JP2016181594A - インダクタ - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性を向上させることができるインダクタの提供。
【解決手段】環状部６の端面３０の内周角３４ｎにガイド溝４０を設け、巻線２０をガイド溝４０に嵌めて巻き回すことにより、狙った位置に整列して配置させ斑な巻き重なりの発生を回避する。巻線２０を２層巻にする場合は、１層目の巻線２０ａをガイド溝４０に嵌めて整列させた後、１層目の巻線２０ａの隣接する２ターンにより形成される谷間に２層目の巻線２０ｂを収めることにより、内周角３４ｎにおいて巻線２０を整列させて均等に重ならせる。また、放熱部材に対向配置される端面３０（放熱面）を形成する樹脂部材の厚みを外周側で内周側より厚くして、外周側から内周側に向かい傾斜する漏斗状の形状とすることにより、内周角３４ｎ付近に生じる巻線２０の巻き重なりにより生ずる高さを吸収して、仕上がり段階におけるインダクタの端面を平らに近づける。
【選択図】図９

Description

本発明は、トロイダルコアを擁するインダクタに関する。

コイルをはじめとするインダクタには、常に発熱が伴う。インダクタは、これを使用する各種装置の基板等（以下、「被装着体」と称する。）に固定されて用いられるのが一般的であるが、巻線に流れる電流量や周波数の上昇に伴いその周囲に放散する熱量も増大するため、発熱による被装着体への影響を回避するためには何らかの熱対策が必須となる。

ここで、トロイダルコアに巻線を施したコイルアセンブリを収容するコイルカバーの一端開口をヒートシンク板にて閉鎖する構造をもつコイル部品の発明が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。このコイル部品によれば、ヒートシンク板がコイルアセンブリ及びトロイダルコアの環状端面に対面配置されているため、コイルアセンブリから発せられる熱をヒートシンク板に放散させることができる。

特開２００７−２３４７５２号公報

通常、トロイダルコアは当然ながら内周側が外周側よりも狭い（円周長が短い）形状であるため、巻き回し数の増加に伴い、外周側では余裕を持って整列可能であっても、内周側では巻線どうしが重なり合って整列しにくい状態となる。そして、巻線の重なる部分と重ならない部分とがまばらに存在することにより、巻線を巻き終えたコイルアセンブリの端面ともいうべき巻線の並びが一様（面でいえば平坦）に仕上がらずに凹凸が生じる。この凹凸のせいで、コイルアセンブリがヒートシンク板に対向して配置されていても、対向する端面からヒートシンク板に効率よく放熱することが困難となる。

そこで本発明は、放熱性を向上させることができるインダクタの提供を課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明に係るインダクタは、環状に形成されたコアと、コアの表面の少なくとも一部を覆う樹脂部材とを備え、樹脂部材は、巻線が巻き回される環状部の軸線方向で対をなして形成された２つの端面の一方として放熱部材に対向して配置される放熱面を有し、巻線が放熱面上にて重なり合うことにより生じる凹凸を抑制する凹凸抑制構造が設けられている。

このような構成を採ることにより、放熱面上における巻線の並びを整列させて平らに近づけることができる。そのため、完成品としてのインダクタが被装着体に装着される際に、被装着体との間に配置される放熱部材に対してほぼ平行に対向することができ、放熱面がより広い面積で放熱部材に接触することができるため、放熱面から放出される熱を効率よく放熱部材に伝達させて放熱性能の向上を図ることが可能となる。

凹凸抑制構造は、互いに隣接する環状部の内周面と端面との間に連なる内周側の隅角部のうち、少なくとも放熱面に連なる隅角部に形成されて巻線の整列を促す複数の溝を含む。また好ましくは、内周側の隅角部に加え、互いに隣接する環状部の外周面と端面との間に連なる外周側の隅角部のうち、少なくとも放熱面に連なる隅角部に形成されて巻線の整列を促す複数の溝をさらに含む。

この態様によれば、少なくとも巻線の重なりが生じ易い内周側の隅角部において狙った位置に巻線を配置することができ、結果として巻線を整列した状態で巻き回すことが可能となる。これにより、巻線の重なりによるまばらな凹凸が形成されるのを抑制して、環状部の端面、少なくとも放熱面上における巻線の並びを整列させて、より一層平らに近づけて仕上げることが可能となる。

好ましくは、凹凸抑制構造は、放熱面に設けられて外周側から内周側に向けて漏斗形状をなす傾斜を含む。この凹凸抑制構造は、放熱面を成す樹脂部材の外周側の厚みが樹脂部材の他部位よりも厚く形成されることにより放熱面の外周側から内周側に向けて漏斗形状をなす傾斜を含んでもよい。放熱面が外周側から内周側に向けて傾斜した形状に形成されていることにより、樹脂部材の高さは外周側が内周側よりも高くなる。

樹脂部材の寸法が、環状部の内周側に巻線の重なりが発生し外周側には発生しないような大きさに設計されている場合、巻線を整列させて巻き回すことができたとしても、巻き終えた状態において端面上に生じた巻線の重なりの有無により内周側と外周側とでは高さが異なり、巻線が重なり合った分だけ内周側の高さがより高くなる。
上述の形態によれば、このような場合に巻線の重なりにより生じた高さが内周側と外周側の高さの違いに吸収されて、巻線を巻き終えた状態での放熱面上における巻線の並びをさらに平らに近づけることができる。

さらに好ましくは、凹凸抑制構造は、巻線の断面が円形状でありこの巻線が２層巻にされる場合に、巻線の断面の半径をｒ、放熱面をなす樹脂部材の外周側の厚みと内周側の厚みとの差をΔＨとしたとき、次式（１）
ΔＨ≧ｒ√３ ・・・（１）
の関係を満たして形成されている。

この関係式に基づき、放熱面をなす樹脂部材における外周側の厚みを内周側よりも厚く形成することで、放熱面には外周側から内周側に向けて漏斗形状をなす傾斜が形成される。凹凸抑制構造がこのような形状に形成されることにより、２層分の巻線を巻き終えた段階で環状部の内周側に生じる巻線の重なりによる厚みを吸収することができ、２層巻インダクタの完成段階においてその底面を平らに近づけることが可能となる。

以上のように、本発明のインダクタによれば、環状部への巻き回しに伴い巻線が放熱面上にて重なり合うことにより生じる凹凸を抑制する手段により、インダクタの放熱面上における巻線の並びを整列させ平らに近づけることができる。よって、インダクタの放熱性能を向上させることが可能となる。

一実施形態のコイルを表す斜視図である。 一実施形態のコイルに巻線が巻き回される前の状態を表す斜視図である。 一実施形態のコイルを表す平面図である。 一実施形態のコイルを表す正面図及び高さ方向に切断した場合の縦断面図（図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図）である。 一実施形態のコイルを表す底面図及び底面側からみた斜視図である。 一実施形態のコイルを開口位置において高さ方向に切断した場合の縦断面図（図３中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図）である。 環状部端面の内周角に形成された溝の拡大縦断面図（図６中の一点鎖線ＶＩＩに囲まれた枠内の拡大図）である。 環状部底面の一部の拡大図（図５（Ａ）中の一点鎖線ＶＩＩＩに囲まれた枠内の拡大図）である。 一実施形態の２層巻のコイルが被装着体に装着された状態で高さ方向に切断した場合の縦断面図（図８（Ｃ）中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図）である。 環状部下端面を構成する樹脂部材における外周側の厚みと内周側の厚みの違いを説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態ではインダクタの一例としてコイルを取り上げるが、本発明はこの例示に限定されるものではない。また、発明の理解を容易とするために、図面上の表現には若干の誇張やデフォルメが含まれる場合がある。

図１は、一実施形態のコイル１を表す斜視図である。
コイル１は、樹脂で形成されたボビン２内にトロイダルコア４（図１では隠れている）を収容し、ボビン２の外面に沿って巻線２０（一部にのみ符号を付す）を巻き回した構成である。このためボビン２は環状部６を有しており、この環状部６は環状に形成されてその内部にトロイダルコア４を収容する空間を有している。また、ボビン２は２つの腕部１０を有しており、これら腕部１０は、環状部６の外周面２８から外方（側方）に延びている。コイル１は、電子部品として被装着体に装着され、例えばねじ等の固定部材により固定された状態で使用される。

腕部１０は、上記のようにコイル１を固定するための部位である。このため、腕部１０の端部にはそれぞれ固定孔１２が形成されており、各固定孔１２には金属製のカラー１４が埋め込まれている。コイル１は、これら固定孔１２（具体的にはカラー１４）を通じて被装着体へのねじ留めが可能となっている。また、各腕部１０の端部には固定孔１２に隣接して位置決め孔１６が形成されている。これら位置決め孔１６は、ねじ留め時に被装着体との位置決めを行うためのものである。

より詳細には、腕部１０は、平板状をなす２枚の絶縁壁１８及び支持壁２４を有しており、このうち２枚の絶縁壁１８は、環状部６の外周面２８に基端が接続されて外方に延びている。支持壁２４は、ちょうど２枚の絶縁壁１８の間に挟まれる位置に形成されており、その基端は同じく外周面２８に接続されている。なお、外周面２８において絶縁壁１８及び支持壁２４はいずれも、コイル１の中心軸線の方向に立ち上がるようにして配置されている。また、図１には示されていないが、絶縁壁１８と支持壁２４との間には、これらと直交する方向に拡がる板状の部位が形成されている。

腕部１０の先端部分には軸受盤２６が形成されており、この軸受盤２６はコイル１の中心軸線と直交する方向（環状部６の端面と並行）に拡がる平板状をなしている。上記の固定孔１２及び位置決め孔１６は、軸受盤２６を厚み方向に貫通して形成されている。なお軸受盤２６は、支持壁２４とその両側の絶縁壁１８とによって支持されている。

図２は、一実施形態のコイル１に巻線２０が施される前の状態を表す斜視図である。
図２中、環状部６の上端面３０ｔ及び外周面２８を形成する樹脂の一部を破断して示すように、環状部６内にはトロイダルコア４が内面に密接した状態で収容されている。トロイダルコア４は、ダストコアや純鉄、センダスト、フェライト、アモルファス、積層鋼板等の磁性材料により形成されている。トロイダルコア４の外面上には、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）等の熱可塑性樹脂により収容部６が形成されている。収容部６の周面は、概ね０．８〜１．５ｍｍ程度の厚みとなるよう形成されているが、求められる強度に応じて望ましい厚みを適宜選択し形成することができる。

本実施形態のコイル１においては、インサート成形を通じてボビン２とトロイダルコア４とが一体成形されており、その成形過程でボビン２にも環状部６及び腕部１０が樹脂成形される。このため、完成状態でみてボビン２の環状部６とトロイダルコア４との間には間隙が存在しない。ボビン２の腕部１０にはさらに、固定孔１２の内側に配置されたカラー１４もまた一体成形されており、カラー１４は固定孔１２内に予め埋め込まれて密着している。つまり、樹脂製のボビン２は、金属製のトロイダルコア４及びカラー１４と一体成形されている。

一体成形においては、本実施例で用いたＰＰＳ以外にも、例えばエボキシ樹脂や不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を用いることが可能である。
なお、一体成形については詳しく後述する。また、これ以降の説明において特に断らない限りは、巻線２０が巻き回される前の状態のコイル１について説明することとする。

図３は、一実施形態のコイル１を表す平面図である。
環状部６は、上述したように環状に形成されており、上端面３０ｔの外周及び内周が略正円に形成されている。環状部６の外周上には２つの腕部１０が略等間隔に配置されており、各々が外方に延びるようにして設けられている。図３中、環状部６の中心を通る水平に示された一点鎖線との関係から明らかなように、各腕部１０の根元を成す絶縁壁１８は、外周の径方向に対し所定の角度を成して環状部６の外周面２８に連なっている。

上端面３０ｔの内周側、すなわち上端面３０ｔと内周面３２との間に連なって形成された隅角部である内周角３４ｎには、複数のガイド溝４０が周方向に配列して形成されている。ガイド溝４０は、巻線２０を環状部６の外面に沿って整列した状態で巻き回せるように誘導するための窪みである。上端面３０ｔの円周長は外周側に比べ内周側がより短く、それだけ巻線２０を巻き回すスペースが狭いため、内周側の隅角部付近では、巻き数の増加に伴い巻線２０が重なり易くなる。このとき、巻き終わりの状態における巻線２０の重なり具合が均一でない場合、コイル１の端面（巻線２０の集合により形成される面）には不規則な凹凸が生じる。このため、コイル１の使用時にこの端面に対向して放熱部材（図３には不図示）を配置しても、この放熱部材にはコイル１が放出する熱を効率よく伝達させることができない。過熱によるコイル１の性能低下を回避するにはコイル１の放熱性能を向上させる必要があり、このためコイル１の端面は、放熱部材に対してより広い面積で接触できるよう、なるべく平坦に仕上がっていることが望ましい。

そこで、本実施形態のコイル１では、内周角３４ｎにガイド溝４０を形成して、巻線２０の狙った位置への配置を可能とすることにより、巻き回しに伴う巻線２０の整列の促進を図っている。これにより、コイル１の端面に不規則な凹凸が形成されることなく、端面をより一様で平坦な状態に仕上げることができる。結果として、コイル１から放出される熱を放熱部材に効率よく行き渡らせ、コイル１の放熱性能を向上させることができる。なお、巻線２０の整列については、さらに詳しく後述する。

腕部１０の固定孔１２は、上記のようにコイル１を被装着体に固定させる際に用いられる。固定孔１２の内側に埋め込まれたカラー１４は、ねじ留めの際に固定孔１２を補強する。カラー１４は樹脂や鉄、合金等により形成されている。また、位置決め孔１６を用いた位置決めは、例えば、被装着体に設けられたボスを位置決め孔１６に貫通させることで行うことができる。

各腕部１０に１つずつ設けられた位置決め孔１６は、それぞれ形状が異なり、このうち１つは略正円、もう１つは楕円状に形成されている。このように、１つの位置決め孔１６については若干の遊びを持たせた形状としておくことで、多少の位置ずれを許容してボスを貫通させ易くし、コイル１の被装着体への装着を容易にしている。

図４は、一実施形態のコイル１を正面側から表す図である。ここでは、図４中（Ａ）にコイル１の正面図を示し、図４中（Ｂ）に縦断面図を示す。
図４中（Ａ）：腕部１０の絶縁壁１８は、その基端が環状部６の外周面２８の高さ方向でみた全域に拡がっており、基端から先端に向けて先細った形状をなしている。軸受盤２６は、絶縁壁１８の先細った先端部分に接続されている。

また、絶縁壁１８は、外周面２８の下端位置では基端からある程度先までを等幅（同じ高さ）に形成されており、この等幅な部分は環状部６の下端面３０ｂより張り出して下方に延びている。こうした形状は、環状部６の内部に収容されるトロイダルコア４と環状部６の外面に巻き回される巻線２０（図４では不図示）との絶縁距離を確保するためのものである。なお、絶縁距離の確保については、改めて後述する。

環状部６の端面３０と外周面２８との間に連なる隅角部である外周角３４ｇは、略円弧状の滑らかな曲面に形成されている。この形状により、巻線２０に損傷を与えずに外周面２８に沿って巻線２０を巻き回すことができる。

図４中（Ｂ）：ここには、コイル１を環状部６とカラー１４の中心点を通過する線で高さ方向に切断した場合の断面（図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面）を示す。この図からも明らかなように、トロイダルコア４は、環状部６の内面に隙間なく密着した状態で収容されている。また、カラー１４は、腕部１０が備える軸受盤２６に形成された固定孔１２の内側面に密着している。ボビン２は、予めトロイダルコア４及びカラー１４がセットされた金型を用いてインサート成形されることにより、トロイダルコア４及びカラー１４と共に一体に成型されている。そのため、ボビンとコアを別体とした構造とは異なり、環状部６とトロイダルコア４との間には隙間が生じることなく、これらの間は環状部６を形成する樹脂で埋め尽くされている。

本実施形態に対する比較例として、環状部と蓋部とで構成される２パーツ型ボビンを用いた場合は、コアを収容した後もボビンとの間に多少の空間が維持され続ける。この空間の存在により、ボビンの巻線に対する強度はボビンを形成する樹脂の厚みに依存することとなるため、割れや損傷の懸念が付き纏う。これに対し、本実施形態のコイル１のようにボビン２とトロイダルコア４が一体成形されていれば、両者の間に隙間が生じないため前述のような強度の懸念から解放される。さらに、一体成形されたボビン２は、隙間がない分だけより大きな容積のトロイダルコア４を収容することができる。言い換えると、コアの寸法が２パーツ型ボビンと同一である場合には、ボビンの外形寸法をより小さくしつつコアとしての同等の特性を発揮することが可能となる。

本実施形態においては、トロイダルコア４とボビン２に加えカラー１４も一体成形されている。これにより、成形に用いる金型が１つだけで済む上に、ボビン２の成形と同時にカラー１４が固定孔１２を形成する樹脂に密着するため、ボビンとカラーを別途組み立てる場合と比較して製造効率の向上及びコストの削減を図ることができる。また、固定孔１２にカラー１４が設けられることにより固定孔１２が補強され、孔の強度がより一層高められる。

環状部６の端面３０と内周面３２との間に連なる隅角部である内周角３４ｎは、そのカーブ（いわゆる「Ｒ（アール）」）が外周角３４ｇより緩やかであり、また表面の膨らみが削り取られて内側に窪んだ形状に形成されている。これは、内周角３４ｎにガイド溝４０が設けられているためである。ガイド溝４０の形状については、詳しく後述する。

図５は、一実施形態のコイル１を底面側から表す図である。ここでは、図５中（Ａ）をコイル１の底面図とし、図５中（Ｂ）を底面側からみた斜視図とする。
図５中（Ａ）：上端面３０ｔと同様に、下端面３０ｂにおいても内周角３４ｎにガイド溝が形成されている。また、絶縁壁１８と外周面２８との間に連なる隅角部の下端においては、絶縁壁１８が下端面３０ｂよりも下方に張り出し、下端面３０ｂの外周角３４ｇに被さるようにして形成されている。

図５中（Ｂ）：この図に示されるように、環状部６の外周面２８には部分的に開口８が形成されており、開口８は、ちょうど２枚の絶縁壁１８と支持壁２４に挟まれる位置（１つの腕部１０あたり２箇所）で、その下端寄りに位置している。開口８は、樹脂で被覆されずに外部に開いているため、環状部６に収容されたトロイダルコア４の表面は開口８を通じて外部に露出している。このような開口８は、ボビン２をインサート成形する際に必然的に生じたものである。

〔開口に伴う絶縁距離の確保〕
図６は、一実施形態のコイル１を開口８が形成されている位置において高さ方向に切断した場合の縦断面図（図３中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図）である。この図では、環状部６の外面に開口８が生じる経緯についての理解を容易にするために、インサート成形に用いる成形金型２２のうち、環状部６の下方を形成する部位のみを二点鎖線で示したが、実際にはボビン２全体を覆う形状を成している。

ボビン２をインサート成形する過程において、まず成形金型２２の所定の位置にトロイダルコア４がセットされ、その後にボビン２を形成する樹脂が成形金型２２の上方から射出充填される。予め成形金型２２には、その内部でトロイダルコア４を位置決めするための爪が両側に２つずつ形成されている。樹脂が上方から射出されることにより、トロイダルコア４が樹脂の射出圧で下方に押さえつけられるため、トロイダルコア４をその下側に位置する爪のみで安定して支持することができる。このように成形された結果として形成される成形金型２２の爪とトロイダルコア４との接点（爪の跡に相当）が開口８となる。トロイダルコア４は成形金型２２の爪により下方から支持されていたため、開口８は外周面２８の下端寄りに形成される。充填された樹脂が固化したら、トロイダルコア４及びカラー１４と一体に成形されたボビン２、すなわち巻線２０が施される前段階のコイル１が成形金型２２から取り出される。このとき、成形金型２２とトロイダルコア４との接点となっていた開口８を覆うものがなくなり、トロイダルコア４が外部に露出することとなる。

このようにしてトロイダルコア４が外部に露出するため、ボビン２に巻き回す巻線２０との間には十分な絶縁距離の確保が必要となる。そこで、本実施形態のボビン２においては、周方向でみて開口８の両側に２枚の絶縁壁１８を設け、開口８と巻線２０の巻き回し領域とを隔離させている。これにより、各種安全規格に規定されている絶縁距離を確保することが可能となる。

ところで、腕部１０は、被装着体へコイル１を装着させる上で用いられる軸受盤２６を環状部６に連結させる役割を担っており必要不可欠である。絶縁壁１８もまた、上述のようにトロイダルコア４と巻線２０との間の絶縁距離を確保する役割があり、欠かせない部材である。仮に腕部１０と絶縁壁１８とを個別に設けた場合、それぞれが外周面２８に接続するためのスペースが必要となる。この場合、必要なスペースの分だけ環状部６に巻線２０を施すスペースが縮小して巻き回し数が減少するため、コイルとしての性能低下が避けられない。また、腕部１０は軸受盤２６を支持するためだけに存在することとなり、その根元部分はデッドスペースになる。

そこで、本実施形態のコイル１においては、絶縁壁１８が腕部１０の根元を兼ねることにより、デッドスペースとなり得る部位を有効活用すると同時に、外周面２８のうち開口８を挟んだ必要最小限の領域以外は巻線２０のための領域に充てることを可能としている。これにより、環状部６に巻線２０を巻き回すスペースを十分に確保して、コイルとしての所望の性能を発揮させることが可能となる。

〔ガイド溝〕
図７は、内周角３４ｎに形成されたガイド溝４０の拡大図（図６中の一点鎖線ＶＩＩに囲まれた枠内）である。
図７中（Ａ）：ここには、図６中の一点鎖線に囲まれた領域ＶＩＩ内を拡大して示す。この図に示されるように、内周角３４ｎには、複数のガイド溝４０が周方向に連なるようにして設けられている。個々のガイド溝４０は、端面３０の内周面３２寄りの端部から内周面３２の端面３０寄りの端部へと連続する面の一部が削られて窪んだ形状に形成されている。

一般的に、巻線をボビン（トロイダルコア）に巻き回す場合には、巻線を内周角に接触させてボビンの内周側から巻き始める。このとき、内周側は外周側よりもスペースが狭く巻線が密集することから、本来は巻線の重なりが生じないことが望ましい１層巻のコイルにおいても不規則な巻き重なりが生じ易い。また、巻線が巻き膨らむことにより、ボビンの外面に殆ど接触せずに浮いた状態となり易い。

本実施形態によれば、環状部６の外面に巻線２０を巻き回す際に、ガイド溝４０に巻線２０を押し当てて溝にしっかり嵌まった状態で巻き回し始めることができ、ガイド溝４０を巻き回しの起点とすれば作業を行い易くなる。また、巻線２０の下方が各ガイド溝４０に嵌まることにより、内周角３４ｎに巻線２０を狙った位置に整列させることができ巻線２０の不規則な重なりを防止することが可能となると共に、内周角３４ｎに巻線２０を確実に接触させて巻線２０の巻き膨らみによる浮きを抑制することが可能となる。

図７中（Ｂ）：ここでは、図６中の一点鎖線に囲まれた領域ＶＩＩ内を端面図として示している。この端面は、ガイド溝４０における溝の最深部の切断面に該当する。本実施形態では、環状部６の端面３０及び内周面２８を構成する樹脂部材がいずれも厚みｗに形成されている。また参考のため、トロイダルコア４の外周縁（エッジ）上の１点であるｏを中心とする半径ｗの円弧を二点鎖線で図中に表した。

この図に示されるように、ガイド溝４０の最深部はこの円弧よりも深い位置に形成されている。また、ガイド溝４０の最深部を成す辺ｐｓの一端ｐは、端面３０の内周面３２寄りの端部に、他端ｑは内周面３２の端面３０寄りの端部にそれぞれ位置している。すなわち、辺ｐｑは端面３０の端部が、辺ｒｓは内周面３２の端部がそれぞれ削られて生じた辺であり、ガイド溝４０が端面３０と内周面３２との接続部に留まらずその前後領域にかけて形成されていることが分かる。ガイド溝４０をこのような形状とすることにより、巻線２０がガイド溝４０に沿い易くなり、また巻線２０が最も重なり易い端面３０と内周面３２との接続部における巻線２０の整列した配置及び高さ調整が可能となる。

個々のガイド溝４０の寸法は、幅が巻線２０の径と同程度或はそれより大きく、深さは巻線２０を巻き回し終えたコイル１の端面が平らとなるように設計される。より具体的には、内周角３４ｎにおいて巻線２０を互いに隣接した状態に整列して配置させるため、ガイド溝４０の深さは巻線２０の半径以下の大きさに設計されている。そして、巻線２０をより安定して嵌まり込ませるためには、ガイド溝４０の横断面を形成する弧の形状は、ガイド溝４０の表面に接することとなる巻線２０の横断面の下方を形成する弧と同様の形状であることが好ましい。

〔巻線の整列配置〕
図８は、環状部６の底面の一部を表す拡大図（図５（Ａ）中の一点鎖線に囲まれた領域VIII内）である。以下に、巻線２０を２層巻にする場合を例として、ガイド溝４０により巻線２０を整列して配置させる原理を説明する。

図８中（Ａ）：巻線２０が巻き回されていない状態の拡大図である。この図に示されるように、本実施形態においては、ガイド溝４０が内周角３４ｎのみに形成されており、外周角３４ｇには形成されていない。また、ガイド溝４０が下端面３０ｂの内周面３２寄りの端部から内周面３２に亘って形成されていることが分かる。

図８中（Ｂ）：１層目の巻線２０ａを巻き終えた状態の拡大図である。１層目の巻線２０ａがガイド溝４０に嵌まることにより、内周角３４ｎにおいて巻線２０が重なることなく周方向に隣接した状態で整然と配置されている。内周角３４ｎから外周角３４ｇにかけては、巻線２０が下端面３０ｂに沿って放射状にほぼ等間隔で巻き回されていることが分かる。

図８中（Ｃ）：２層目の巻線２０ｂを巻き終えた状態の拡大図である。２層目の巻線２０ｂはガイド溝４０には嵌まらず、内周角３４ｎにおいて、整列して配置された１層目の巻線２０ａが隣り合った中間の位置を狙って配置される。隣り合う１層目の巻線２０ａの間に収まった２層目の巻線２０ｂは、内周角３４ｎから外周角３４ｇにかけては隣り合う１層目の巻線２０ａの間を縫うようにして放射状にほぼ等間隔で巻き回される。これにより、二層目の巻線２０ｂを巻き終えた状態の外周角３４ｇは、一層目の巻線２０ａと二層目の巻線２０ｂとが交互にほぼ等間隔で巻き回された状態となり、巻線２０ａと巻線２０ｂとが重なることはない。

〔端面の傾斜〕
図９は、一実施形態における２層巻のコイル１が被装着体に装着された状態で環状部６を高さ方向に切断した場合の縦断面図（図８（Ｃ）中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図）である。ここでは１層目の巻線２０ａ及び２層目の巻線２０ｂが巻き回される様子を理解し易くするため、本来ならば図面左方に表わされるべき環状部６の内周面３２及びそこに巻き回された巻線２０の様子は図示せずに簡略化した。

巻線２０を２層巻にする場合、内周角３４ｎでは隣り合う１層目の巻線２０ａの間に２層目の巻線２０ｂを載せて収める。よって、コイル１完成時における内周角３４ｎ付近の高さは、一層目の巻線２０ａと二層目の巻線２０ｂとが整列して重なる分だけ外周角３４ｇ付近に比べ必然的に高くなる。

そこで、本実施形態においては、下端面３０ｂの外周側の厚みを内周側よりも厚く形成している。環状部６の断面をみると、下端面３０ｂを構成する樹脂部材の厚みがその最外縁において最も厚く、外周側から内周側にかけて徐々に薄くなっているため、下端面３０ｂは外周側から内周側に向けて漏斗形状をなし、上向きに傾斜した状態にある。これにより、内周角３４ｎにおいて１層目の巻線２０ａと２層目の巻線２０ｂとの重なりにより生じた高さが、下端面３０ｂにおける傾斜（樹脂部材の内周側と外周側の厚みの違い）により吸収される。結果として、２層巻のコイル１が完成した段階においてその底面をより平らに近づけることが可能となる。

概して、コイル１が被装着体に装着される際には、放熱対策として、コイル１の端面に対向するように放熱部材が配置される。例えば、図９に示されるように、コイル１の底面に対向する位置に放熱シート３６及びヒートシンク３８が相互に平行に配置される。これにより、コイル１が放出する熱を放熱シート３６に伝達させ、さらに放熱シート３６により伝達した熱をヒートシンク３８に放散させることができ、コイル１及びコイル１周辺の温度を効果的に下げることが可能となる。

このとき、仮にコイル１の底面に不規則な凹凸（一部は大きく出っ張り、一部は逆に引っ込んでいる凹凸）が形成されていると、部分的に放熱量の大小の斑が発生するため、コイル１が放出する熱を放熱部材に効率よく伝達させることができず、芳しい放熱性能が得られない。本実施形態のごとく、コイル１の放熱部材に対向する側の端面を平らに近づけて形成することにより、この端面を放熱部材にほぼ平行に対向させることができ、結果としてコイル１が放出する熱を放熱部材にまんべんなく効率的に行き渡らせて、コイル１の放熱性能を向上させることが可能となる。

図１０は、環状部６の下端面３０ｂを構成する樹脂部材における外周側の厚みと内周側の厚みの違いを説明する図である。

図１０中（Ａ）：コイル１が２層巻コイルである場合の内周角３４ｎ付近における巻線２０の重なり方を、３ターン分の巻線２０（うち２ターンが１層目の巻線２０ａ、１ターンが２層目の巻線２０ｂである。）の断面により表している。この図に示されるように、本実施形態による２層巻のコイル１においては、断面が略円形に形成された巻線２０が用いられる。また、図中には内周角３４ｎが図示されていないが、巻線２０が環状部６に巻き回される際には、１層目の巻線２０ａの下方が内周角３４ｎに設けられたガイド溝４０に嵌まることとなる。

まず、１層目の巻線２０ａの各ターンが相互に隣接した状態に整列して配置され、環状部６の周方向にスパイラル状に巻き回されていく。１層目を巻き終えると、２層目の巻線２０ｂは、１層目の巻線２０ａの２ターンが内周角３４ｎにおいて隣接することにより形成される谷間に配置される。つまり、２層目の巻線２０ｂは、内周角３４ｎ付近において１層目の巻線２０ａ両ターンに接触する。このようにして２層目を巻き終えると、１層目の巻線２０ａの上に２層目の巻線２０ｂが整列して配置されることにより、内周角３４ｎ付近において巻線２０を均等に重ならせることができる。このとき、図１０中（Ａ）に示されるように、巻線２０の断面の半径をｒとすると、内周角３４ｎ付近で２層分の巻線２０により形成される高さＨｎは、（２＋√３）ｒとなる。

図１０中（Ｂ）：コイル１が２層巻コイルである場合の外周角３４ｇ付近における巻線２０の様子を、３ターン分の巻線２０（うち２ターンが１層目の巻線２０ａ、１ターンが２層目の巻線２０ｂである。）の断面により表している。外周角３４ｇは内周角３４ｎに比べてスペースに余裕があるため、１層目を巻き終えた段階で、１層目の巻線２０ａにより略等間隔に形成される各ターンの間にはスペースが残されている。２層目の巻線２０ｂはこのスペースを狙って配置されるため、２層分の巻線２０を全て巻き終えても外周角３４ｇには巻き重なりが生じない。そのため、図１０中（Ｂ）に示されるように、外周角３４ｇ付近で２層分の巻線により形成される高さＨｇは、２ｒとなる。

このように、２層巻のコイル１において２層分の巻線２０により生じる高さは、内周角３４ｎ付近における高さＨｎが、外周角３４ｇ付近における高さＨｇと比較して２層目の巻線２０ｂが重なることにより生じるｒ√３だけ大きくなる。ここに巻き膨らみを考慮すると、ｒ√３より大きくなる場合も有り得る。つまり、内周角３４ｎ付近における高さＨｎと外周角３４ｇ付近における高さＨｇとの差ΔＨにおいて、ΔＨ≒Ｈｎ−Ｈｇ≧ｒ√３の関係が成り立つ。

図１０中（Ｃ）：環状部６を高さ方向に切断した場合の縦断面図の一部であり、図９に示される環状部６の下方部分に相当する。本実施形態の２層巻のコイル１においては、放熱部材に対向配置される底面をその仕上がり段階で平らに近づけるために、環状部６の下端面３０ｂを構成する樹脂部材の厚みを調整し、外周側の厚みを差分ΔＨだけ内周側の厚みより大きく形成している（なお、内周と外周とで溝の深さに差Δｄを設ける場合、ΔＨにΔｄを加減する。）。このような形状に形成することにより、巻線２０の巻き重なり方の違いにより生じる内周角３４ｎ付近と外周角３４ｇ付近とにおける巻線２０の高さの差を吸収することができる。これにより、コイル１の底面を平らに近づけることが可能となる。

このように、本実施形態のコイル１によれば、環状部６の内周角３４ｎに複数のガイド溝を形成することにより、狙った位置への巻線２０の配置を可能とし、巻線２０の重なり合いにより生じ得る不規則な凹凸を抑制して巻き終わりの状態における巻線２０を整列させ、端面３０をより平らな状態に仕上げることができる。

また、２層巻のコイル１において、ボビン２の寸法が環状部６の内周側にのみ巻線２０の重なりが生じ外周側には生じないような大きさに設計されている場合には、端面３０のうち放熱部材に対向して配置される下端面３０ｂを外周側から内周側に向けて上向きに傾斜した漏斗形状に形成することにより、内周側において巻線２０の重なりにより生じた高さを下端面３０ｂの傾斜により吸収することができる。結果として、コイル１が完成した段階においてその底面をより平らに近づけることが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することが可能である。
例えば、トロイダルコアを用いたインダクタの一例としてコイルを取り上げて説明したが、リアクトル等にも適用することができる。

ガイド溝４０は、巻線２０の太さや巻き回す層数等に応じ適宜好ましい形状や溝の深さを選択することができる。上述の実施形態のコイル１においては、上下の内周角３４ｎにガイド溝４０が形成されていたが、少なくとも放熱部材に対向して配置される下端面３０ｂの内周角３４ｎに形成されていれば、コイル１完成時の端面を平らに近づけて放熱効率の向上に寄与できる。
また反対に、内周角３４ｎに加えて外周角３４ｇにもガイド溝４０が形成されてもよい。両側の角３４にガイド溝４０が形成されることにより、より一層整列した状態で巻線２０を巻き回すことができ、コイル１の完成時の端面をさらに確実に平らに近づけることが可能となる。

そして、ガイド溝４０の形状や寸法は、内周角３４ｎにおいて巻線２０が互いに隣接するように設計され形成されることとしたが、状況に応じて適宜間隙を設けてもよい。また、製造上の事情等により多少の隙間が生じることがありうる。

ボビン２は、カラー１２とトロイダルコア４が一体成形されたものを用いたが、必ずしもこれらの部材が一体成形されている必要はない。例えば、予め成形されたボビンに対しカラーを嵌め込んでもよい。また、環状部と蓋部とから構成される２パーツ型ボビンにコアを収容することもできる。

固定孔１２の内側にカラー１４を一体成形させることにより固定孔１２の強度を向上させているが、十分な強度が得られる場合には、カラー１６を用いずに固定孔１２のみで固定部材を受け入れてもよい。また、位置決め孔１６がカラー１４の近傍に設けられているが、必ずしもこの位置に形成する必然性はなく、好ましい位置を適宜選択できる。

１ コイル（インダクタ）
２ ボビン（樹脂部材）
４ トロイダルコア（コア）
６ 環状部
８ 開口
１０，５０，７０ 腕部
１２，５２，７２ 固定孔
１４，５４，７４ カラー
１６，５６，７６ 位置決め孔
１８，５８，７８ 絶縁壁
１８ｆ，５８ｆ，７８ｆ 前方絶縁壁
１８ｂ，５８ｂ，７８ｂ 後方絶縁壁
２０ 巻線，２０ａ １層目の巻線，２０ｂ ２層目の巻線
２２ 成形金型
２４ 支持壁
２６，６６，８６ 軸受盤
２８ 外周面
３０ 端面，３０ｔ 上端面，３０ｂ 下端面（放熱面）
３２ 内周面
３４ 角，３４ｎ 内周角， ３４ｇ 外周角
３６ 放熱シート
３８ ヒートシンク
４０ ガイド溝

Claims (6)

1. 環状に形成されたコアと、
   前記コアの表面の少なくとも一部を覆う樹脂部材とを備え、
   前記樹脂部材は、
   巻線が巻き回される環状部の軸線方向で対をなして形成された２つの端面の一方として放熱部材に対向して配置される放熱面を有し、前記巻線が前記放熱面上にて重なり合うことにより生じる凹凸を抑制する凹凸抑制構造が設けられていることを特徴とするインダクタ。
2. 請求項１に記載のインダクタにおいて、
   前記凹凸抑制構造は、
   互いに隣接する前記環状部の内周面と前記端面との間に連なる内周側の隅角部のうち、少なくとも前記放熱面に連なる隅角部に形成されて前記巻線の整列を促す複数の溝を含むことを特徴とするインダクタ。
3. 請求項２に記載のインダクタにおいて、
   前記凹凸抑制構造は、
   互いに隣接する前記環状部の外周面と前記端面との間に連なる外周側の隅角部のうち、少なくとも前記放熱面に連なる隅角部に形成されて前記巻線の整列を促す複数の溝をさらに含むことを特徴とするインダクタ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のインダクタにおいて、
   前記凹凸抑制構造は、
   前記放熱面に設けられて外周側から内周側に向けて漏斗形状をなす傾斜を含むことを特徴とするインダクタ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のインダクタにおいて、
   前記凹凸抑制構造は、
   前記放熱面を成す前記樹脂部材の外周側の厚みが前記樹脂部材の他部位よりも厚く形成されることにより前記放熱面の外周側から内周側に向けて漏斗形状をなす傾斜を含むことを特徴とするインダクタ。
6. 請求項５に記載のインダクタにおいて、
   前記凹凸抑制構造は、
   前記巻線の断面が円形状でありこの巻線が２層巻にされる場合に、前記巻線の断面の半径をｒ、前記放熱面をなす前記樹脂部材の外周側の厚みと内周側の厚みとの差をΔＨとしたとき、次式（１）
   ΔＨ≧ｒ√３ ・・・（１）
   の関係を満たして形成されていることを特徴とするインダクタ。