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公開番号2021072342
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210506
出願番号2019197454
出願日20191030
発明の名称コイル装置
出願人京セラ株式会社
代理人
主分類H01F 27/28 20060101AFI20210409BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い放熱性を有するコイル装置を提供する。
【解決手段】コイル装置10は、第1面1aを有するセラミックスである第1基体1と、第1面の上に位置する、空隙を有する金属層2と、を有する。第1基体は、内部に第1流路1bと、第1面と第1流路をつなげる第1貫通穴1cを有する。金属層は、第1金属粒子と、第2金属粒子と、空隙と、を有する。空隙は、第1金属粒子と第2金属粒子との間に位置する。
【効果】金属層は、空隙のない金属層に比べ表面積が大きいため、コイル装置は高い放熱性を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
第1面を有するセラミックスである第1基体と、
前記第1面の上に位置する、空隙を有する金属層と、を有し、
前記第1基体は、内部に第1流路と、前記第1面と前記第1流路をつなげる第1貫通穴を有するコイル装置。
続きを表示(約 960 文字)【請求項2】
前記金属層は、第1金属粒子と、第2金属粒子と、を有しており、
前記空隙は、前記第1金属粒子と前記第2金属粒子との間に位置する、請求項1に記載のコイル装置。
【請求項3】
前記第1貫通穴の断面積は、前記第1面に向かって小さくなる、請求項1または請求項2に記載のコイル装置。
【請求項4】
前記第1貫通穴の断面積は、前記第1面に向かって大きくなる、請求項1または請求項2に記載のコイル装置。
【請求項5】
前記金属層および前記第1面の間に位置する第1接合層を有する、請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のコイル装置。
【請求項6】
前記第1接合層は、樹脂またはガラスを有する、請求項5に記載のコイル装置。
【請求項7】
前記第1基体は、前記第1面に第1凹部を有し、前記金属層の一方の端部が前記第1凹部内に有する、請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載のコイル装置。
【請求項8】
前記第1面に対向する第2面を有するセラミックスである第2基体を有し、前記第2基体は、内部に第2流路を有し、前記金属層は、前記第1基体と前記第2基体の間に位置する、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載のコイル装置。
【請求項9】
前記第2基体は、前記第2面と前記第2流路をつなげる第2貫通穴を有する、請求項8に記載のコイル装置。
【請求項10】
前記第2貫通穴の断面積は、前記第2面に向かって小さくなる、請求項9に記載のコイル装置。
【請求項11】
前記第2貫通穴の断面積は、前記第2流路に向かって大きくなる、請求項9に記載のコイル装置。
【請求項12】
前記金属層および前記第2面の間に位置する第2接合層を有する、請求項11に記載のコイル装置。
【請求項13】
前記第2接合層は、樹脂またはガラスを有する、請求項12に記載のコイル装置。
【請求項14】
前記第2基体は、前記第2面に第2凹部を有し、前記金属層の他方の端部が前記第2凹部内に有する、請求項8乃至請求項13のいずれか1つに記載のコイル装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、コイル装置に関する。
続きを表示(約 4,400 文字)【背景技術】
【0002】
絶縁性の基体上に、金属層を形成することで平面コイルが得られる。
【0003】
例えば、特許文献1には、絶縁基板上に電鋳メッキによってコイルパターンを形成したコイル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2006−33953号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
コイルとして利用する場合、金属層に電流が流れるため、金属層が発熱しやすい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のコイル装置は、第1面を有するセラミックスである第1基体と、前記第1面の上に位置する、空隙を有する金属層と、を有し、前記第1基体は、内部に第1流路と、前記第1面と前記第1流路をつなげる第1貫通穴を有している。
【発明の効果】
【0007】
本開示の平面コイルは、高い放熱性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本開示のコイル装置の一例を第1面側から視た平面図である。
図1のA−A’線における断面図の一例である。
図2に示すS部における拡大図の一例である。
図2に示すS部における拡大図の一例である。
図1のA−A’線における断面図の一例である。
図1のA−A’線における断面図の一例である。
図1のA−A’線における断面図の一例である。
本開示のコイル装置の他の例の斜視図である。
図8のB−B’線における断面図の一例である。
図8のB−B’線における断面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示のコイル装置について、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
【0010】
本開示のコイル装置10は、図1および図2に示すように、第1面1aを有する第1基体1を有する。また、コイル装置は、第1面1a上に位置する金属層2を有する。また、金属層2は、複数の空隙3を有する。
【0011】
ここで、本開示のコイル装置10における第1基体1は、セラミックスである。セラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム質セラミックス、フェライト質焼結体、炭化珪素質セラミックス、コージェライト質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化ア
ルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等が挙げられる。特に、第1基体1が酸化アルミニウム質セラミックスからなるならば、加工性に優れ、かつ安価である。
【0012】
また、図1に示すように、第1基体1は、板状であってもよい。また、金属層2は、第1基体1の第1面1a上に、蛇行状または渦状に位置していてもよい。また、金属層2は、第1基体1の第1面1a上に、どのような配置で位置していてもよい。
【0013】
図3に示すように、金属層2は、空隙3を有している。そのため、金属層2は、空隙3のない金属層2に比べ表面積が大きい。したがって、コイル装置は高い放熱性を有する。
【0014】
また、図2に示すように、第1基体1は、内部に第1流路1bと、第1面1aと第1流路1bをつなげる第1貫通穴1cを有している。そのため、第1流路1bに正圧が生じた場合、第1貫通穴1cから気体が噴出され、噴出された気体が金属層2に接触することで冷却し、また、第1流路1bに負圧が生じた場合、金属層2の周囲の気体が第1貫通穴1cにて吸入されるが、吸入される際に気体が金属層2の空隙3に接触することで冷却する。したがって、コイル装置10は高い放熱性を有する。なお、第1貫通穴1cは複数あっても良い。
【0015】
また、図3に示すように、金属層2は、第1金属粒子4と、第2金属粒子5と、を有していてもよい。空隙3は、第1金属粒子4と第2金属粒子5との間に位置していてもよい。このような構成を有する場合、第1金属粒子4および第2金属粒子5で生じた熱が空隙3に吸収されるため、コイル装置10は高い放熱性を有する。
【0016】
ここで、金属層2を構成する第1金属粒子4および第2金属粒子5の材質は、例えば、ステンレスまたは銅であってもよい。
【0017】
また、図3および図4に示すように、第1金属粒子4および第2金属粒子5の形状は、例えば、球状、粒状、ウィスカ状または針状であってもよい。第1金属粒子4および第2金属粒子5がウィスカ状または針状である場合は、第1金属粒子4および第2金属粒子5は屈曲していてもよい。第1金属粒子4および第2金属粒子5は角部を有していてもよい。また、第1金属粒子4および第2金属粒子5が球状または粒状である場合、第1金属粒子4および第2金属粒子5の長手方向の長さは0.5μm以上200μm以下であってもよい。第1金属粒子4および第2金属粒子5がウィスカ状または針状である場合、幅は1μm以上100μm以下であってもよく、長さが100μm以上5mm以下であってもよい。
【0018】
図3においては、第1金属粒子4および第2金属粒子5が粒状である。図4においては、第1金属粒子4および第2金属粒子5がウィスカ状である。
【0019】
また、金属層2の平均厚み2aは、1μm以上5mm以下であり、金属層2の平均高さ2bは、0.5mm以上10mm以下である。
【0020】
また、金属層2の気孔率は、例えば、10%以上90%以下であってもよい。気孔率は、金属層2において空隙3が占める割合を表す指標となる、ここで、金属層2の気孔率は、例えば、アルキメデス法を用いて測定することで算出すればよい。
【0021】
また、本開示のコイル装置20は、図2に示すように、第1貫通穴1cの断面積は、第1面1aに向かって小さくなってもよい。このような構成を有する場合、第1流路1bに正圧が生じた場合、第1貫通穴1cから気体が噴出され、噴出された気体がより遠くへと
飛ぶようになり、金属層2の広範囲で接触することで冷却するので、コイル装置20の放熱性を高めることができる。
【0022】
また、本開示のコイル装置20は、図5に示すように、第1貫通穴1cの断面積は、第1面1aに向かって大きくなってもよい。このような構成を有する場合、第1流路1bに負圧が生じた場合、第1金属層2の周囲の気体が第1貫通穴1cにて吸入されるが、吸入される気体が多くなるので、吸入される際に気体が金属層2の空隙3に広範囲で接触することで冷却するので、コイル装置20は高い放熱性を高めることができる。
【0023】
なお、本開示のコイル装置30は、図6に示すように、第1貫通穴1cの断面積は、段階的に第1面1aに向かって大きくなってもよい。
【0024】
また、本開示のコイル装置40は、図7に示すように、金属層2および第1面1aの間に位置する第1接合層6を有しても良い。このような構成を有する場合、金属層2が第1基体1から剥がれにくくなる。また、接合層が、金属層2と第1基体1との熱膨張係数の差によって発生する応力を緩和しやすい。そのため、第1基体1に亀裂が生じにくくなる。したがって、本開示のコイル装置40は長期間の使用に耐えうる。なお、接合層の平均厚みは、1μm以上0.5mm以下であってもよい。
【0025】
また、本開示のコイル装置40における接合層は、樹脂またはガラスを有していてもよい。ここで、樹脂としては、例えば、シリコーンまたはイミドアミドが挙げられる。ガラスとしては、例えば、ホウ硅酸系ガラスまたは珪酸系ガラスが挙げられる。接合層が上記の材料を含む場合、金属層2と第1基体1とが強固に接合され、金属層2が第1基体1から剥がれにくくなる。
【0026】
また、本開示のコイル装置40は、図7に示すように、第1基体1は、第1面1aに第1凹部1dを有し、金属層2の一方の端部が第1凹部1d内に有してもよい。このような構成を有する場合、金属層2の端部が発熱した際に、膨張を抑制することができ、剥離を防ぐことができることから、信頼性を向上することができる。また、金属層2どうしの沿面距離を伸ばすことができ、電気的信頼性を向上することができる。
【0027】
また、本開示のコイル装置50は、図8および図9に示すように、第1面1aに対向する第2面7aを有するセラミックスである第2基体7を有し、第2基体7は、内部に第2流路7bを有し、金属層2は、第1基体1と第2基体7の間に位置してもよい。このような構成を有するならば、第1基体1および第2基体7の両方から金属層2を冷却することができるので、放熱性を向上することができる。
【0028】
なお、第2基体7のセラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム質セラミックス、フェライト質焼結体、炭化珪素質セラミックス、コージェライト質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックスまたはムライト質セラミックス等が挙げられる。
【0029】
また、本開示のコイル装置50は、第2基体7は、第2面7aと第2流路7bをつなげる第2貫通穴7cを有しても良い。このような構成を有する場合、第2流路7bに正圧が生じた場合、第2貫通穴7cから気体が噴出され、噴出された気体が金属層2に接触することで冷却し、また、第2流路7bに負圧が生じた場合、金属層2の周囲の気体が第2貫通穴7cにて吸入されるが、吸入される際に気体が金属層2の空隙3に接触することで冷却する。したがって、コイル装置は高い放熱性を有する。なお、第2貫通穴7cは複数あっても良い。
【0030】
また、本開示のコイル装置50は、図9に示すように、第2貫通穴7cの断面積は、第2面7aに向かって小さくなってもよい。このような構成を有する場合、第2流路7bに正圧が生じた場合、第2貫通穴7cから気体が噴出され、噴出された気体がより遠くへと飛ぶようになり、金属層2の広範囲で接触することで冷却するので、コイル装置50の放熱性を高めることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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