のコア（３ａ、３ｂ）によって形成された閉磁路内に配置されてなる。本実施例において、主コイルは、銅板コイルとシート状コイルとを絶縁層を介して積層させてなる積層体で構成されている。周辺コイルは、主コイルを構成する銅板コイル、シート状コイル、および周辺コイルのそれぞれの一方の端部が、端子（４１、４２、および４３）として筐体２から突出している。また、銅板コイルの他方の端部（以下、接続部４４とも言う）も筐体２外に突出している。
【００１７】
ここで、互いに直交する三方向を上下方向、前後方向、および左右方向とし、コイル部品１を構成する各種コイルの巻軸（１００ａ、１００ｂ）方向を上下方向とすると、筐体２は上下方向に扁平な箱状で、主コイル部品１ａにおいて閉磁路を形成するコア（以下、主コア３ａとも言う）および周辺コイル部品１ｂにおいて閉磁路を形成するコア（以下、周辺コア３ｂとも言う）は、それぞれ、上下方向で対面する二つのコア部材（３１ａ、３２ａおよび３１ｂ、３２ｂ）で構成されている。なお、主コア３ａは、側面にテープ５が貼着されて、上下のコア部材（３１ａ、３２ａ）が互いに分離しないように固定されている。
【００１８】
ここで、主コイルを構成する銅板コイルの端子４１と接続部４４とが筐体２の前面から突出しているものとして前後の各方向を規定するとともに、主コイルを構成するシート状コイルの端子４２と、周辺コイルの端子４３とが筐体２の上面から突出していることとして上下の各方向を規定する。
【００１９】
本実施例に係るコイル部品１では、図２に示したように、主コア３ａおよび周辺コア３ｂが、ともに、Ｅ型のコア部材（３１ａ、３２ａおよび３１ｂ、３２ｂ）を上下方向に対面させてなるＥＥ型となっている。そして、主コア３ａのコア部材（３１ａ、３２ａ）は、中脚３３ａが、筐体２において主コイル部品１ａが形成されている領域を上下方向に貫通する中空部２１に挿通されている。また、周辺コイル部品１ｂが形成されている領域には、上下方向に貫通する二つの中空部（２２、２３）が前後に並んで形成されており、これら二つの中空部（２２、２３）のそれぞれに、周辺コア３ｂの中脚３３ｂと前方の外脚３４ｂとが挿通されている。
【００２０】
筐体２は、周辺コイルと組み立て済みの主コイルとをインサート材としてモールド成形されたものである。すなわち、コイル部品１では、筐体２内に主コイルと周辺コイルとが埋設されて、コア（３ａ、３ｂ）を除く構成が一体化されている。図３に、コイル部品１からコア（３ａ、３ｂ）を除いた、一体化された構造体（以下、モールド構造体１０とも言う）の外観を示した。図３（Ａ）は、モールド構造体１０を上前方から見たときの斜視図であり、図３（Ｂ）は、モールド構造体１０を下前方から見たときの斜視図である。図３（Ａ）、（Ｂ）に示したように、筐体２には、上述したコア（３ａ、３ｂ）の脚部（３３ａ、３３ｂ、３４ｂ）が挿通される中空部（２１、２２、２３）が形成されている。また、筐体２の上面と下面とには内部のコイルを露出させる開口２４が形成されている。そして、この開口２４は、主コイル４ａの特に銅板コイルにて発生した熱を外方に放散させるためのものである。さらに、本実施例では、筐体２を絶縁性の熱伝導性樹脂を用いて成形している。熱伝導性樹脂は、熱伝導フィラーが混練された樹脂材料であり、上記非特許文献１に記載されているように、概ね、１Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有している。そして、用途などに応じ、熱伝導率が異なる種々の熱伝導性樹脂が、樹脂材料メーカーから各種呼称（熱伝導樹脂、高熱電導樹脂など）で提供されている。なお、本実施例に係るコイル部品では、筐体２をジーマ・イナス（登録商標：大阪セメント株式会社製）、あるいはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）をベース樹脂としたＰＰＳ−６５６５Ａ７（ポリプラスチックス株式会社製）を用いて成形している。
【００２１】
図４と図５に、筐体２内に配置された主コイル４ａと周辺コイル４ｂの構造を示した。図４は、主コイル４ａと周辺コイル４ｂとを、上前方から見たときの斜視図であり、図５は、図４における主コイル４ａの部分を分解斜視図として示した図である。図４に示したように、主コイル４ａは、平板状の導電体（以下、導体板とも言う）からなる複数のコイル（４５〜４８）が絶縁層６を介して積層させてなる。周辺コイル４ｂは、所定の形状に打ち抜かれた導体板を立体的に屈曲させてなる一巻き分のコイルである。なお、周辺コイル４ｂの構造や構成については、例えば、ボビンに巻線を巻回させたコイルなどであってもよい。いずれにしても、積層構造を有する主コイル４ａとともに、周辺コイル４ｂがモールド成形されてなる一体的な筐体２内に埋設されていればよい。
【００２２】
図５に示したように、主コイル４ａは、二つの銅板コイル（４５、４６）と二つのシート状コイル（４７、４８）とを備え、各コイル（４５〜４８）の層間に絶縁層６となる平板状の絶縁部材（６１〜６３）が介在した積層構造を有している。すなわち、主コイル４ａは、三個の絶縁部材（６１〜６３）を備えている。各絶縁部材（６１〜６３）には、上面と下面とを連絡する開口（６４〜６６）が形成され、各開口（６４〜６６）は、上下方向に積層されつつ、図１〜図３に示した筐体２を構成する樹脂によって内周側がモールドされる。それによって、主コア３ａの中脚３３ａが挿通される中空部２１が筐体２に形成される。
【００２３】
主コイル４ａにおいて、最も発熱量が大きい二つの銅板コイル（４５、４６）は、積層体の最上層と最下層とに配置されている。それによって、最上層の銅板コイル４５の正面と、最下層の銅板コイル４６の下面とが、上述した筐体２の開口２４から露出している。また、実施例に係るコイル部品１では、上述したように、主コイル部品１ａは、トランスとして機能し、最上層と最下層のそれぞれに配置される二つの一巻き分の銅板コイル（４５、４６）が、接続部４４同士が溶接などによって接続されて、二巻き分の一次コイルを形成している。
【００２４】
主コイル４ａにおける二次コイルは、二つの所定巻き数分のシート状コイル（４７、４８）によって構成されている。二つのシート状コイル（４７、４８）は、それぞれ、銅板コイル（４５、４６）よりも薄い板状の導電体が螺旋状に打ち抜かれることで形成されており、二次コイルは、二つのシート状コイル（４７、４８）の端部同士が接続されてなる。具体的には、二つのシート状コイル（４７、４８）は、上下中央の絶縁部材（以下、二次コイル用絶縁部材６２とも言う）を介して積層されている。当該二次コイル用絶縁部材６２の開口６５は、他の絶縁部材（６１、６３）の開口（６４、６６）よりも前後方向のサイズが大きい。そこで、他の絶縁部材（６１、６３）の開口（６４、６６）と、二次コイル用絶縁部材６２の開口６５とのサイズの差を利用し、螺旋状に形成された二つのシート状コイルの内周側の端部を二次コイル用絶縁部材６２の開口６５に挿通させつつ、これらの端部同士を溶接などによって接続している。
【００２５】
このように、実施例に係るコイル部品１では、筐体２が、主コイル４ａと周辺コイル４ｂをインサート材としたモールド成形品で構成されているため、放熱用の開口２４を任意の箇所に自在に形成することができる。例えば、コイル部品１が扱う電圧の値などの仕様に応じて要求される放熱性能に合わせ、開口２４の面積を自由に設定することができる。また、コイル部品１が組み込まれる電子機器側に設置されているヒートシンクなどの放熱部材や放熱用ファンの位置に合わせて開口２４を形成すれば、電子機器全体の放熱効率を向上させることもできる。
【００２６】
また、本実施例のコイル部品１では、主コイル４ａがモールド成形によって筐体２内に埋設されているため、筐体２と主コイル４ａとの間にクリアランスが原理的に存在せず、実装面積を小さくすることができる。また、主コイル４ａや周辺コイル４ｂを構成する導体板が樹脂によって覆われているため、例えば、積層構造を有する主コイル４ａの表層に絶縁部材を別途積層する必要がなく、コイル部品１を薄形にすることが可能となる。
【００２７】
さらに、本実施例のコイル部品１では、筐体２内に配置される主コイル４ａの部品点数やその主コイル４ａを組み立てる際の工数を少なくすることができる。そして、モールド構造体１０に、コア（３ａ、３ｂ）を取り付けるだけの工程でコイル部品１を完成させることができる。そのため、コイル部品１をより安価に提供することが可能となる。もちろん、主コイル部品１ａと周辺コイル部品１ｂとが一体化されているため、主コイル部品１ａと周辺コイル部品１ｂとの間のクリアランスも減らすことができる。それによって、実施例に係るコイル部品１は、当該コイル部品１が組み込まれる電子機器のサイズをさらに小さくすることができる。
【００２８】
ここで、本発明の実施例に対する比較例として、コイルと筐体とが個別の部品で構成されて、筐体内にクリアランスが設けられた状態でコイルが収納されているコイル部品を挙げる。図６に比較例に係るコイル部品１０１を示した。図６は、比較例に係るコイル部品１０１を示す斜視図である。図６に示したように、比較例に係るコイル部品１０１は、周辺コイル部品が付帯されておらず、実施例に係るコイル部品１における主コイル部品１ａに相当する構成のみを備えている。また、比較例に係るコイル部品１０１は、実施例に係るコイル部品１における主コイル４ａとほぼ同様に、上下方向に巻軸１００を有する銅板コイルとシート状コイルとが絶縁層を介して積層されてなるコイル１０４を備えている。そして、コイル１０４が、上方が開放する扁平箱状の筐体１０２内に収納されつつ、二つのコア部材（３１、３２）からなるＥＥ型のコア３によって形成される閉磁路内に配置されている。
【００２９】
図７に、比較例に係るコイル部品１０１からコア３を除いた構成を分解斜視図にして示した。図７に示したように、コイル部品１０１が備えるコイル１０４は、実施例に係るコイル部品１の主コイル４ａと同様に、銅板コイル（４５、４６）とシート状コイル（４７、４８）とが絶縁層６となる平板状の絶縁部材（１６１〜１６３）を介して積層されてなる。しかし、積層構造を有するコイル１０４の上層と下層とに、中央に開口１６５が形成されたシート状の絶縁部材１６４が追加されている。そして、比較例に係るコイル部品１０１を組み立てる際には、銅板コイル（１４５、１４６）やシート状コイル（１４７、１４８）と、絶縁部材（１６１〜１６４）とを接着して積層体であるコイル１０４を作製する工程、作製したコイル１０４を筐体１０２に組み込む工程などが必要となる。したがって、比較例に係るコイル部品１０１では、製造コストを低減させることが難しい。
【００３０】
また、比較例に係るコイル部品１０１では、周辺コイル部品と一体化することも難しい。図８に周辺コイル部品１０１ｂを付帯したその他の比較例に係るコイル部品２０１を示した。図８は、その他の比較例に係るコイル部品２０１を上方から見たときの平面図である。図８に示したように、その他の比較例に係るコイル部品２０１では、図６に示した比較例に係るコイル部品１０１を主コイル部品１０１ａとして、主コイル部品１０１ａと周辺コイル部品１０１ｂとが個別の筐体を備えている。そのため、その他の比較例に係るコイル部品２０１では、小型化が難しく、そのコイル部品２０１が組み込まれる電子機器の小型化も難しくなる。もちろん、その他の比較例に係るコイル部品２０１では、主コイル部品１０１ａと周辺コイル部品１０１ｂとが個別に製造されることから、製造コストを低減させることも難しい。
【００３１】
＝＝＝その他の実施例＝＝＝
上記実施例に係るコイル部品１は、コア３の構造がＥＥ型であったが、中脚（３３ａ、３３ｂ）を有するコア（３ａ、３ｂ）であれば、ＥＩ型など、他の構造のコアであってもよい。
【００３２】
上記実施例に係るコイル部品１は、主コイル部品１ａと周辺コイル部品１ｂとを備えていたが、主コイル部品１ａのみで形成されていてもよい。
【００３３】
本発明の実施例に係るコイル部品１における主コイル部品１ａは、トランスに限らず、平板状の導電体からなるコイルが絶縁層を介して上下方向に積層された構造を有するコイル部品に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１、１０１、２０１  コイル部品、２，１０２，１０２ａ、１０２ｂ  筐体、
３，３ａ，３ｂ  コア、４ａ、１０４  コイル（積層体）、６  絶縁層、
１０  モールド構造体、２１〜２３  中空部、２４  筐体の開口、
３１、３１ａ、３１ｂ、３２、３２ａ、３２ｂ  コア部材、４１〜４３  端子、
４４  銅板コイルの接続部、４５、４６、１４５、１４６  銅板コイル、
６１〜６３，１６１〜１６４  絶縁部材、１００，１００ａ，１００ｂ  巻軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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