(57)【要約】 【課題】  大電流用チョークコイルの発生熱を放散するためのヒートシンク、およびそのヒートシンクとの一体構造によるヒートシンク付きチョークコイルを提供すると共に、簡略な製造工程を可能とするヒートシンク付きチョークコイルの製造方法を提供すること。【解決手段】  チョークコイルの発熱に対する放熱手段であるヒートシンクをチョークコイルに連結する手段として、ヒートシンク３にチョークコイル収納部を設けコイル１を配設し、複数種の磁性材料と非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体７を注型することでコイル１を埋設させ、さらに硬化させて一体化構造としたヒートシンク付きチョークコイルである。【選択図】  図２
2007235054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の磁性材料および非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体と、絶縁被覆を施した丸線もしくは平角線の導線を所定の回数だけ巻回した巻線とを含んでなるヒートシンク付きチョークコイルにおいて、放熱用のヒートシンクの片側に設けられたチョークコイル収納部に前記巻線を配設し前記巻線を埋設させるように前記磁性体を注型し、前記磁性体を硬化させ一体構造としたことを特徴とするヒートシンク付きチョークコイル。
【請求項２】
複数種の磁性材料および非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体と、導体に絶縁被覆を施した丸線もしくは平角線を所定の回数だけ巻回した巻線とを含んでなるチョークコイルに一体化されるヒートシンクにおいて、前記巻線が配設され、前記巻線を埋設するように、前記磁性体を注型し硬化するためのチョークコイル収納部を備えることを特徴とするヒートシンク。
【請求項３】
複数種の磁性材料および非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体を作製する工程と、絶縁被覆された丸線もしくは平角線の巻線を作製する工程と、前記巻線を収納すると共に前記巻線を埋設させるように前記磁性体が注入される型の一部としてのチョークコイル収納部を有するヒートシンクを作製する工程と、前記ヒートシンクの収納部に前記巻線を配設し前記磁性体を注型する工程と、前記磁性体を硬化させる工程とを備えることを特徴とするヒートシンク付きチョークコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、民生用、産業用電子機器等に使用されるヒートシンク付きチョークコイルに関し、特に大電流用に適したヒートシンクおよびヒートシンク付きチョークコイルならびにその製造方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
チョークコイルは電気回路でインダクタとして広く使用されている。各種の電気、電子機器のスイッチング制御等に伴って発生するノイズや、外部から商用電源線路を介して伝搬してくるノイズを抑制するために、チョークコイルが挿入されている。また、電圧変換および力率改善回路においてもチョークコイルが使用されている。
【０００３】
特に、大電力の電気、電子機器に使用されるチョークコイルの場合、電流容量について高い定格のものが要求される。
【０００４】
その大電流定格のチョークコイルは、大電流による自己発熱が大きな検討課題であり、その放熱のためにトロイダルコアに巻線したコイル部を金属製放熱板（ヒートシンク）上に近接配置し、当該コイル部と放熱板間に樹脂を注型することによって、コイルの自己発熱が樹脂を介して放熱板に伝導され、温度上昇が軽減できる構成が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
図９は他の従来例によるヒートシンクとチョークコイルの取り付け例を示す斜視図であり、８はネジ、９は固定板、１０は従来型チョークコイル、１１は絶縁シート、１２は従来型ヒートシンクである。このように、金属製のヒートシンクが絶縁シートを介してチョークコイルに取り付けられていた。
【０００６】
【特許文献１】実開平３−１０１０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のような従来技術の場合、金属製のヒートシンクに、コアに巻線したコイルを配置する際に、ヒートシンクにコイルが接触すると絶縁不良となり、またヒートシンクとコイルの距離が大き過ぎるとヒートシンクへの熱伝導が悪化し、ヒートシンクを設けた効果が希薄となる問題がある。
【０００８】
また、ヒートシンクとコイル間に絶縁シートを介在させて樹脂注型することも考えられるが、やはり絶縁シートの存在がヒートシンクへの熱伝導を妨げてしまう。
【０００９】
図９に示したような従来技術の場合、この種の従来型ヒートシンク１２はアルミニウム合金等の熱伝導率の良い材質が使用されている。そのため、コイルとの固定は保持具を用いネジ８による固定や両面テープなどによる取り付け等を行う必要があると共に絶縁のため従来型ヒートシンク１２とチョークコイル間に絶縁シート１１などを挟み込む等の作業を要していた。
【００１０】
このような状況にあって、本発明の課題は、大電流用チョークコイルの発生熱を放散するためのヒートシンク、およびそのヒートシンクとの一体構造によるヒートシンク付きチョークコイルを提供すると共に、簡略な製造工程を可能とするヒートシンク付きチョークコイルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のヒートシンク付きチョークコイルは、複数種の磁性材料および非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体と、絶縁被覆を施した丸線もしくは平角線の導線を所定の回数だけ巻回した巻線とを含んでなるヒートシンク付きチョークコイルにおいて、放熱用のヒートシンクの片側に設けられたチョークコイル収納部に前記巻線を配設し前記巻線を埋設させるように前記磁性体を注型し、前記磁性体を硬化させ一体構造としたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のヒートシンクは、複数種の磁性材料および非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体と、導体に絶縁被覆を施した丸線もしくは平角線を所定の回数だけ巻回した巻線とを含んでなるチョークコイルに一体化されるヒートシンクにおいて、前記巻線が配設され、前記巻線を埋設するように、前記磁性体を注型し硬化するためのチョークコイル収納部を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のヒートシンク付きチョークコイルの製造方法は、複数種の磁性材料および非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体を作製する工程と、絶縁被覆された丸線もしくは平角線の巻線を作製する工程と、前記巻線を収納すると共に前記巻線を埋設させるように前記磁性体が注入される型の一部としてのチョークコイル収納部を有するヒートシンクを作製する工程と、前記ヒートシンクの収納部に前記巻線を配設し前記磁性体を注型する工程と、前記磁性体を硬化させる工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ヒートシンク内にコイルを配設し、磁性体を注型してなる一体構造により、ヒートシンク固定用の保持具や絶縁シートなどを必要とせず、かつ、コイルの内周側に軟磁性材料からなる磁性体が密着することによりチョークコイルのコアが外側の磁性体と同時に成型され、製造工程が簡略になる。
【００１５】
また、本発明では、ヒートシンク固定用の保持具や絶縁シートなどを必要としないので、ヒートシンク付きチョークコイルを安価に提供することが可能である。
【００１６】
また、本発明で用いるコイルは、放熱機能を有するヒートシンクのチョークコイル収納部内に磁性体が注型される前に配設されるので、機械による自動巻きにて加工でき、かつリング状のコイルに巻線を施すような手作業による工程が削除できる。
【００１７】
また、本発明によれば、常圧下での注型による成型が可能であり、従来の成型と比べて柔軟性のある形状での製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を挙げて、本発明の詳細を説明する。
【００１９】
本発明で用いる磁性体およびその製造方法について図面を参照して詳細に説明する。ここでは常圧注型（常圧下での注型）で成型する場合について記す。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態でのヒートシンク付きチョークコイルの製造方法について、その製造工程を示すフローチャートであり、Ｓ１〜Ｓ９は製造工程のステップを示している。
【００２１】
その製造方法の詳細な説明に入る前に、本発明の実施の形態での、ヒートシンク付きチョークコイル、それに用いるコイル（巻線）、磁性体およびヒートシンクの構造または形状について、図面によって説明する。
【００２２】
図２は本発明の実施の形態でのヒートシンク付きチョークコイルの外観を示す斜視図であり、１はコイル（巻線）、３はヒートシンク、７は磁性体である。ここで、コイル１は磁性体７に埋設され、磁性体７はヒートシンク内に注型され固化されている。
【００２３】
図３は本発明に係る第１のコイルとヒートシンクとそのチョークコイル収納部を示す斜視図である。コイル１（巻線）はα巻きコイルからなり、ヒートシンク３の片側に凹部として設けられたチョークコイル収納部５に配設される。
【００２４】
図４は本発明に係るコイル端末露出用の溝を持つヒートシンクを示す斜視図であり、４がコイル端末露出用の溝を示している。
【００２５】
図５は本発明に係る第１のコイルを示す斜視図であり、コイル１はα巻きコイルである。
【００２６】
図６は本発明に係る第２のコイルを示す斜視図であり、コイル２はスパイラル巻きコイルである。
【００２７】
図７は本発明に係る第２のコイルとヒートシンクとそのチョークコイル収納部を示す斜視図であり、コイル２はスパイラル巻コイルである。
【００２８】
図８は本発明に係るコイル端末露出用の貫通穴を持つヒートシンクを示す斜視図であり、４１はコイル端末露出用の貫通穴を示している。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態で用いる磁性体の製造方法について、図１の工程フローチャートに基づいて説明する。以下、第一磁性粉末、第二磁性粉末および第三磁性粉末には、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、鉄系アモルファス合金、コバルト系アモルファス合金が好適であり、非磁性の樹脂にはエポキシ樹脂が好適であるが、これに限るものではない。
【００３０】
図２に示した磁性体７については、まず、第一磁性粉末とカップリング剤をそれぞれ秤量する（ステップＳ１）、
次にこれらを混合し第一磁性粉末とカップリング剤をなじませる（ステップＳ２）、
第二磁性粉末、第三磁性粉末を秤量する（ステップＳ３）、
ステップＳ２で得た複合材料と第二磁性粉末、第三磁性粉末を混合する（ステップＳ４）、
樹脂粉末を秤量する（ステップＳ５）、
これをステップＳ４で得た複合材料に混合する（ステップＳ６）、
ステップＳ６で得た複合材料を加熱し樹脂成分を溶かし流動性を出す（ステップＳ７）。
【００３１】
図２、図３、図５、図６、図７のコイル１またはコイル２については、導体に絶縁被覆を施した丸線や平角線を所定のターン数だけ巻き回してなる。図５のコイル１は、一定長の導体のほぼ２等分する位置を起点として、導体の一方の部分が外側に渦巻き状に巻き回され、導体の他方の部分が、前記渦巻き状の軸方向に少なくとも導体寸法分だけずらされながら、外側に渦巻き状に巻き回されてなる、渦巻き状のコイル（巻線）であり、かつ導体周りの絶縁被覆層の表面に熱またはアルコール系溶剤によって粘着性を持つ融着層がコーティングされ自己融着されたα巻きコイルである。ここではα巻きコイルを用いたが、図６のようなスパイラル状に巻き回したコイル２でも良い。このとき、コイル導線の材質は例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｏまたはそれらの合金等を用いることができ、好ましくはＣｕを用いる。そのコイルを構成する導体の両端末を所定の寸法をもって絶縁被覆を取り除き端子を形成しコイル１が形成される。
【００３２】
図２、図３、図４、図７、図８のヒートシンク３については、アルミニウム合金または銅または熱伝導率の高い材質を用い、前記コイル１もしくはコイル２を埋設できる大きさの箱状または円筒状などのチョークコイル収納部５を有し、そのコイルを構成する導体の両端末を外部に露出させるために図４のような溝４、または図８のような貫通穴４１を設けている。その後背する面には放熱フィン６（図４参照）が設けられており、フィン形状は板状、角チップ状、キャタピラ状など放熱に効果がある形状であれば良い。
【００３３】
前記ヒートシンクのチョークコイル収納部５（図３参照）にコイル１を配設する。このとき両端末の絶縁被覆を取り除いた端子を前記ヒートシンクの溝４（図４参照）または貫通穴４１（図８参照）に挿入させる。
【００３４】
次に、前記加熱した複合材料を成型用の型の一部となったチョークコイル収納部５（図３参照）に注型する（ステップＳ８）、注型した複合材料を加熱し硬化させる（ステップＳ９）。
【００３５】
以上の工程により複数種の磁性粉末に非磁性樹脂を含む軟磁性材料からなる磁性体と放熱機能を有するヒートシンクを備えたチョークコイル収納部にコイルを埋設し、前記磁性体を注型してなるヒートシンク付きチョークコイルが製造される。この発明によればヒートシンク内にコイルを埋設できることにより、また磁性体を注型してなる一体構造により、固定用の保持具や絶縁シートなどが不要となり、かつ、コイルの内周側に軟磁性材料からなる磁性体が密着することによりチョークコイルのコアが外側の磁性体と同時に成型され、製造工程が簡略になる。
【００３６】
また、コイルに磁性体が密着することによりコイルと磁性体とのギャップが小さくなることで高効率化が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、民生用、産業用電子機器等に利用され、大電流定格のインダクタ素子として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のヒートシンク付きチョークコイルの製造方法について、その製造工程を示すフローチャート。
【図２】本発明のヒートシンク付きチョークコイルの外観を示す斜視図。
【図３】本発明に係る第１のコイルとヒートシンクとそのチョークコイル収納部を示す斜視図。
【図４】本発明に係るコイル端末露出用の溝を持つヒートシンクを示す斜視図。
【図５】本発明に係る第１のコイルを示す斜視図。
【図６】本発明に係る第２のコイルを示す斜視図。
【図７】本発明に係る第２のコイルとヒートシンクとそのチョークコイル収納部を示す斜視図。
【図８】本発明に係るコイル端末露出用の貫通穴を持つヒートシンクを示す斜視図。
【図９】従来例のヒートシンクとチョークコイルの取り付け例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３９】
１，２    コイル
３    ヒートシンク
４    溝
５    チョークコイル収納部
６    放熱フィン
７    磁性体
８    ネジ
９    固定板
１０    従来型チョークコイル
１１    絶縁シート
１２    従来型ヒートシンク
４１    貫通穴
【図１】
2007235054.tif 000003
【図２】
2007235054.tif 000004
【図３】
2007235054.tif 000005
【図４】
2007235054.tif 000006
【図５】
2007235054.tif 000007
【図６】
2007235054.tif 000008
【図７】
2007235054.tif 000009
【図８】
2007235054.tif 000010
【図９】
2007235054.tif 000011