(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線と、
前記巻線を取り囲む複数の絶縁部材と、を備え、
前記複数の絶縁部材のそれぞれは、前記巻線と接触し、
前記複数の絶縁部材のうち前記巻線の巻回方向で隣り合う２つの間に、それぞれ隙間が設けられており、
前記巻線は、前記巻線の巻軸方向から見て、第１方向に延びる二つの第１部分と、前記第１部分にほぼ直交する第２方向に延び、かつ、前記第１部分よりも短い、二つの第２部分とを含み、
前記複数の絶縁部材は、第１絶縁部材と第２絶縁部材とで構成され、
前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材とは、それぞれ、前記第１部分に対応する長手部分と前記第２部分に対応する短手部分とからなり、前記巻軸方向から見てＬ字状に形成され、
前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材との組合せにより、前記巻軸方向から見て矩形の枠体が構成され、
前記第１絶縁部材の前記長手部分と前記第２絶縁部材の前記短手部分との間に前記隙間として第１隙間が設けられ、
前記第１絶縁部材の前記短手部分と前記第２絶縁部材の前記長手部分との間に前記隙間として第２隙間が設けられ、
前記第１隙間および前記第２隙間は、それぞれ、前記巻線の前記第１部分と前記第２部分との間の角部に対向する位置に設けられている、
磁気デバイス。
【請求項２】
巻線と、
前記巻線を取り囲む複数の絶縁部材と、を備え、
前記複数の絶縁部材のそれぞれは、前記巻線と接触し、
前記複数の絶縁部材のうち前記巻線の巻回方向で隣り合う２つの間に、それぞれ隙間が設けられており、
前記巻線は、前記巻線の巻軸方向から見て、第１方向に延びる二つの第１部分と、前記第１部分にほぼ直交する第２方向に延び、かつ、前記第１部分よりも短い、二つの第２部分とを含み、
前記複数の絶縁部材は、第１絶縁部材と第２絶縁部材と第３絶縁部材とで構成され、
前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材とは、それぞれ、前記第１部分に対応する長手部分と前記第２部分のほぼ半分の長さに対応する短手部分とからなり、前記巻軸方向から見てＬ字状に形成され、
前記第３絶縁部材は、前記第２部分に対応する部分からなり、前記巻軸方向から見てＩ字状に形成され、
前記第１絶縁部材と前記第２絶縁部材と前記第３絶縁部材との組合せにより、前記巻軸方向から見て矩形の枠体が構成され、
前記第１絶縁部材の前記長手部分と前記第３絶縁部材との間に前記隙間として第１隙間が設けられ、
前記第２絶縁部材の前記長手部分と前記第３絶縁部材との間に前記隙間として第２隙間が設けられ、
前記第１隙間および前記第２隙間は、それぞれ、前記巻線の一つの前記第２部分の両端と前記第１部分との間の角部に対向する位置に設けられている、
磁気デバイス。
【請求項３】
前記巻線の外側に、別の巻線をさらに備え、
前記複数の絶縁部材は、前記別の巻線が巻き回されるボビンである、
請求項１または２に記載の磁気デバイス。
【請求項４】
前記隙間は、０ｍｍより大きく、３ｍｍ以下である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気デバイス。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気デバイスと、
前記巻線に接続される電力変換回路とを備える、
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁気デバイス及びこれを用いた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題やエネルギー問題を克服するため、パワーエレクトロニクスが注目されている。電力変換回路は、高電圧、大電流の動作が要求されることが多い。それに伴い、電力変換回路に使用されているトランスの絶縁性の確保、及び巻線やコアの放熱対策が要求される。
【０００３】
特許文献１は、一次巻線と二次巻線とが同一円状に巻回され、巻線が熱伝導率の高い熱硬化性の絶縁樹脂でモールドされた従来のトランスを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４８１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１では、更なる改善が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る磁気デバイスは、巻線と、前記巻線を取り囲む複数の絶縁部材と、を備え、前記複数の絶縁部材のそれぞれは、前記巻線と接触し、前記複数の絶縁部材のうち前記巻線の巻回方向で隣り合う２つの間に、それぞれ隙間が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本態様によれば、更なる改善を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１に係るトランスの構造の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るトランスの巻軸を含む面の断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るトランスの分解斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るトランスの巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図５】図５は、比較例に係るトランスの巻軸を含む面の断面における熱分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係るトランスの巻軸を含む面の断面における熱分布の一例を示す図である。
【図７】図７は、外側ボビンの端部の形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【図８】図８は、外側ボビンの端部の形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【図９】図９は、外側ボビンの端部の形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【図１０】図１０は、外側ボビンの端部の形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例に係るトランスの構造の巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係るコアの構造の変形例を概略的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係るトランスの分解斜視図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係るトランスの巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図１５】図１５は、外側ボビンの端部の形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【図１６】図１６は、実施の形態３に係るトランスの分解斜視図である。
【図１７】図１７は、実施の形態３に係るトランスの巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図１８】図１８は、実施の形態４に係るトランスの分解斜視図である。
【図１９】図１９は、実施の形態４に係るトランスの巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図２０】図２０は、実施の形態５に係るトランスの分解斜視図である。
【図２１】図２１は、実施の形態５に係るトランスの巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図２２】図２２は、実施の形態５に係るコアの構造の変形例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態５に係るコアの構造の変形例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態５に係るコイルデバイスの巻軸方向に垂直な面の断面図である。
【図２５】図２５は、位相シフト型フルブリッジ回路の一例を示す回路図である。
【図２６】図２６は、ＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路の一例を示す回路図である。
【図２７】図２７は、比較例のトランスの構造を示す断面図である。
【図２８】図２８は、別の比較例のトランスの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
まず、本開示の基礎となった知見について説明する。
【００１０】
図２７は比較例のトランスを示す。図２７において、巻線９０８ａ及び巻線９０８ｂは一次巻線であり、巻線９０９ａ及び巻線９０９ｂは二次巻線である。図２７のトランスでは、これらの巻線の放熱性を向上させるために、これらの巻線が熱伝導率の高い封止樹脂９０３でモールドされている。
【００１１】
図２８は、別の比較例のトランスを示す。図２８において、内側巻線９１１の外側に外側巻線９１２が巻装されている。そして、これら巻線が巻回された後、巻線は熱伝導率の高い熱硬化性の絶縁樹脂でモールドされている。なお、内側巻線９１１は一次巻線として機能し、外側巻線９１２は二次巻線として機能する。図２８において、内側巻線９１１を内側ボビン９１４に巻装する際に生じる巻太りに対応するため、外側ボビン９１３と内側巻線９１１との間には、空気層を設けられている。
【００１２】
図２７に示されるトランスは、一次巻線及び二次巻線の放熱性を高めるための封止樹脂９０３が、トランスの重量を増加させるという課題を有している。
【００１３】
図２８に示されるトランスは、外側巻線９１２の巻回しによって外側ボビン９１３に巻圧がかかる場合に、外側ボビン９１３が空気層に向かって撓むという課題を有している。この撓みが過大になると、外側ボビン９１３が破損する虞がある。
【００１４】
また、図２８に示されるトランスでは、内側巻線９１１の巻き太り又は巻き細りのばらつきが、内側巻線９１１と外側巻線９１２の間の距離をばらつかせ、これによって、漏れインダクタンスがばらつくという課題を有している。
【００１５】
そこで、本発明者らは、ボビンと巻線とを密着させる磁気デバイスを検討した。これにより、ボビンを通して巻線の熱が放熱される。例えば、軽量化のために封止樹脂が削減された場合であっても、高い放熱性が維持されうる。
【００１６】
以上の考察により、本発明者らは、本開示に至った。
【００１７】
（実施の形態の概要）
本開示にかかる一態様に係る磁気デバイスは、導線が巻き回された巻線と、前記巻線よりも外周側に配置されるボビンと、を備える。前記ボビンは、第１のボビン部材と第２のボビン部材とを含み、前記第１のボビン部材の端部は、前記第２のボビン部材の端部に突き合わされている。前記巻線と前記第１のボビン部材とは、互いに接して設けられ、前記巻線と前記第２のボビン部材とは、互いに接して設けられている。前記巻線の周回方向において、前記第１のボビン部材の端部と前記第２のボビン部材の端部との間に隙間が設けられている。
【００１８】
本態様によれば、巻線が巻き太った場合でも、巻線が巻き細った場合でも、巻線と、第１のボビン部材及び第２のボビン部材とを、適切に接触させることができる。したがって、巻線が発熱しても、第１のボビン部材及び第２のボビン部材を介して、好適に放熱させることができる。樹脂モールドが低減もしくは削減された場合には、巻線の放熱性を確保しながら、磁気デバイスを軽量化できる。また、内側巻線と外側巻線との距離が、ボビン厚で規定され、一定となるため、巻線が巻き太った場合も巻線が巻き細った場合も、漏れインダクタンスが安定する。
【００１９】
上記態様において、前記ボビンは、第３のボビン部材をさらに含んでもよい。前記第１のボビン部材の他方の端部は、前記第３のボビン部材の一方の端部に突き合わされてもよい。前記第２のボビン部材の他方の端部は、前記第３のボビン部材の他方の端部に突き合わされてもよい。前記巻線と前記第３のボビン部材とは、互いに接して設けられてもよい。前記巻線の周回方向において、前記第１のボビン部材の端部と前記第３のボビン部材の端部との間に隙間が設けられてもよい。前記巻線の周回方向において、前記第２のボビン部材の端部と前記第３のボビン部材の端部との間に隙間が設けられてもよい。
【００２０】
なお、「第１のボビン部材」は「第１絶縁部材」の一例であり、「第２のボビン部材」は「第２絶縁部材」の一例であり、「第３のボビン部材」は「第３絶縁部材」の一例である。
【００２１】
この場合、巻線が巻き太った場合でも、巻線が巻き細った場合でも、巻線と、第１、第２、及び第３のボビン部材とを、より適切に接触させることができ、これらのボビン部材を介して巻線の熱を放熱させることができる。
【００２２】
上記態様において、前記巻線は、短手領域と長手領域とを有する形状に前記導線が巻き回されて形成されていてもよい。前記第１のボビン部材の前記端部と前記第２のボビン部材の前記端部は、前記巻線の短手領域に対向する位置に形成されてもよい。
【００２３】
この場合、巻線の長手領域と、第１及び第２のボビン部材とを適切に接触させることができる。これにより、比較的大きな接触面積を確保でき、巻線の熱を、第１のボビン部材及び第２のボビン部材を介して、好適に放熱させることができる。
【００２４】
上記態様において、前記巻線は、短手領域と長手領域とを有する形状に前記導線が巻き回されて形成されていてもよい。前記第１のボビン部材の前記端部と前記第２のボビン部材の前記端部は、前記巻線のうち前記短手領域と前記長手領域との間の部分に対向する位置に、形成されてもよい。
【００２５】
この場合、巻線の長手領域と第１のボビン部材とを、より適切に接触させることができ、かつ、巻線の短手領域と第２のボビン部材とを、より適切に接触させることができる。あるいは、巻線の短手領域と第１のボビン部材とを、より適切に接触させることができ、巻線の長手領域と第２のボビン部材とを、より適切に接触させることができる。その結果、巻線の巻き回しにばらつきがある場合であっても、巻線の熱を、第１のボビン部材及び第２のボビン部材を介して、好適に放熱させることができる。
【００２６】
なお、「巻線の長手領域」は「巻線の第１部分」の一例であり、「巻線の短手領域」は「巻線の第２部分」の一例である。また、「巻線の長手領域」は「巻線の直線部」の一例である。巻線の長手領域及び／又は直線部の長さは、例えば、巻線の１周の長さの４分の１よりも長い。
【００２７】
上記態様において、前記第１のボビン部材の前記端部、及び、前記第２のボビン部材の前記端部は、階段状の面を有していてもよい。
【００２８】
この場合、前記第１及び第２のボビン部材の端部における内周側から外周側への沿面距離が長くなる。このため、絶縁性が向上される。
【００２９】
上記態様において、前記第１のボビン部材の端部と前記第２のボビン部材の端部との一方は、他方と係合する返し構造を有してもよい。
【００３０】
この場合、第１のボビン部材と第２のボビン部材とが外れにくい。その結果、ボビンに巻線を巻き回す場合の緩みを防止できる。
【００３１】
本開示の一態様に係る電力変換装置は、上記各態様のいずれかの磁気デバイスと、前記巻線と接続される電力変換回路と、を備える。
【００３２】
本態様によれば、電力変換回路の動作により巻線に発生した熱を、第１のボビン部材及び第２のボビン部材を介して、好適に放熱させることができる。
【００３３】
以下本開示に係る一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
【００３４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るトランス１０１の構造を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示されるトランス１０１の巻軸を含む面（ＹＺ面）の断面図である。図３は、図１に示されるトランス１０１を示す分解斜視図である。図４は、図１に示されるトランス１０１の巻軸方向（Ｚ軸）に垂直な面（ＸＹ面）での断面図である。トランス１０１は、本開示における「磁気デバイス」の一例である。
【００３６】
トランス１０１は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの電力変換回路に用いられる。図１乃至図４を用いてトランス１０１の構造について説明する。
【００３７】
トランス１０１は、内側ボビン１０２と、内側巻線１０６と、外側ボビン１０３と、外側巻線１０４と、コア１０７と、を備える。
【００３８】
内側ボビン１０２は、例えば、絶縁樹脂からなる。内側ボビン１０２は、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した内側四角柱１０２Ａと、内側四角柱１０２Ａの一端に形成された内側上鍔１０２Ｂと、他端に形成された内側下鍔１０２Ｃと、を含む。
【００３９】
内側巻線１０６は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。内側巻線１０６は、内側ボビン１０２に巻装されている。図４に示されるように、内側巻線１０６は、Ｙ方向に平行な短手領域ＳＡとＸ方向に平行な長手領域ＬＡとを有する形状に、導線が巻き回されて形成されている。
【００４０】
外側ボビン１０３は、例えば、絶縁樹脂からなる。外側ボビン１０３は、第１のボビン部材１０３Ｘと、第２のボビン部材１０３Ｙと、を含む。第１のボビン部材１０３Ｘと第２のボビン部材１０３Ｙとは、同一形状を有し、Ｚ方向から見て、角張ったＵ字状に形成されている。第１のボビン部材１０３Ｘの端部は、第２のボビン部材１０３Ｙの端部に突き合わされている。内側巻線１０６の巻回方向において、第１のボビン部材１０３Ｘの端部と第２のボビン部材１０３Ｙの端部との間に、隙間１０５が設けられている。隙間１０５の大きさは、例えば、０ｍｍより大きく、３ｍｍ以下であってもよい。
【００４１】
第１のボビン部材１０３Ｘと第２のボビン部材１０３Ｙとは、それぞれ、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した外側四角柱１０３Ａと、外側四角柱１０３Ａの一端に形成された外側上鍔１０３Ｂと、他端に形成された外側下鍔１０３Ｃと、を含む。第１のボビン部材１０３Ｘの端部及び第２のボビン部材１０３Ｙの端部の形状については、後述される。
【００４２】
外側巻線１０４は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。外側巻線１０４は、外側ボビン１０３に巻装されている。
【００４３】
コア１０７は、例えば、フェライト、ダストコア又はアモルファス合金などの磁性材料からなる。コア１０７は、コア１０７Ａとコア１０７Ｂとを含む。コア１０７Ａとコア１０７Ｂとは、同一形状を有し、Ｘ方向から見てＥ字状に形成されている。以下では、コア１０７Ａとコア１０７Ｂを総称して、コア１０７と呼ぶ場合がある。
【００４４】
外側ボビン１０３の隙間１０５は、図４に示されるように、内側巻線１０６の短手領域に対向する位置に設けられている。これによって、外側ボビン１０３と内側巻線１０６の長手領域とが、互いに接している。
【００４５】
トランス１０１を組み立てる際には、まず、内側ボビン１０２の内側四角柱１０２Ａに内側巻線１０６が巻装される。次に、内側巻線１０６に外側四角柱１０３Ａが接するようにＸＹ平面上をスライドさせて外側ボビン１０３を配置する。次に、外側四角柱１０３Ａに外側巻線１０４が巻装される。最後に、ＺＹ平面上をスライドさせてコア１０７が配置される。
【００４６】
内側巻線１０６が巻き太ると、外側ボビン１０３の隙間１０５が大きくなり、内側巻線１０６が巻き細ると、隙間１０５が小さくなる。このため、いずれの場合でも、内側巻線１０６の一対の長手領域と外側ボビン１０３とが適切に接する。その結果、内側巻線１０６の熱を好適に外側ボビン１０３に伝えることができ、内側巻線１０６の放熱性が向上する。
【００４７】
次に、本実施の形態に係るコイルデバイスと比較例に係るコイルデバイスにおける巻線の熱解析の結果を比較した例が説明される。
【００４８】
図５は、比較例の構造を有するコイルデバイスにおける巻軸を含む平面（ＹＺ平面）の温度分布を示す。図６は、本実施の形態に係るコイルデバイスにおける巻軸を含む平面（ＹＺ平面）の温度分布を示す。
【００４９】
図６に示される熱解析では、本実施の形態に係るコイルデバイスとして、図４に示される構造を有するコイルデバイスが用いられた。このコイルデバイスは、巻線の短手領域に対向する位置に隙間が設けられている。そして、巻線１１２の長手領域とボビン１１１とが接している。
【００５０】
一方、比較例に係るコイルデバイスとして、図２８に示されるような構造を有するコイルデバイスが用いられた。すなわち、図５の熱解析に用いられたコイルデバイスでは、外側ボビン９１３の接合部９１５に隙間が設けられておらず、巻線１１２とボビン１１１との間に空気層１１４が設けられている。
【００５１】
図５、図６では、コア及び外側巻線が無い状態で熱解析が行われた。各コイルデバイスともに、内側巻線に損失（１０Ｗ）が与えられた。雰囲気温度が２５℃とされた。各コイルデバイスの底面に接触するようにヒートシンク１１３が配置され、ヒートシンク１１３の温度が１５℃とされた。
【００５２】
図５では、巻線１１２の温度の最大値が４７．５℃に達しているのに対して、図６では、巻線１１２の温度の最大値が３７．５℃に抑えられている。この結果から、本実施の形態の構造では、比較例の構造に比べて、巻線の温度上昇を抑制できることがわかる。
【００５３】
図７、図８は、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔ及び第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔの形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【００５４】
図７において、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔは、基準端部１０３Ｘａと、基準端部１０３Ｘａから突出した突出端部１０３Ｘｂとを含む。第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔは、基準端部１０３Ｙａと、基準端部１０３Ｙａから突出した突出端部１０３Ｙｂとを含む。第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔと、第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔとは、突き合わされている。
【００５５】
具体的には、第１のボビン部材１０３Ｘの突出端部１０３Ｘｂと第２のボビン部材１０３Ｙの基準端部１０３Ｙａとが、隙間１０５を介して、対向し、第２のボビン部材１０３Ｙの突出端部１０３Ｙｂと第１のボビン部材１０３Ｘの基準端部１０３Ｘａとが、隙間１０５を介して、対向している。また、第１のボビン部材１０３Ｘの突出端部１０３Ｘｂと第２のボビン部材１０３Ｙの突出端部１０３ＹｂとがＸ方向において隣接している。
【００５６】
言い換えると、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔは、基準端部１０３Ｘａの端面ならびに突出端部１０３Ｘｂの端面および側面を含む階段状の端面を有する。第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔは、基準端部１０３Ｙａの端面ならびに突出端部１０３Ｙｂの端面および側面を含む階段状の端面を有する。これら２つの階段状の端面は、互いに対向している。
【００５７】
図８において、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔは、基準端部１０３Ｘａと、突出端部１０３Ｘｂとの間に、傾斜端面１０３Ｘｃを含む。第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔは、基準端部１０３Ｙａと、突出端部１０３Ｙｂとの間に、傾斜端面１０３Ｙｃを含む。
【００５８】
図８において、第１のボビン部材１０３Ｘの突出端部１０３Ｘｂと第２のボビン部材１０３Ｙの基準端部１０３Ｙａとが、隙間１０５を介して対向し、第２のボビン部材１０３Ｙの突出端部１０３Ｙｂと第１のボビン部材１０３Ｘの基準端部１０３Ｘａとが、隙間１０５を介して対向している。また、第１のボビン部材１０３Ｘの傾斜端面１０３Ｘｃと第２のボビン部材１０３Ｙの傾斜端面１０３Ｙｃとが隙間１０５を介して対向している。
【００５９】
言い換えると、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔは、基準端部１０３Ｘａの端面、突出端部１０３Ｘｂの端面、および傾斜端面１０３Ｘｃを含む階段状の端面を有する。第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔは、基準端部１０３Ｙａの端面、突出端部１０３Ｙｂの端面、および傾斜端面１０３Ｙｃを含む階段状の端面を有する。これら２つの階段状の端面は、互いに対向している。
【００６０】
図７、図８のように、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔ及び第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔが、それぞれ階段状の端面を有することで、内側巻線１０６の放熱性を失わず、内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の外側ボビン１０３の沿面距離を長くすることができる。その結果、絶縁性を向上することができる。
【００６１】
図９、図１０は、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔ及び第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔの形状の別の例を示すＸＹ面の断面図である。
【００６２】
図９において、第１のボビン部材１０３Ｘの突出端部１０３Ｘｂは、その先端に、Ｘ方向に延びる係合端部１０３Ｘｄを含む。第２のボビン部材１０３Ｙの突出端部１０３Ｙｂは、その先端に、Ｘ方向に突出して形成された半円状の係合端部１０３Ｙｄを含む。
【００６３】
図９において、第１のボビン部材１０３Ｘの突出端部１０３Ｘｂと第２のボビン部材１０３Ｙの基準端部１０３Ｙａとが、隙間１０５を介して対向し、第２のボビン部材１０３Ｙの突出端部１０３Ｙｂと第１のボビン部材１０３Ｘの基準端部１０３Ｘａとが、隙間１０５を介して対向している。
【００６４】
図９において、隙間１０５が広がると、第１のボビン部材１０３Ｘの係合端部１０３Ｘｄと第２のボビン部材１０３Ｙの係合端部１０３Ｙｄとが係合することとなる。
【００６５】
言い換えると、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔは、基準端部１０３Ｘａと突出端部１０３Ｘｂと係合端部１０３Ｘｄとによって画定される凹部を有する。第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔは、係合端部１０３Ｙｄとして、凸部を有する。第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔの凸部は、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔにおける凹部に係合している。
【００６６】
図１０に示される構造は、第２のボビン部材１０３Ｙの係合端部１０３Ｙｄが三角状に形成されている点のみ、図９に示される構造と異なる。
【００６７】
図９、図１０のように、第１のボビン部材１０３Ｘの端部１０３Ｘｔに係合端部１０３Ｘｄが設けられ、第２のボビン部材１０３Ｙの端部１０３Ｙｔに係合端部１０３Ｙｄが設けられることで、外側巻線１０４が巻装されるときに、第１のボビン部材１０３Ｘから第２のボビン部材１０３Ｙが外れにくくなる。また、内側巻線１０６の放熱性を失わず、内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の外側ボビン１０３の沿面距離を長くすることができる。その結果、絶縁性を向上することができる。
【００６８】
図１１は、本実施の形態の変形例に係るトランス１０１Ａの巻軸方向に垂直な面（ＸＹ面）の断面図である。図１１において、内側巻線１０６は、Ｙ方向に延びる弦を有する円弧状領域と、Ｘ方向に延びる長手領域とを有する形状に、導線が巻き回されて形成されている。なお、内側巻線１０６の円弧状領域は、「コーナー部」の一例である。また、第１のボビン部材１０３Ｘと第２のボビン部材１０３Ｙとは、同一形状を有し、Ｚ方向から見て、Ｕ字状に形成されている。このような場合であっても、外側ボビン１０３と内側巻線１０６とが直線部分で密着しているため、トランス１０１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
以上説明されたように、実施の形態１では、外側ボビン１０３と内側巻線１０６の一対の直線部分（すなわち一対の長手領域）とが密着している。このため、外側巻線１０４を外側ボビン１０３に巻回する際に外側ボビン１０３に巻圧がかかった場合でも、外側ボビン１０３に撓みが発生せず、外側ボビン１０３が破損する可能性を低減できる。
【００７０】
巻き回し時のばらつきにより内側巻線１０６が巻き細った場合には、外側ボビン１０３の隙間１０５が小さくなる。巻き回し時のばらつきにより内側巻線１０６が巻き太った場合には、外側ボビン１０３の隙間１０５が大きくなる。いずれの場合でも、内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の距離は、外側ボビン１０３の厚みによって決まり、一定である。このため、漏れインダクタンスのばらつきを低減することができる。また、外側巻線１０４の外側に同様の構造で作成されたボビンをさらに配置してもよい。これによって、外側巻線１０４の放熱性を向上させることも可能である。
【００７１】
トランス１０１は、コア１０７を有しなくてもよい。
【００７２】
図３に示されるコア１０７は、２個のＥ字状のコア１０７Ａ、１０７Ｂにより構成されているが、これに限られない。コア１０７は、例えば、Ｅ字状のコアとＩ字状のコアとにより構成されてもよい。
【００７３】
図１２は、コアの別の構成例を概略的に示す斜視図である。図１２に示されるように、コアの中央脚が分割されており、Ｘ方向から見て角張ったＵ字状の１対のコア１０９をＺ方向に嵌合したものを、Ｙ方向に２対隣接した構造であってもよい。
【００７４】
図４に示される例では、内側巻線１０６の巻軸と外側巻線１０４の巻軸とは共有されるが、これに限るものではなく、内側巻線１０６と外側巻線１０４とは異なる中心軸を共有してもよい。
【００７５】
（実施の形態２）
設計者は、実施の形態１に関連して説明された設計原理に基づいて、様々なボビンを設計することができる。実施の形態２では、互いの間に隙間を設けて配置された２つのボビン部材を備える磁気デバイスを説明する。
【００７６】
図１３は、実施の形態２に係るトランス１０１Ｂを示す分解斜視図である。図１４は、トランス１０１Ｂの巻軸方向に垂直な面（ＸＹ平面）の断面図である。なお、トランス１０１Ｂの巻軸を含む面（ＹＺ面）の断面図は、図２と同じである。トランス１０１Ｂは、本開示における「磁気デバイス」の一例である。図２、図１３、及び図１４を用いて、実施の形態２のトランス１０１Ｂの構造について説明する。
【００７７】
トランス１０１Ｂは、内側ボビン１０２と、内側巻線１０６と、外側ボビン１０３と、外側巻線１０４と、コア１０７と、を備える。
【００７８】
内側ボビン１０２は、例えば、絶縁樹脂からなる。内側ボビン１０２は、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した内側四角柱１０２Ａと、内側四角柱１０２Ａの一端に形成された内側上鍔１０２Ｂと、他端に形成された内側下鍔１０２Ｃと、を含む。
【００７９】
内側巻線１０６は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。内側巻線１０６は、内側ボビン１０２に巻装されている。図１４に示されるように、内側巻線１０６は、Ｙ方向に平行な短手領域とＸ方向に平行な長手領域とを有する形状に、導線が巻き回されて形成されている。
【００８０】
外側ボビン１０３は、例えば、絶縁樹脂からなる。外側ボビン１０３は、第１のボビン部材１０３Ｐと、第２のボビン部材１０３Ｑと、第３のボビン部材１０３Ｒと、を含む。第１のボビン部材１０３Ｐと第２のボビン部材１０３Ｑとは、Ｚ方向から見てＬ字状に形成されている。第３のボビン部材１０３Ｒは、Ｚ方向から見てＩ字状に形成されている。
【００８１】
第１のボビン部材１０３Ｐの一方の端部は、第２のボビン部材１０３Ｑの一方の端部に突き合わされている。第１のボビン部材１０３Ｐの他方の端部は、第３のボビン部材１０３Ｒの一方の端部に突き合わされている。第２のボビン部材１０３Ｑの他方の端部は、第３のボビン部材１０３Ｒの他方の端部に突き合わされている。内側巻線１０６の巻回方向において、各ボビン部材の端部同士の間に、隙間１０５が設けられている。
【００８２】
第１のボビン部材１０３Ｐと第２のボビン部材１０３Ｑと第３のボビン部材１０３Ｒとは、それぞれ、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した外側四角柱１０３Ａと、外側四角柱１０３Ａの一端に形成された外側上鍔１０３Ｂと、他端に形成された外側下鍔１０３Ｃと、を含む。
【００８３】
外側巻線１０４は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。外側巻線１０４は、外側ボビン１０３に巻装されている。
【００８４】
コア１０７は、例えば、フェライト、ダストコア又はアモルファス合金などの磁性材料からなる。コア１０７は、コア１０７Ａとコア１０７Ｂとを含む。コア１０７Ａとコア１０７Ｂとは、互いに同一形状を有し、Ｘ方向から見てＥ字状に形成されている。以下では、コア１０７Ａとコア１０７Ｂを総称して、コア１０７と呼ぶ場合がある。
【００８５】
図１４に示されるように、第１のボビン部材１０３Ｐと第２のボビン部材１０３Ｑとの間の隙間１０５は、内側巻線１０６の短手領域に対向する位置に設けられている。第１のボビン部材１０３Ｐと第３のボビン部材１０３Ｒとの間の隙間１０５、及び、第２のボビン部材１０３Ｑと第３のボビン部材１０３Ｒとの間の隙間１０５は、図１４に示されるように、内側巻線１０６の長手領域と短手領域との間の角部に対向する位置に設けられている。これによって、外側ボビン１０３と内側巻線１０６とは、内側巻線１０６の長手領域と、図１４中、右側の短手領域とにおいて、互いに接している。なお、巻線の角部は、「コーナー部」の一例である。
【００８６】
トランス１０１Ｂを組み立てる際には、まず、内側ボビン１０２の内側四角柱１０２Ａに内側巻線１０６が巻装される。次に、内側巻線１０６に外側四角柱１０３Ａが接するようにＸＹ平面上をスライドさせて外側ボビン１０３を配置する。次に、外側四角柱１０３Ａに外側巻線１０４が巻装される。最後に、ＺＹ平面上をスライドさせてコア１０７が配置される。
【００８７】
内側巻線１０６が巻き太ると、外側ボビン１０３の隙間１０５が大きくなり、内側巻線１０６が巻き細ると、隙間１０５が小さくなる。いずれの場合でも、内側巻線１０６の一対の長手領域及び１つの短手領域と、外側ボビン１０３とが適切に接する。その結果、内側巻線１０６の熱を好適に外側ボビン１０３に伝えることができ、内側巻線１０６の放熱性が向上する。
【００８８】
図１５は、第１のボビン部材１０３Ｐの端部１０３Ｐｔ及び第３のボビン部材１０３Ｒの端部１０３Ｒｔの形状の一例を示すＸＹ面の断面図である。
【００８９】
図１５において、第１のボビン部材１０３Ｐの端部１０３Ｐｔは、基準端部１０３Ｐａと、基準端部１０３Ｐａから突出した突出端部１０３Ｐｂとを含む。第３のボビン部材１０３Ｒの端部１０３Ｒｔは、基準端部１０３Ｒａと、基準端部１０３Ｒａから突出した突出端部１０３Ｒｂとを含む。第１のボビン部材１０３Ｐの端部１０３Ｐｔと、第３のボビン部材１０３Ｒの端部１０３Ｒｔとが突き合わされている。
【００９０】
具体的には、第１のボビン部材１０３Ｐの突出端部１０３Ｐｂと第３のボビン部材１０３Ｒの基準端部１０３Ｒａとが、隙間１０５を介して対向し、第３のボビン部材１０３Ｒの突出端部１０３Ｒｂと第１のボビン部材１０３Ｐの基準端部１０３Ｐａとが、隙間１０５を介して対向している。また、第１のボビン部材１０３Ｐの突出端部１０３Ｐｂと第３のボビン部材１０３Ｒの突出端部１０３ＲｂとがＹ方向において隣り合っている。
【００９１】
言い換えると、第１のボビン部材１０３Ｐの端部１０３Ｐｔは、基準端部１０３Ｐａの端面ならびに突出端部１０３Ｐｂの端面および側面を含む階段状の端面を有する。第３のボビン部材１０３Ｒの端部１０３Ｒｔは、基準端部１０３Ｒａの端面ならびに突出端部１０３Ｒｂの端面および側面を含む階段状の端面を有する。これら２つの階段状の端面は、互いに対向している。
【００９２】
図１５のように、第１のボビン部材１０３Ｐの端部１０３Ｐｔ及び第３のボビン部材１０３Ｒの端部１０３Ｒｔが、それぞれ階段状の端面を有することで、内側巻線１０６の放熱性を失わず、内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の外側ボビン１０３の沿面距離を長くすることができる。その結果、絶縁性を向上することができる。
【００９３】
なお、実施の形態２において、第１のボビン部材１０３Ｐの端部１０３Ｐｔ及び第２のボビン部材１０３Ｑの端部１０３Ｑｔの形状については、図７〜図１０を参照して説明された形状を採用してもよい。これらの形状により、同様の効果を得ることができる。また、実施の形態２のトランス１０１Ｂの形状についても、図１１に示されるような形状を採用してもよい。この形状でも、同様の効果を得ることができる。
【００９４】
以上説明されたように、実施の形態２では、外側ボビン１０３を３個のボビン部材１０３Ｐ、１０３Ｑ、１０３Ｒで構成している。これによって、内側巻線１０６の短手領域が外側ボビン１０３と接触する分、実施の形態１に示された例に比べて、接触面積が増える。このため、実施の形態２によれば、実施の形態１に比べて、さらに放熱性を向上することができる。
【００９５】
外側ボビン１０３と内側巻線１０６の直線部分（長手領域）とが密着しているため、外側巻線１０４を外側ボビン１０３に巻回する際に外側ボビン１０３に巻圧がかかった場合でも、外側ボビン１０３に撓みが発生せず、外側ボビン１０３が破損する可能性を低減できる。
【００９６】
内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の距離が外側ボビン１０３の厚みによって決定される。このため、漏れインダクタンスのばらつきを低減することができる。また、外側巻線１０４の外側に同様の構造で作成されたボビンをさらに配置してもよい。これによって、外側巻線１０４の放熱性を向上させることも可能である。
【００９７】
トランス１０１Ｂは、コア１０７を有しなくてもよい。
【００９８】
図１３に示されるコア１０７は、２個のＥ字状のコア１０７Ａ、１０７Ｂにより構成されているが、これに限られない。コア１０７は、例えば４個の角張ったＵ字状のコアにより構成されてもよい。あるいは、コア１０７は、Ｅ字状のコアとＩ字状のコアとにより構成されてもよい。
【００９９】
図１４に示される例では、内側巻線１０６の巻軸と外側巻線１０４の巻軸とは共有されるが、これに限るものではなく、内側巻線１０６と外側巻線１０４とは異なる中心軸を共有してもよい。
【０１００】
（実施の形態３）
設計者は、実施の形態１に関連して説明された設計原理に基づいて、様々なボビンを設計することができる。実施の形態３では、互いの間に隙間を設けて配置された４つのボビン部材を備える磁気デバイスを説明する。
【０１０１】
図１６は、実施の形態３に係るトランス１０１Ｃを示す分解斜視図である。図１７は、トランス１０１Ｃの巻軸方向に垂直な面（ＸＹ平面）の断面図である。なお、トランス１０１Ｃの巻軸を含む面（ＹＺ面）の断面図は、図２と同じである。図２、図１６、及び図１７を用いて、実施の形態３のトランス１０１Ｃの構造について説明する。
【０１０２】
トランス１０１Ｃは、内側ボビン１０２と、内側巻線１０６と、外側ボビン１０３と、外側巻線１０４と、コア１０７と、を備える。
【０１０３】
内側ボビン１０２は、例えば、絶縁樹脂からなる。内側ボビン１０２は、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した内側四角柱１０２Ａと、内側四角柱１０２Ａの一端に形成された内側上鍔１０２Ｂと、他端に形成された内側下鍔１０２Ｃと、を含む。
【０１０４】
内側巻線１０６は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。内側巻線１０６は、内側ボビン１０２に巻装されている。図１７に示されるように、内側巻線１０６は、Ｙ方向に平行な短手領域とＸ方向に平行な長手領域とを有する形状に、導線が巻き回されて形成されている。
【０１０５】
外側ボビン１０３は、例えば、絶縁樹脂からなる。外側ボビン１０３は、第１のボビン部材１０３Ｉと、第２のボビン部材１０３Ｊと、第３のボビン部材１０３Ｋと、第４のボビン部材１０３Ｌと、を含む。第１〜第４のボビン部材１０３Ｉ、１０３Ｊ、１０３Ｋ、１０３Ｌは、Ｚ方向から見てＬ字状に形成されている。
【０１０６】
第１のボビン部材１０３Ｉの一方の端部は、第２のボビン部材１０３Ｊの一方の端部に突き合わされている。第１のボビン部材１０３Ｉの他方の端部は、第３のボビン部材１０３Ｋの一方の端部に突き合わされている。第２のボビン部材１０３Ｊの他方の端部は、第４のボビン部材１０３Ｌの一方の端部に突き合わされている。第３のボビン部材１０３Ｋの他方の端部は、第４のボビン部材１０３Ｌの他方の端部に突き合わされている。内側巻線１０６の巻回方向において、各ボビン部材の端部同士の間に、隙間１０５が設けられている。
【０１０７】
第１〜第４のボビン部材１０３Ｉ、１０３Ｊ、１０３Ｋ、１０３Ｌは、それぞれ、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した外側四角柱１０３Ａと、外側四角柱１０３Ａの一端に形成された外側上鍔１０３Ｂと、他端に形成された外側下鍔１０３Ｃと、を含む。
【０１０８】
外側巻線１０４は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。外側巻線１０４は、外側ボビン１０３に巻装されている。
【０１０９】
コア１０７は、例えば、フェライト、ダストコア又はアモルファス合金などの磁性材料からなる。コア１０７は、コア１０７Ａとコア１０７Ｂとを含む。コア１０７Ａとコア１０７Ｂとは、互いに同一形状を有し、Ｘ方向から見てＥ字状に形成されている。以下では、コア１０７Ａとコア１０７Ｂとを総称して、コア１０７と呼ぶ場合がある。
【０１１０】
図１７に示されるように、第１のボビン部材１０３Ｉと第２のボビン部材１０３Ｊとの間の隙間１０５、及び、第３のボビン部材１０３Ｋと第４のボビン部材１０３Ｌとの間の隙間１０５は、それぞれ、内側巻線１０６の長手領域に対向する位置に設けられている。また、第１のボビン部材１０３Ｉと第３のボビン部材１０３Ｋとの間の隙間１０５、及び、第２のボビン部材１０３Ｊと第４のボビン部材１０３Ｌとの間の隙間１０５は、それぞれ、内側巻線１０６の短手領域に対向する位置に設けられている。
【０１１１】
トランス１０１Ｃを組み立てる際には、まず、内側ボビン１０２の内側四角柱１０２Ａに内側巻線１０６が巻装される。次に、内側巻線１０６に外側四角柱１０３Ａが接するようにＸＹ平面上をスライドさせて外側ボビン１０３を配置する。次に、外側四角柱１０３Ａに外側巻線１０４が巻装される。最後に、ＺＹ平面上をスライドさせてコア１０７が配置される。
【０１１２】
内側巻線１０６が巻き太ると、外側ボビン１０３の隙間１０５が大きくなり、内側巻線１０６が巻き細ると、隙間１０５が小さくなる。いずれの場合でも、内側巻線１０６の角部を含むＬ字状の領域と、外側ボビン１０３とが適切に接する。その結果、内側巻線１０６の熱を好適に外側ボビン１０３に伝えることができ、内側巻線１０６の放熱性が向上する。
【０１１３】
なお、実施の形態３において、第１〜第４のボビン部材１０３Ｉ、１０３Ｊ、１０３Ｋ、１０３Ｌの端部の形状については、図７〜図１０を参照して説明された形状を採用してもよい。これらの形状により、同様の効果を得ることができる。また、実施の形態３におけるトランス１０１Ｃの形状についても、図１１に示されるような形状を採用してもよい。この形状でも、同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
以上説明されたように、実施の形態３では、外側ボビン１０３を４個のボビン部材１０３Ｉ、１０３Ｊ、１０３Ｋ、１０３Ｌで構成している。これによって、実施の形態１と比較して、内側巻線１０６と外側ボビン１０３との接触面積が増える。このため、実施の形態３によれば、実施の形態１に比べて、さらに放熱性を向上することができる。また、実施の形態２の外側ボビン１０３は、２種類のボビン部材から構成されるが、実施の形態３の外側ボビン１０３は、例えば、１種類のボビン部材から構成されてもよい。これにより、必要な部品の種類を削減できる。
【０１１５】
外側ボビン１０３が、内側巻線１０６の角部を含むＬ字型の領域と密着しているため、外側巻線１０４を外側ボビン１０３に巻回する際に外側ボビン１０３に巻圧がかかった場合でも、外側ボビン１０３に撓みが発生せず、外側ボビン１０３が破損する可能性を低減できる。
【０１１６】
内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の距離が外側ボビン１０３の厚みによって決定される。このため、漏れインダクタンスのばらつきを低減することができる。また、外側巻線１０４の外側に同様の構造で作成されたボビンをさらに配置してもよい。これによって、外側巻線１０４の放熱性を向上させることも可能である。
【０１１７】
トランス１０１Ｃは、コア１０７を有しなくてもよい。
【０１１８】
図１６に示されるコア１０７は、２個のＥ字状のコア１０７Ａ、１０７Ｂにより構成されているが、これに限られない。コア１０７は、例えば４個の角張ったＵ字状のコアにより構成されてもよい。あるいは、コア１０７は、Ｅ字状のコアとＩ字状のコアとにより構成されてもよい。
【０１１９】
図１７に示される例では、内側巻線１０６の巻軸と外側巻線１０４の巻軸とは共有されるが、これに限るものではなく、内側巻線１０６と外側巻線１０４とは異なる中心軸を共有してもよい。
【０１２０】
（実施の形態４）
設計者は、実施の形態１に関連して説明された設計原理に基づいて、様々なボビンを設計することができる。実施の形態４では、互いの間に隙間を設けて配置された２つのＬ字型のボビン部材を備える磁気デバイスを説明する。
【０１２１】
図１８は、実施の形態４に係るトランス１０１Ｄを示す分解斜視図である。図１９は、トランス１０１Ｄの巻軸方向に垂直な面（ＸＹ平面）の断面図である。なお、トランス１０１Ｄの巻軸を含む面（ＹＺ面）の断面図は、図２と同じである。図２、図１８、及び図１９を用いて、実施の形態４のトランス１０１Ｄの構造について説明する。
【０１２２】
トランス１０１Ｄは、内側ボビン１０２と、内側巻線１０６と、外側ボビン１０３と、外側巻線１０４と、コア１０７と、を備える。
【０１２３】
内側ボビン１０２は、例えば、絶縁樹脂からなる。内側ボビン１０２は、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した内側四角柱１０２Ａと、内側四角柱１０２Ａの一端に形成された内側上鍔１０２Ｂと、他端に形成された内側下鍔１０２Ｃと、を含む。
【０１２４】
内側巻線１０６は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。内側巻線１０６は、内側ボビン１０２に巻装されている。図１９に示されるように、内側巻線１０６は、Ｙ方向に平行な短手領域とＸ方向に平行な長手領域とを有する形状に、導線が巻き回されて形成されている。
【０１２５】
外側ボビン１０３は、例えば、絶縁樹脂からなる。外側ボビン１０３は、第１のボビン部材１０３Ｍと、第２のボビン部材１０３Ｎと、を含む。第１及び第２のボビン部材１０３Ｍ、１０３Ｎは、同一形状を有し、Ｚ方向から見てＬ字状に形成されている。
【０１２６】
第１のボビン部材１０３Ｍの一方の端部は、第２のボビン部材１０３Ｎの一方の端部に突き合わされている。第１のボビン部材１０３Ｍの他方の端部は、第２のボビン部材１０３Ｎの他方の端部に突き合わされている。内側巻線１０６の巻回方向において、各ボビン部材の端部同士の間に、隙間１０５が設けられている。
【０１２７】
第１、第２のボビン部材１０３Ｍ、１０３Ｎは、それぞれ、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した外側四角柱１０３Ａと、外側四角柱１０３Ａの一端に形成された外側上鍔１０３Ｂと、他端に形成された外側下鍔１０３Ｃと、を含む。
【０１２８】
外側巻線１０４は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。外側巻線１０４は、外側ボビン１０３に巻装されている。
【０１２９】
コア１０７は、例えば、フェライト、ダストコア又はアモルファス合金などの磁性材料からなる。コア１０７は、コア１０７Ａとコア１０７Ｂとを含む。コア１０７Ａとコア１０７Ｂとは、互いに同一形状を有し、Ｘ方向から見てＥ字状に形成されている。以下では、コア１０７Ａとコア１０７Ｂとを総称して、コア１０７と呼ぶ場合がある。
【０１３０】
図１９に示されるように、隙間１０５は、内側巻線１０６の長手領域と短手領域との間の、左上の角部に対向する位置と、右下の角部に対向する位置との２箇所に設けられている。
【０１３１】
トランス１０１Ｄを組み立てる際には、まず、内側ボビン１０２の内側四角柱１０２Ａに内側巻線１０６が巻装される。次に、内側巻線１０６に外側四角柱１０３Ａが接するようにＸＹ平面上をスライドさせて外側ボビン１０３を配置する。次に、外側四角柱１０３Ａに外側巻線１０４が巻装される。最後に、ＺＹ平面上をスライドさせてコア１０７が配置される。
【０１３２】
内側巻線１０６が巻き太ると、外側ボビン１０３の隙間１０５が大きくなり、内側巻線１０６が巻き細ると、隙間１０５が小さくなる。いずれの場合でも、図１９中、内側巻線１０６の上側の長手領域から右側の短手領域にかけてのＬ字型の領域と、外側ボビン１０３とが適切に接し、かつ、内側巻線１０６の左側の短手領域から下側の長手領域にかけてのＬ字型の領域と、外側ボビン１０３とが適切に接する。その結果、内側巻線１０６の熱を好適に外側ボビン１０３に伝えることができ、内側巻線１０６の放熱性が向上する。
【０１３３】
なお、実施の形態４において、第１及び第２のボビン部材１０３Ｍ、１０３Ｎの端部の形状については、図１５を参照して説明された形状を採用してもよい。これらの形状により、同様の効果を得ることができる。また、第１及び第２のボビン部材１０３Ｍ、１０３Ｎの端部は、図９及び１０を参照して説明されたような係合端部１０３Ｘｄ、１０３Ｙｄを有してもよい。これらの形状により、同様の効果を得ることができる。また、実施の形態４におけるトランス１０１Ｄの形状についても、図１１に示されるような形状を採用してもよい。この形状でも、同様の効果を得ることができる。
【０１３４】
以上説明されたように、実施の形態４では、外側ボビン１０３の対角に隙間１０５を設けている。これによって、実施の形態４では、実施の形態１と比較して、内側巻線１０６と外側ボビン１０３との接触面積が増える。このため、実施の形態４によれば、実施の形態１と比べて、放熱性をさらに向上することができる。
【０１３５】
外側ボビン１０３と、内側巻線１０６の直線部分（長手領域と短手領域）とが密着しているため、外側巻線１０４を外側ボビン１０３に巻回する際に外側ボビン１０３に巻圧がかかった場合でも、外側ボビン１０３に撓みが発生せず、外側ボビン１０３が破損する可能性を低減できる。
【０１３６】
内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の距離が外側ボビン１０３の厚みによって決定される。このため、漏れインダクタンスのばらつきを低減することができる。また、外側巻線１０４の外側に同様の構造で作成されたボビンをさらに配置してもよい。これによって、外側巻線１０４の放熱性を向上させることも可能である。
【０１３７】
トランス１０１Ｄは、コア１０７を有しなくてもよい。
【０１３８】
図１８に示されるコア１０７は、２個のＥ字状のコア１０７Ａ、１０７Ｂにより構成されているが、これに限られない。コア１０７は、例えば４個の角張ったＵ字状のコアにより構成されてもよい。あるいは、コア１０７は、Ｅ字状のコアとＩ字状のコアとにより構成されてもよい。
【０１３９】
図１９に示される例では、内側巻線１０６の巻軸と外側巻線１０４の巻軸とは共有されるが、これに限るものではなく、内側巻線１０６と外側巻線１０４とは異なる中心軸を共有してもよい。
【０１４０】
（実施の形態５）
設計者は、実施の形態１に関連して説明された設計原理に基づいて、様々なボビンを設計することができる。実施の形態５では、互いの間に隙間を設けて配置された２つのボビン部材からなる内側ボビンと、互いの間に隙間を設けて配置された２つのボビン部材からなる外側ボビンとを備える磁気デバイスを説明する。
【０１４１】
図２０は、実施の形態５に係るトランス１０１Ｅを示す分解斜視図である。図２１は、トランス１０１Ｅの巻軸方向に垂直な面（ＸＹ平面）の断面図である。なお、トランス１０１Ｅの巻軸を含む面（ＹＺ面）の断面図は、図２と同じである。図２、図２０、及び図２１を用いて、実施の形態５のトランス１０１Ｅの構造について説明する。
【０１４２】
トランス１０１Ｅは、コア１０８と、コア１０９と、内側ボビン１０２と、内側巻線１０６と、外側ボビン１０３と、外側巻線１０４と、を備える。
【０１４３】
コア１０８は、四角柱部１０８Ａと底面部１０８Ｂとを有し、Ｘ方向から見てＴ字状に形成されている。コア１０９は、側面部１０９Ａと上面部１０９Ｂとを有し、Ｘ方向から見て角張ったＵ字状に形成されている。コア１０８、１０９は、例えば、フェライト、ダストコア又はアモルファス合金などの磁性材料からなる。以下では、コア１０８とコア１０９とを総称して、コア１０７と呼ぶ場合がある。
【０１４４】
内側ボビン１０２は、例えば、絶縁樹脂からなる。内側ボビン１０２は、第１のボビン部材１０２Ｘと、第２のボビン部材１０２Ｙと、を含む。第１、第２のボビン部材１０２Ｘ、１０２Ｙは、同一形状を有し、Ｚ方向から見て角張ったＵ字状に形成されている。
【０１４５】
第１のボビン部材１０２Ｘの一方の端部は、第２のボビン部材１０２Ｙの一方の端部に突き合わされている。第１のボビン部材１０２Ｘの他方の端部は、第２のボビン部材１０２Ｙの他方の端部に突き合わされている。内側巻線１０６の巻回方向において、各ボビン部材の端部同士の間に、隙間１０５Ａが設けられている。
【０１４６】
第１、第２のボビン部材１０２Ｘ、１０２Ｙは、それぞれ、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した内側四角柱１０２Ａと、内側四角柱１０２Ａの一端に形成された内側上鍔１０２Ｂと、他端に形成された内側下鍔１０２Ｃと、を含む。
【０１４７】
内側巻線１０６は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。内側巻線１０６は、内側ボビン１０２に巻装されている。図２１に示されるように、内側巻線１０６は、Ｙ方向に平行な短手領域とＸ方向に平行な長手領域とを有する形状に、導線が巻き回されて形成されている。
【０１４８】
外側ボビン１０３は、例えば、絶縁樹脂からなる。外側ボビン１０３は、第１のボビン部材１０３Ｘと、第２のボビン部材１０３Ｙと、を含む。第１、第２のボビン部材１０３Ｘ、１０３Ｙは、同一形状を有し、Ｚ方向から見て角張ったＵ字状に形成されている。
【０１４９】
第１、第２のボビン部材１０３Ｘ、１０３Ｙは、それぞれ、巻軸方向（Ｚ方向）に延伸した外側四角柱１０３Ａと、外側四角柱１０３Ａの一端に形成された外側上鍔１０３Ｂと、他端に形成された外側下鍔１０３Ｃと、を含む。すなわち、第１、第２のボビン部材１０３Ｘ、１０３Ｙは、図１〜図４に示される実施の形態１の第１、第２のボビン部材１０３Ｘ、１０３Ｙと同様に形成されている。
【０１５０】
外側巻線１０４は、例えば、単線やリッツ線などの導線からなる。外側巻線１０４は、外側ボビン１０３に巻装されている。
【０１５１】
図２１に示されるように、内側ボビン１０２の隙間１０５Ａは、内側巻線１０６の短手領域に対向する２箇所の位置に設けられている。また、外側ボビン１０３の隙間１０５は、内側巻線１０６の短手領域に対向する２箇所の位置に設けられている。
【０１５２】
トランス１０１Ｅを組み立てる際には、まず、コア１０８の四角柱部１０８Ａに内側ボビン１０２の内側四角柱１０２Ａが接するようにＹ方向からスライドさせて内側ボビン１０２を配置する。次に、内側ボビン１０２の内側四角柱１０２Ａに内側巻線１０６が巻装される。次に、内側巻線１０６に外側四角柱１０３Ａが接するようにＸＹ平面上をスライドさせて外側ボビン１０３を配置する。次に、外側四角柱１０３Ａに外側巻線１０４が巻装される。最後に、Ｚ方向からコア１０８の底面部１０８Ｂにコア１０９の側面部１０９Ａが接し、かつ、四角柱部１０８Ａに上面部１０９Ｂが接するように、コア１０９が配置される。
【０１５３】
製造ばらつきによりコア１０７に対する第１、第２のボビン部材１０２Ｘ、１０２Ｙの大きさが変化した場合でも、隙間１０５Ａの大きさが調整されることによって、内側ボビン１０２を適切にコア１０８に接触させることができる。したがって、内側ボビン１０２の熱を好適にコア１０８に伝えることができる。その結果、内側ボビン１０２が内側巻線１０６から吸収した熱を効率よく伝えることができ、内側巻線１０６の放熱性が向上する。
【０１５４】
実施の形態５によれば、実施の形態１と同様に、内側巻線１０６の熱を好適に外側ボビン１０３に伝えることができ、内側巻線１０６の放熱性が向上する。
【０１５５】
なお、実施の形態５における第１、第２のボビン部材１０３Ｘ、１０３Ｙの端部の形状については、図７〜図１０を参照して説明された形状を採用してもよい。これらの形状により、同様の効果を得ることができる。また、実施の形態５におけるトランス１０１Ｅの形状についても、図１１に示されるような形状を採用してもよい。この形状でも、同様の効果を得ることができる。
【０１５６】
外側ボビン１０３と内側巻線１０６の長手領域の直線部分とが密着しているため、外側巻線１０４を外側ボビン１０３に巻回する際に外側ボビン１０３に巻圧がかかった場合でも、外側ボビン１０３に撓みが発生せず、外側ボビン１０３が破損する可能性を低減できる。
【０１５７】
内側巻線１０６と外側巻線１０４との間の距離が外側ボビン１０３の厚みによって決定される。このため、漏れインダクタンスのばらつきを低減することができる。また、外側巻線１０４の外側に同様の構造で作成されたボビンをさらに配置してもよい。これによって、外側巻線１０４の放熱性を向上させることも可能である。
【０１５８】
トランス１０１Ｅは、コア１０７を有しなくてもよい。
【０１５９】
図２０に示される例では、Ｔ字状のコア１０８と角張ったＵ字状のコア１０９とを使用しているが、これに限られない。
【０１６０】
図２２及び２３は、コアの別の構成例を概略的に示す斜視図である。図２２は、Ｘ方向から見て角張ったＵ字状の２個のコア１０９と、Ｘ方向から見てＩ字状（つまり平板状）の１個のコア１１０とを示している。図２３は、Ｘ方向から見てＩ字状（つまり平板状）の、２個のコア１１０Ａと２個のコア１１０Ｂと１個のコア１１０Ｃとを使用してもよい。
【０１６１】
図２１に示される例では、内側巻線１０６の巻軸と外側巻線１０４の巻軸とは共有されるが、これに限るものではなく、内側巻線１０６と外側巻線１０４とは異なる中心軸を共有してもよい。
【０１６２】
図２４は、実施の形態５の変形例に係るコイルデバイス１２０の巻軸方向に垂直な面（ＸＹ面）の断面図である。コイルデバイス１２０は、内側ボビン１０２と、内側巻線１０６と、コア１０７と、を備える。内側ボビン１０２は、第１のボビン部材１０２Ｘと、第２のボビン部材１０２Ｙと、を含む。コイルデバイス１２０は、内側ボビン１０２に内側巻線１０６が巻装され、コア１０７が配置されて、構成されている。
【０１６３】
図２４のように外側巻線を巻装しないコイルデバイス１２０であっても、内側巻線１０６の熱をコア１０７に伝えることで、放熱性が向上する。同様に、上記の種々の実施の形態で説明されたトランスから外側巻線を省略することで、種々のコイルデバイスを設計できる。本開示はそのようなコイルデバイスをも含む。
【０１６４】
（実施の形態６）
図２５は、位相シフト型フルブリッジ回路２００の一例を示す回路図である。図２５の位相シフト型フルブリッジ回路２００は、様々なスイッチング電源、車載などの充電器、更にはパワーコンバータなどにおいて、高効率の電源回路として広く用いられている。位相シフト型フルブリッジ回路２００は、電力変換装置の一例である。
【０１６５】
図２５の位相シフト型フルブリッジ回路２００は、外部の直流電源に接続される一対の接続端子２１１、２１２、４つのトランジスタ２０２、トランス１０１、整流回路２０４、平滑インダクタンス２０９、及び平滑コンデンサ２０５を備える。位相シフト型フルブリッジ回路２００は、さらに、共振インダクタンス２０７、共振キャパシタンス２０８を備える。４つのトランジスタ２０２から構成されるフルブリッジ回路は、電力変換回路の一例である。整流回路２０４は、電力変換回路の一例である。
【０１６６】
４つのトランジスタ２０２は、トランス１０１の１次巻線に接続される。４つのトランジスタ２０２は、同一構成を有する。トランジスタ２０２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）又はＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）である。トランジスタ２０２は、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）又はＳｉＣ（炭化珪素）などで形成される。
【０１６７】
４つのトランジスタ２０２は、例えば、左上及び右下のトランジスタ２０２がオンのときは右上及び左下のトランジスタ２０２がオフとなり、左上及び右下のトランジスタ２０２がオフのときは右上及び左下のトランジスタ２０２がオンとなるように、交互にＯＮ、ＯＦＦされる。このスイッチングにより、一対の接続端子２１１、２１２に入力された直流電圧２０１から、交流電圧が得られる。この交流電圧がトランス１０１の１次巻線へ入力され、トランス１０１の２次巻線に、トランス１０１の巻数比に応じた電圧が生成される。この生成された電圧は、整流回路２０４で整流され、平滑インダクタンス２０９及び平滑コンデンサ２０５で平滑されて、これにより、直流電圧２０６が出力される。
【０１６８】
図２５の位相シフト型フルブリッジ回路２００において、トランジスタ２０２のスイッチングロスを抑制するために、例えば、共振インダクタンス２０７と共振キャパシタンス２０８との共振回路によるＺＶＳ（Ｚｅｒｏ  Ｖｏｌｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）技術が用いられる。
【０１６９】
例えば、実施の形態１に係るトランス１０１が本実施の形態に係るトランス１０１として採用される場合、内側巻線１０６と外側巻線１０４とのうち一方を１次巻線とし、他方を２次巻線とすればよい。また、図２５の位相シフト型フルブリッジ回路２００において、トランス１０１に代えて、トランス１０１Ａ〜１０１Ｅのいずれかを用いてもよい。
【０１７０】
図２５の位相シフト型フルブリッジ回路２００は、比較的大電力の電源回路であるので、トランスの巻線やコアからの発熱も大きい。そこで、トランス１０１、１０１Ａ〜１０１Ｅを用いることにより、放熱性が向上する。また、トランス１０１、１０１Ａ〜１０１Ｅにおいて樹脂モールドが削減される場合には、回路が軽量化される。
【０１７１】
なお、種々の実施の形態で説明されたトランスまたはコイルデバイスは、共振インダクタンス、トランス、平滑インダクタンスのいずれに用いてもよく、これにより、同様の効果が得られる。
【０１７２】
本実施の形態に係る電力変換装置は、図２５に示される位相シフト型フルブリッジ回路２００の例が説明されたが、これに限らない。
【０１７３】
図２６は、ＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路３００の一例を示す。ＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路３００は、電力変換装置の一例である。例えば、実施の形態１に係るトランス１０１が本実施の形態に係るトランス１０１として採用される。
【０１７４】
種々の実施の形態で説明されたトランスまたはコイルデバイスは、開示の電力変換装置は、ＬＬＣ共振型フルブリッジ回路に用いられてもよい。あるいは、種々の実施の形態で説明されたコイルデバイスは、リアクトル又はチョークコイルなどの磁気デバイスに用いられてもよい。
【０１７５】
なお、図２５、図２６において、共振インダクタンス２０７は、内側巻線１０６と外側巻線１０４との一方にしか鎖交しない漏れ磁束によって生じる漏れインダクタンスで実現してもよいし、外付けのインダクタンスで実現してもよい。共振インダクタンス２０７を漏れインダクタンスで実現した場合には、外付けのインダクタンスが不要になるため、回路の小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本開示にかかる磁気デバイス及びこれを用いた電力変換装置は、例えば、民生機器から車載充電器などの様々な電源回路に応用可能である。
【符号の説明】
【０１７７】
１０１、１０１Ａ〜１０１Ｅ  トランス
１０３  外側ボビン
１０３Ｍ、１０３Ｐ、１０３Ｘ  第１のボビン部材
１０３Ｎ、１０３Ｑ、１０３Ｙ  第２のボビン部材
１０３Ｒ  第３のボビン部材
１０５  隙間
１０６  内側巻線
２００  位相シフト型フルブリッジ回路
２０２  トランジスタ
２０４  整流回路
３００  ＬＬＣ共振型ハーフブリッジ回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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