JPH09213534A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱に対する信頼性の向上を図ったコイル装置
を提供すること。 【解決手段】 長尺状で磁性材料製の磁心本体2 を有す
る磁心1 と、磁心本体の外周に巻装してなる線状のコイ
ル本体6 と、を有するコイル装置（トランス）におい
て、磁心本体の上端近傍での発熱量が下端近傍での発熱
量より小さくなるよう磁心本体を略鉛直方向に配設する
とともに、コイル本体の磁心本体への巻数を、その下端
近傍より上端近傍の方が少なくなるよう形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インダクタやトラ
ンス等のコイル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インダクタやトランス等のコイル
装置は、磁路の一部にコイルを施した構造をしている。
図８及び図９は、従来のトランスの一般的な構造を示す
もので、磁性材料製で略Ｅ字状をした２個の磁心1 を略
「日」の字となるよう接合し、その中脚部に相当する長
尺状の磁心本体2 に、線状のコイル本体6 を巻装してな
る中空状のボビン3 を装着することにより形成してい
る。このコイル本体6 は、２組のコイルより形成されて
おり、一方のコイルに電流を流すことにより磁心本体2
等の磁心1 に磁束が流れ、その結果、他方のコイルにも
電流が流れる。したがって、コイル装置は、回路電流を
制御したり電圧を変換するために用いることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したコイル装置
は、簡単な構造で回路電流を制御したり電圧を変換する
ことができる。しかしながら、コイルに大電流が流れる
コイル装置においては、発熱による部品の温度上昇が問
題となる。すなわち、大電流が流れるとコイル本体や磁
心が発熱し易くなり、コイル装置の寿命が熱により短く
なることがある。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、熱に対する信頼
性の向上を図ったコイル装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のコイル装
置は、長尺状で磁性材料製の磁心本体と、該磁心本体の
外周に巻装してなる線状のコイル本体と、を有するコイ
ル装置において、前記磁心本体の上端近傍での発熱量が
下端近傍での発熱量より小さくなるよう形成した構成と
している。

【０００６】また、請求項２記載のコイル装置は、請求
項１記載の磁心本体を略鉛直方向に配設するとともに、
コイル本体の磁心本体への巻数を、その下端近傍より上
端近傍の方が少なくなるよう形成した構成としている。

【０００７】また、請求項３記載のコイル装置は、請求
項１または２記載の磁心本体の断面積を、その下端近傍
より上端近傍の方が大きくなるよう形成した構成として
いる。

【０００８】また、請求項４記載のコイル装置は、請求
項１乃至３記載の磁心本体を、その下端近傍より上端近
傍の方が発熱しにくい材料で形成した構成としている。

【０００９】さらに、請求項５記載のコイル装置は、請
求項１記載の磁心本体が略中央部を挿通するものであっ
て積層される略平板状のプリント基板を設けるととも
に、コイル本体を、磁心本体の上端近傍に位置する幅が
下端近傍に位置する幅より大きな薄膜長尺状であって、
磁心本体を巻装するよう各プリント基板の上に配設した
構成としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のコイル装置の第１
の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。このコ
イル装置は、トランスとして利用されるものであり、磁
心本体2 を有する磁心1 と、ボビン3 と、コイル本体6
とを主要構成部材としている。なお、従来の技術で説明
したものと基本的な機能が同様な部材には、同一の符号
を付している。

【００１１】磁心1 は、磁束が流れるもので、フェライ
ト等の磁性材料でもって形成される。具体的には、図１
に示すように、略Ｅ字状をした鉄板を複数枚重ね合わせ
たものを、略「日」の字となるよう接合したもので、そ
の中脚部に相当する長尺状の磁心本体2 が鉛直方向に位
置するよう配設される。

【００１２】ボビン3 は、後述するコイル本体6 を保持
するもので、樹脂等の絶縁材料でもって、パイプ部4
と、その両端に位置する鍔部5,5 より形成される。パイ
プ部4は、磁心本体2 が挿通する内径を有しており、こ
のボビン3 は、磁心1 を接合するときにその間に配設さ
れる。

【００１３】コイル本体6 は、電流が流れることにより
磁束を発生するもので、導電材料製でお互い絶縁される
２本の線状のコイルより形成される。この２本のコイル
より形成されるコイル本体6 は、図２に示すように、ボ
ビン3 の上部に位置する鍔部5 より下部に位置する鍔部
5 にかけてパイプ部4 への巻数が略増加するようボビン
3 に巻装される。また、各コイルのパイプ部4 への巻数
は、トランスの性能により任意に設定することができ
る。なお、図３は、このコイル装置の模式断面図を示す
もので、コイル本体6 のボビン3 への巻数が場所により
変化することを示す。

【００１４】このコイル装置は、コイル本体6 の一方の
コイルに電流を流すことにより、磁心本体2 等の磁心1
に磁束が流れ、その結果、他方のコイルにも電流が流れ
る。したがって、コイル装置は、回路電流を制御したり
電圧を変換するために用いることができる。

【００１５】また、コイル本体6 が、ボビン3 の上部に
位置する鍔部5 より下部に位置する鍔部5 にかけてパイ
プ部4 への巻数が略増加するようボビン3 に巻装される
ため、磁心本体2 の上端近傍のコイル本体6 で発生する
銅損が下端近傍で発生する銅損より少なく、上端近傍で
の発熱量が下端近傍での発熱量より小さくなる。したが
って、磁心本体2 の下端近傍で発生した熱が対流等で上
昇しても、上端近傍と下端近傍の温度のばらつきを低減
することができるので、温度上昇を考慮したコイル本体
6 等の部品設計が容易となるとともに、熱に対する信頼
性が向上してそのコイル本体6 の寿命を増加することが
できる。

【００１６】次に、本発明の第２の実施形態を図４に基
づいて説明する。このものは、コイル本体6 のボビン3
への巻数が場所により変化せず、磁心本体2 の断面積
を、その下端近傍より上端近傍の方が大きくなるよう形
成している。すなわち、磁心本体2 は、上端近傍の方が
断面積の大きな略４角錐の形状となる。

【００１７】このものは、磁心本体2 の断面積がその下
端近傍より上端近傍の方が大きいため、上端近傍で発生
する鉄損が少なく発熱しにくいので、磁心本体2 の上端
近傍と下端近傍の温度のばらつきをさらに容易に低減す
ることができる。

【００１８】次に、本発明の第３の実施形態を図５に基
づいて説明する。このものは、コイル本体6 のボビン3
への巻数が場所により変化せず、また、磁心本体2 の断
面積も変化しないで、磁心本体2 を、その下端近傍より
上端近傍の方が発熱しにくい材料で形成している。すな
わち、結晶の大きさや粒界部分に添加物を入れること
で、電気抵抗を変化させ、上方に位置する鉄心1 を下方
に位置する鉄心1 より低損失材料としている。この発熱
量は、数百kw/m³ 程度である。

【００１９】このものは、磁心本体2 がその下端近傍よ
り上端近傍の方が発熱しにくい材料で形成されているた
め、温度のばらつきを一層容易に低減することができ
る。

【００２０】次に、本発明の第４の実施形態を図６及び
図７に基づいて説明する。このものは、コイル本体6 を
プリント基板7 の上に配設している。

【００２１】プリント基板7 は、ガラス繊維強化樹脂等
の絶縁性を有する材料でもって略平板状に形成されるも
ので、略中央部に磁心本体2 が挿通する略矩形状の挿通
孔8を有して鉛直方向に対して垂直な方向に複数枚積層
される。このプリント基板7は、磁心1 を接合するとき
にその間に配設される。

【００２２】コイル本体6 は、導電材料製で薄膜長尺状
であって、磁心本体2 の上端近傍に位置する幅が下端近
傍に位置する幅より大きくなるよう、そして磁心本体2
を巻装するよう各プリント基板7 の上に配設される。こ
の実施形態では、２種類の幅を有するよう形成される。
なお、各プリント基板7 の上の各コイル本体6 は、スル
ーホール等を介して電気的に接続される。

【００２３】このものは、薄膜長尺状のコイル本体6 の
幅が磁心本体2 の上端近傍に位置するところより下端近
傍に位置するところの方が大きいため、上端近傍に位置
するコイル本体6 の発熱が少ないので、磁心本体2 の上
端近傍と下端近傍の温度のばらつきを容易に低減するこ
とができる。

【００２４】なお、この実施形態において、プリント基
板7 は、鉛直方向に対して垂直な方向に複数枚積層した
が、鉛直方向に積層して磁心本体2 の上端近傍に位置す
るプリント基板7 のコイル本体6 の幅が下端近傍に位置
するコイル本体6 の幅より大きくなるよう形成してもよ
い。

【００２５】また、各実施形態ではトランスについて説
明したが、インダクタにおいても同様に形成することが
できる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載のコイル装置は、コイル本
体に通電したときに、磁心本体の上端近傍での発熱量が
下端近傍での発熱量より小さくなるよう形成してあるた
め、下端近傍で発生した熱が対流等で上昇しても、上端
近傍と下端近傍の温度のばらつきを低減することができ
るので、温度上昇を考慮したコイル本体等の部品設計が
容易となるとともに、熱に対する信頼性が向上してその
寿命を増加することができる。

【００２７】また、請求項２記載のコイル装置は、請求
項１の効果に加えて、鉛直方向に配設される磁心本体へ
のコイル本体の巻数が、その下端近傍より上端近傍の方
が少ないために、上端近傍の方がコイル本体の発熱量が
少ないので、磁心本体の上端近傍と下端近傍の温度のば
らつきを容易に低減することができる。

【００２８】また、請求項３記載のコイル装置は、請求
項１または２のいずれかの効果に加えて、磁心本体の断
面積がその下端近傍より上端近傍の方が大きいため、上
端近傍の磁束が流れやすく発熱しにくいので、磁心本体
の上端近傍と下端近傍の温度のばらつきをさらに容易に
低減することができる。

【００２９】また、請求項４記載のコイル装置は、請求
項１乃至３のいずれかの効果に加えて、磁心本体がその
下端近傍より上端近傍の方が発熱しにくい材料で形成さ
れているため、温度のばらつきを一層容易に低減するこ
とができる。

【００３０】さらに、請求項５記載のコイル装置は、請
求項１の効果に加えて、薄膜長尺状のコイル本体の幅が
磁心本体の上端近傍に位置するところより下端近傍に位
置するところの方が大きいため、上端近傍に位置するコ
イル本体の発熱が少ないので、磁心本体の上端近傍と下
端近傍の温度のばらつきを容易に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すコイル装置の斜
視図である。

【図２】そのコイル装置のコイル本体の断面図である。

【図３】そのコイル装置の模式断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態を示すコイル装置の模
式断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態を示すコイル装置の模
式断面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態を示すコイル装置の横
から見た模式断面図である。

【図７】そのコイル装置の上から見た断面図である。

【図８】本発明の従来の実施形態を示すコイル装置の斜
視図である。

【図９】そのコイル装置のコイル本体の断面図である。

【符号の説明】

1 磁心 2 磁心本体 3 ボビン 4 パイプ部 5 鍔部 6 コイル部 7 プリント基板 8 挿通孔

【手続補正書】

【提出日】平成８年６月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】次に、本発明の第３の実施形態を図５に基
づいて説明する。このものは、コイル本体6 のボビン3
への巻数が場所により変化せず、また、磁心本体2 の断
面積も変化しないで、磁心本体2 を、その下端近傍より
上端近傍の方が発熱しにくい材料で形成している。すな
わち、結晶の大きさや粒界部分に添加物を入れること
で、電気抵抗を変化させ、上方に位置する磁心1 を下方
に位置する磁心1 より低損失材料としている。この発熱
量は、数百kw/m³ 程度である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺状で磁性材料製の磁心本体と、該
   磁心本体の外周に巻装してなる線状のコイル本体と、を
   有するコイル装置において、 前記磁心本体の上端近傍での発熱量が下端近傍での発熱
   量より小さくなるよう形成したことを特徴とするコイル
   装置。
2. 【請求項２】 前記磁心本体を略鉛直方向に配設する
   とともに、コイル本体の磁心本体への巻数を、その下端
   近傍より上端近傍の方が少なくなるよう形成したことを
   特徴とする請求項１記載のコイル装置。
3. 【請求項３】 前記磁心本体の断面積を、その下端近
   傍より上端近傍の方が大きくなるよう形成したことを特
   徴とする請求項１または２記載のコイル装置。
4. 【請求項４】 前記磁心本体を、その下端近傍より上
   端近傍の方が発熱しにくい材料で形成したことを特徴と
   する請求項１乃至３記載のコイル装置。
5. 【請求項５】 前記磁心本体が略中央部を挿通するも
   のであって積層される略平板状のプリント基板を設ける
   とともに、コイル本体を、磁心本体の上端近傍に位置す
   る幅が下端近傍に位置する幅より大きな薄膜長尺状であ
   って、磁心本体を巻装するよう各プリント基板の上に配
   設したことを特徴とする請求項１記載のコイル装置。