(57)【要約】【課題】内部で発生した熱を良好に放熱させると共に、コアに蓄えられた電磁エネルギーを別系統の回路で利用することが可能なインダクタンス部品の放熱構造を提供する。【解決手段】チョークコイル１は、Ｅ形コア103，103と、巻線体101と、放熱板５とから構成される。放熱板５は、放熱性に優れた材料を略Ｕ字の板状に形成してなり、その各先端となる脚部８，９は、基板に形成された電気回路への電気的接続が可能になっている。放熱板５は、チョークコイル１内部の熱を外部へ放熱させるものであるが、本発明の構成では、Ｅ形コア103の芯部３に巻装されることにより、同時に巻線体101と磁気的に結合されたコイルとみなすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回された導電性部材と、前記導電性部材へ熱的に接続された放熱板とから構成されるインダクタンス部品の放熱構造であって、前記放熱板は導電性を有する板状部材の一部を開口させることにより一対の端部を有する不連続な環状に形成されてなるものであり、当該放熱板の両端部を、基板への実装により任意の電気回路へ電気的に接続して構成されることを特徴とするインダクタンス部品の放熱構造。
【請求項２】
磁性材料からなるコアを備え、前記導電性部材と前記放熱板とを前記コアに巻装して構成されることを特徴とする請求項１記載のインダクタンス部品の放熱構造。
【請求項３】
前記基板は金属ベース基板であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインダクタンス部品の放熱構造。
【請求項４】
前記基板上に放熱用充填材を充填させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のインダクタンス部品の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性部材を巻き回して構成されるインダクタンス部品の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばチョークコイルなどとして使用されるインダクタンス部品は、巻線部分の発熱による高温状態を抑制するために、様々な放熱対策が施されている。その一例として、特許文献１に開示されるトランスでは、コイル層間に放熱板を挟設することにより、トランス内部の熱をこの放熱板に伝導させて外部へ放熱させている。
【０００３】
このような特許文献１に開示される従来技術をチョークコイルに応用したものが図５に示されている。同図は、基板に実装された状態のチョークコイルを基板断面方向から見た様子を示したものである。チョークコイル100は、例えば樹脂製のボビンに導電性部材としての巻線を巻き回した巻線体101に、磁性材料からなる一対のＥ形コア103，103を装着して構成される。また、このチョークコイル100には、巻線体101上面とそこに対向するＥ形コア103の内面との間に、放熱性（熱伝導性）に優れた放熱板104が挟み込まれている。放熱板104は、チョークコイル100内部に挟持された本体部分から基板107に対して水平方向へ若干延出した後、基板107へ接近するように垂下する２つの脚部105，105が形成されている。
【０００４】
チョークコイル100は、基板107上に載置され、基板107表面に設けられた実装パッドに巻線体101下面側に突設された図示しない端子が半田付け接続（面実装）されている。基板107上には、基板107表面で発生した熱を放熱させるために放熱性に優れた放熱用充填材たるモールド106が充填されている。モールド106は、チョークコイル100から突出した脚部105，105の下端部が埋まる程度充填されており、脚部105，105とモールド106との熱的な接続が図られている。当該熱的接続により、チョークコイル100内部で発生した熱が、放熱板104ひいてはモールド106を通じて放熱されることとなる。
【特許文献１】特開平７−２２６３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子機器等を構成する電気回路内において、例えば電流検出や補助電源などが必要となる場合があるが、従来はこのような必要性が生じた場合には例えばカレントトランスや補助電源装置などの部品を電気回路に追加する必要があった。その一方で、製品における部品点数の削減は重要課題であり、そのための効率的な回路設計が常に求められている。
【０００６】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、内部で発生した熱を良好に放熱させると共に、インダクタンス部品に発生する電磁エネルギーを別系統の回路で利用することが可能なインダクタンス部品の放熱構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における請求項１では、巻回された導電性部材と、前記導電性部材へ熱的に接続された放熱板とから構成されるインダクタンス部品の放熱構造であって、前記放熱板は導電性を有する板状部材の一部を開口させることにより一対の端部を有する不連続な環状に形成されてなるものであり、当該放熱板の両端部を、基板への実装により任意の電気回路へ電気的に接続して構成されている。
【０００８】
このようにすると、導電性部材に電流が流れることにより、従来のインダクタンス部品において放熱のみを目的として設けられていた放熱板に電圧を誘起させることができるため、当該誘起電圧を別の電気回路へ供給することができる。
【０００９】
本発明における請求項２では、磁性材料からなるコアを備え、前記導電性部材と前記放熱板とを前記コアに巻装して構成されることを特徴とする。
【００１０】
このようにすると、コアにより導電性部材と放熱板との磁気的な結合が強固なものとなり、放熱板に誘起される電力量を増大させることができる。
【００１１】
本発明における請求項３では、前記基板は金属ベース基板であることを特徴とする。
【００１２】
このようにすると、放熱性に優れた金属ベース基板に放熱板が熱的に接続されるため、インダクタンス部品の熱を効率よく放熱させることができる。
【００１３】
本発明における請求項４では、前記基板上に放熱用充填材を充填させたことを特徴とする。
【００１４】
このようにすると、放熱性に優れた放熱用充填材に放熱板及び基板が熱的に接続されるため、インダクタンス部品の熱を効率よく放熱させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１によると、内部で発生した熱を良好に放熱させると共に、インダクタンス部品に発生する電磁エネルギーを別系統の回路で利用することが可能なインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【００１６】
本発明の請求項２によると、コアに蓄えられた電磁エネルギーを別系統の回路で利用することが可能なインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【００１７】
本発明の請求項３によると、基板の放熱性を向上させることにより、より放熱性に優れたインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【００１８】
本発明の請求項４によると、放熱用充填材の作用により、より放熱性に優れたインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明におけるインダクタンス部品の放熱構造の好ましい実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。
【００２０】
図１は、本発明におけるインダクタンス部品としてのチョークコイル１の構造を示す分解斜視図である。チョークコイル１は、磁性材料からなる一対のＥ形コア103，103と、例えば中心孔２を有する筒状のボビンに導電性部材としての巻線を巻き回すなどしてなる巻線体101と、放熱性（熱伝導性）に優れた例えば銅などの金属からなる放熱板５とから構成される。Ｅ形コア103，103は、扁平板状の主要部分に、円柱状の芯部３を一側面の中央部に、外壁部４，４を一側面の両端部にそれぞれ突設して形成される。巻線体101は例えば樹脂製のボビンに導電性部材としての巻線を巻き回すことにより構成されるが、この巻線体101を構成するボビンには、前記巻線が電気的に接続され、例えばプリント基板などの基板に設けられた実装パッドに例えば半田付けなどにより電気的に接続（面実装）するための端子101ａを有している。
【００２１】
放熱板５は、放熱性（熱伝導性）に優れた材料を略Ｕ字の板状に形成してなり、中央に貫通孔７が穿設された不連続な略環状に形成された巻装部６と、貫通孔７に連通して設けられた切り欠き10を挟んで巻装部６の両端から互いに外方水平に延びる端部としての脚部８，９とから構成される。脚部８，９は、巻装部６の両端から巻装部６と同一面上となる水平方向へ若干延出した後、垂下するように途中で折り曲げ成形されており、その各先端は例えば半田付けなどにより図示しない基板に設けられた実装パッドへの電気的接続（面実装）が可能になっている。なお、放熱板５の形状は、基板に実装した際の周囲部品との干渉を考慮した形状とする必要があるが、放熱性を向上させるためには極力その表面積が大きくなるようにするのが好ましい。図１に示されるものでは、巻装部６の隣り合う２つの角部が面取りされ、表面積を大きくするために脚部８が切り欠き10から巻装部６の外径に達するまで太くなっているのに対し、脚部９は、周囲の部品を避けるために脚部８より大分細く形成され巻装部６と同程度の幅になっている。
【００２２】
チョークコイル１は、巻線体101に放熱板５と一対のＥ形コア103，103を装着して構成される。具体的には、巻線体101と放熱板５を、その中心孔２と貫通孔７とが同軸上になるように並べて重ね合わせた状態で、Ｅ形コア103，103で挟み込むように、中心孔２及び貫通孔７へ上下方向からＥ形コア103，103の芯部３，３をそれぞれ挿入し、対向するＥ形コア103，103の芯部３，３同士及び外壁部４，４同士を突き合わせることにより図２に示す組立体となる。その結果、チョークコイル１には、巻線体101上面とそこに対向するＥ形コア103の内面との間に、放熱板５が挟み込まれることとなる。放熱板５は、チョークコイル１内部の熱を外部へ放熱させるものであるが、本実施例の構成では、Ｅ形コア103の芯部３に巻装されることにより、同時に巻線体101と磁気的に結合された１ターンの補助巻線とみなすことができる。
【００２３】
図３は、基板107上に実装された状態のチョークコイル１を示した斜視図である。同図において、組立後のチョークコイル１は、基板107上に載置され、基板107表面に設けられた実装パッドに巻線体101の下面側に突設された端子101ａが半田付け接続（面実装）されている。このとき、チョークコイル１から延び出た放熱板５の脚部８，９も、端子101ａと同様に、基板107表面に設けられた実装パッド20，20にそれぞれ半田付け接続（面実装）される。実装パッド20，20に繋がる回路パターンは、端子101ａひいてはチョークコイルとして本来的に機能する巻線体101に繋がる回路パターンとは別系統の回路ラインを形成するものである。なお、基板107としては例えばプリント基板などが一般的に使用されるが、放熱性に優れた金属ベース基板を使用するのが好ましい。この場合には、放熱性に優れた金属ベース基板に放熱板５が熱的に接続されるため、基板107を通じてチョークコイル１の熱を効率よく放熱させることができる。図示していないが、従来例と同様に、基板107上には、基板107表面で発生した熱を放熱させるために放熱性に優れた放熱用充填材たるモールド106が充填される。
【００２４】
図４に、チョークコイル１の一使用態様として、例えば電源装置などに組み込まれる、昇圧チョッパ回路を利用した力率改善回路の一般的な回路構成を示す。同図において、交流電源に相当する商用電源31の両端には整流部としての例えばダイオードブリッジからなる整流回路34が接続され、前記商用電源31からの交流電源電圧を整流して、入力端子32，33から後段の昇圧チョッパ回路35へ供給する。この昇圧チョッパ回路35は、チョークコイル１（巻線体101）とスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ37のドレイン−ソースとの直列回路を、整流回路34の出力端となる入力端子32，33間に接続すると共に、整流ダイオード38とサイリスタ26及び抵抗27の並列回路と例えば電解コンデンサからなる出力コンデンサ39との直列回路を、ＭＯＳＦＥＴ37の両端間すなわちドレイン−ソース間に接続して構成される。サイリスタ26のゲートは、チョークコイル１を構成する放熱板５の両端すなわち脚部８，９が入力側に接続されたゲートトリガ回路25の出力が接続されている。
【００２５】
そして、ＭＯＳＦＥＴ37がオンのときには、整流回路34からの全波整流された直流電流によって、チョークコイル１に励磁エネルギーを蓄え、ＭＯＳＦＥＴ37がオフのときには、このチョークコイル１に蓄えられた励磁エネルギーを整流回路34の出力端間に発生する入力電圧Ｖｉに重畳させて、昇圧チョッパ回路35の入力側よりも高い出力電圧Ｖｏを出力コンデンサ39の両端間に設けられた出力端子42，43間に発生させるようにしている。
【００２６】
一方41は、ＭＯＳＦＥＴ37のゲートにパルス状のドライブ電圧を供給することにより、ＭＯＳＦＥＴ37をスイッチングさせるＰＦＣ制御部である。このＰＦＣ制御部41は、出力電圧Ｖｏをフィードバック信号として監視し、この出力電圧Ｖｏが一定となるようにＭＯＳＦＥＴ37をスイッチングさせることで、チョークコイル１を介して取り込まれる電流波形を商用電源31からの正弦波状の電圧波形に近付け、入力力率を改善するようにしている。
【００２７】
当該昇圧チョッパ回路35において、放熱板５は巻線体101を流れる電流の電流検出用として使用され、所謂カレントトランスに相当する機能を果たす。すなわち、巻線体101に電流が流れることにより放熱板５に電流検出電圧が誘起される。この電流検出電圧は、サイリスタ26のオン・オフ制御を行なうゲートトリガ回路25に入力されることとなる。サイリスタ26は、抵抗27と共に、出力コンデンサ39への突入電流防止回路として設けられている。
【００２８】
当該突入電流防止回路の動作について説明する。商用電源31から正常に電力が供給されている間は、常時チョークコイル１に電流が流れ、放熱板５に電流検出電圧が誘起される。入力投入から、ＭＯＳＦＥＴ37が動作するまで、チョークコイル１の放熱板５には電圧は誘起されないため、入力投入時における電源からの電流は、整流回路34→巻線体101→整流ダイオード38→抵抗27の経路を流れ、抵抗27の抵抗で突入電流を抑制する。次に、ＭＯＳＦＥＴ37がスイッチング動作（昇圧を開始）すると、放熱板５に電圧が誘起され、ゲートトリガ回路25により、サイリスタ26のゲート電圧がトリガレベルまで達し、サイリスタ26がオン状態となる結果、抵抗27に流れている電流はサイリスタ26に流れる。なお、ＭＯＳＦＥＴ37がスイッチング動作しているかぎり、電流はサイリスタ26を流れることとなる。
【００２９】
以上のように本実施例のチョークコイル１では、巻回された導電性部材としての巻線体101と、巻線体101へ熱的に接続された放熱板５とから構成されるインダクタンス部品の放熱構造であって、放熱板５は導電性を有する板状部材の一部を開口させることにより一対の端部としての脚部８，９を有する不連続な環状に形成されてなるものであり、当該放熱板５の脚部８，９を、基板107への実装により任意の電気回路に相当するゲートトリガ回路25へ電気的に接続して構成されている。
【００３０】
このようにすると、巻線体101に電流が流れることにより、従来のインダクタンス部品において放熱のみを目的として設けられていた放熱板５に電圧を誘起させることができるため、当該誘起電圧を別のゲートトリガ回路25へ供給することができる。従って、内部で発生した熱を良好に放熱させると共に、チョークコイル１に発生する電磁エネルギーを別系統の回路で利用することが可能なインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【００３１】
また本実施例では、磁性材料からなるＥ形コア103，103を備え、巻線体101と放熱板５とをＥ形コア103，103に巻装して構成されることを特徴とする。
【００３２】
このようにすると、Ｅ形コア103，103により巻線体101と放熱板５との磁気的な結合が強固なものとなり、放熱板５に誘起される電力量を増大させることができる。
【００３３】
さらに本実施例では、基板107が金属ベース基板である方が望ましい。
【００３４】
このようにすると、放熱性に優れた金属ベース基板に放熱板５が熱的に接続されるため、インダクタンス部品の熱を効率よく放熱させることができる。従って、より放熱性に優れたインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【００３５】
また本実施例では、基板107上に放熱用充填材としてのモールド106を充填させたことを特徴とする。
【００３６】
このようにすると、放熱性に優れたモールド106に放熱板５及び基板107が熱的に接続されるため、チョークコイル１の熱を効率よく放熱させることができる。従って、モールド106の作用により、より放熱性に優れたインダクタンス部品の放熱構造を提供することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。放熱板５に誘起される電圧の用途としては、上述した電流検出の他、例えば他の電子部品などの補助電源として使用してもよい。また、インダクタンス部品には、チョークコイル以外にもトランスなどの各種コイル部品が含まれ、その構造も特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例におけるインダクタンス部品を構成する各部品を示す分解斜視図である。
【図２】同上、インダクタンス部品の組立後の状態を示す斜視図である。
【図３】同上、基板に実装された状態のインダクタンス部品を示す斜視図である。
【図４】同上、インダクタンス部品を使用した一回路例を示す回路図である。
【図５】従来例におけるインダクタンス部品が基板に実装された様子を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  チョークコイル（インダクタンス部品）
５  放熱板
８，９  脚部（端部）
25  ゲートトリガ回路（任意の電気回路）
101  巻線体（導電性部材）
103  Ｅ形コア
106  モールド（放熱用充填材）
107  基板
【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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