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公開番号2025076183
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187985
出願日2023-11-01
発明の名称コイル装置
出願人TDK株式会社
代理人前田・鈴木国際特許弁理士法人
主分類H01F 30/10 20060101AFI20250508BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】コアに生じる熱応力の低減を図ることができるコイル装置を提供すること。
【解決手段】コイル装置1は、磁性体を含むコア2と、前記コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有する。コア2の中脚部23の体積の70%以上が放熱性樹脂82の大気開放面82aより下方に位置する。外脚部21b,22bの途中または端部には、コア2の外側分割隙間26が具備してあり、外側分割隙間26には、接着剤が介在してある部分接着部9と、接着剤が介在していない空気層10とが具備してある。
【選択図】図3B
特許請求の範囲【請求項１】
磁性体を含むコアと、
前記コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有するコイル装置であって、
前記コアが、
前記ワイヤの巻回部が配置してある中脚部と、
前記ワイヤの巻回部の外側に配置してある外脚部と、
前記中脚部と前記外脚部とを磁気的に連結するベース部とを有し、
前記中脚部の体積の７０％以上が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置し、
前記外脚部の途中または端部には、外側分割隙間が具備してあり、
前記外側分割隙間には、接着剤が介在してある部分接着部と、接着剤が介在していない空気層とが具備してあり、
前記放熱性樹脂の大気開放面よりも前記空気層が下方に位置するコイル装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記外脚部が、第１外脚部と第２外脚部とを有し、
前記第１外脚部の先端と前記第２外脚部の先端との間に、前記外側分割隙間が具備してある請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記外脚部の一端と前記ベース部の内面との間に、前記外側分割隙間が具備してある請求項１に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記外側分割隙間の横断面における前記部分接着部の面積割合が、３％以上で５０％以下である請求項１～３に記載のコイル装置。
【請求項５】
磁性体を含むコアと、
前記コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有するコイル装置であって、
前記コアが、
前記ワイヤの巻回部が配置してある中脚部と、
前記ワイヤの巻回部の外側に配置してある外脚部と、
前記中脚部と前記外脚部とを磁気的に連結するベース部とを有し、
前記中脚部の体積の７０％以上が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置し、
前記中脚部の途中または端部には、内側分割隙間が具備してあり、
前記内側分割隙間には、少なくとも部分的に接着剤が充填してある接着部が具備してあり、
前記外脚部の途中または端部には、外側分割隙間が具備してあり、
前記外側分割隙間には、空気層が具備してあり、
前記放熱性樹脂の大気開放面よりも前記接着部および前記空気層が下方に位置するコイル装置。
【請求項６】
前記中脚部が、第１中脚部と第２中脚部とを有し、
前記第１中脚部の先端と前記第２中脚部の先端との間に、前記内側分割隙間が具備してある請求項５に記載のコイル装置。
【請求項７】
前記中脚部の一端と前記ベース部の内面との間に、前記内側分割隙間が具備してある請求項５に記載のコイル装置。
【請求項８】
前記外側分割隙間の隙間幅は、前記外側分割隙間の周囲に存在する前記放熱性樹脂が入り込まない程度の厚みである請求項１または５に記載のコイル装置。
【請求項９】
前記隙間幅が、５０μｍ以下である請求項８に記載のコイル装置。
【請求項１０】
前記ベース部は、前記放熱性樹脂が充填してあるケースの冷却壁面に近接している請求項１または５に記載のコイル装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばトランスなどとしても好適に用いることができるコイル装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
コイル装置の耐熱性を向上させるために、たとえば特許文献１では、コアの一部を放熱性樹脂に浸して冷却効果を高めている。しかしながら、この技術では、放熱性樹脂で覆う部分が少なく、十分な放熱効果が期待できないという課題を有する。
【０００３】
そこで、コアの大部分を放熱性樹脂で覆うことも考えられるが、そのように構成すると、放熱性樹脂を貯留するためのケースが大きくなりすぎて、コイル装置の小型化の要請に反してしまう。そこで、必要最小限の範囲でワイヤの巻回部を浸すように放熱性樹脂で覆うことがある。
【０００４】
従来では、ワイヤの巻回部が配置してあるコアの中脚部の外側に配置してあるコアの外脚部の先端は、他の外脚部の先端と接着剤により全面接着されることが一般的である。コアの外脚部の内側に位置する放熱性樹脂の温度は、外脚部の外側に位置する放熱性樹脂の温度よりも高くなることから、外脚部の内側に位置する放熱性樹脂の熱膨張により、外脚部とベース部との付け根部分に応力が集中することがある。応力の集中が大きくなると、コアにクラックなどが生じやすくなる傾向にある。特に、近年のコイル装置の大電流化に伴い、コアに生じる熱応力の低減が課題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－３６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、コアに生じる熱応力の低減を図ることができるコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るコイル装置は、
磁性体を含むコアと、
前記コアの少なくとも一部の回りにコイル状に配置してあるワイヤと、を有するコイル装置であって、
前記コアが、
前記ワイヤの巻回部が配置してある中脚部と、
前記ワイヤの巻回部の外側に配置してある外脚部と、
前記中脚部と前記外脚部とを磁気的に連結するベース部とを有し、
前記中脚部の体積の７０％以上が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置し、
前記外脚部の途中または端部には、外側分割隙間が具備してあり、
前記外側分割隙間には、接着剤が介在してある部分接着部と、接着剤が介在していない空気層とが具備してあり、
前記放熱性樹脂の大気開放面よりも前記空気層が下方に位置する。
【０００８】
このコイル装置では、中脚部の体積の大部分が放熱性樹脂の大気開放面より下方に位置するため、中脚部と共に中脚部の周囲に配置してあるワイヤの巻回部も、それらの体積の大部分が放熱性樹脂により冷却され、放熱性が向上する。しかも、外脚部の途中または端部には、部分接着部が具備してあることから、ワイヤの巻線部が組み込まれた分割コアの組立や取り扱いが容易であり、コイル装置の製造が容易になる。
【０００９】
また、外脚部の途中または端部には、空気層を有する外側分割隙間が形成してあることから、外脚部の内側に位置する放熱性樹脂の熱膨張は、分割隙間が形成してある外脚部の途中部分または端部分で容易に吸収される。すなわち、分割隙間の空気層により、外脚部が変形しやすくなり、コアの特定部位に熱応力が集中することを抑制することができる。その結果、コアの外脚部とベース部との付け根部分に発生するおそれがある応力集中を軽減することが可能になり、クラックなどの発生を抑制することができる。
【００１０】
また、外脚部に接着部を有することから、分割コアの接続部（外脚同士の接続または外脚とベース部の接続）がズレにくくなり、損失の低減も防止することができる。さらに、外脚部に接着部を有することから、中脚部には、接着する必要がない内側分割隙間（ギャップ）を形成することが可能になり、ギャップ幅を自由に調整することが可能になる。ギャップ幅を調整することで、コイル装置のリーケージ特性を調整することができる。なお、中脚部に接着部を設けてもよいし、接着剤を用いない突合せ部（分割コア同士が接触するのみの部分）を具備させてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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