JP2014049681A

JP2014049681A - トランス

Info

Publication number: JP2014049681A
Application number: JP2012193186A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ikeda; 豊池田; Masami Miyamoto; 正実宮本; Akihiro Fujii; 明寛藤井
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができ、しかも容易に絶縁距離を確保し、かつ小型化を実現することができる複数の高圧用コイルを備えたトランスを提供する。
【解決手段】複数の高圧用コイル１０および低圧用コイル１１が互いの軸線方向に交互に積層されてなるトランスにおいて、複数の高圧用コイル１０は、継ぎ目が無い線材１５が複数の高圧用コイル１０に跨って連続して巻き線されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、低圧用コイルに大電流が流れる電源トランス等として用いられるトランスに関するものである。

電気自動車や大型サーバー等に使用される電源トランスやＤＣ−ＤＣコンバーターとして、２次側の低圧用コイルに１００Ａ以上の大電流が流れるトランスが用いられている。
このようなトランスにおいては、通常、低圧用コイルとして、抵抗値が小さい金属製の平板を用いることにより上記大電流化の対応を行っている。

ところで、上記低圧用コイルを金属製の平板で構成した場合には、２次側の低圧用コイルと１次側の高圧用コイルとを層巻き構造にすることができないため、低圧用コイルと高圧用コイルとを分割して配置させる構造を採っていたが、当該構造によっては結合が悪く、所望の特性を得ることが難しいという問題点があった。

そこで、従来、図７および図８に示すように、金属製の平板からなるリング状の２枚の低圧用コイル１の間に、ボビン２ａに巻線２ｂを施した高圧用コイル２を配置したトランスが用いられていた。なお、図中符号３は、低圧用コイル１および高圧用コイル２を囲繞して日字状の閉磁路を形成する一対のＥ型フェライトコアであり、符号４は、フェライトコア３と低圧用コイル１との間に介装された絶縁板である。

上記構成からなる従来のトランスによれば、高圧用コイル２を２枚の低圧用コイル１で挟んで結合を高めることにより、優れた特性を得ることが可能になる。
上記構成を備えた電源トランスは、例えば下記特許文献１にも開示されている。

特開２００１−２６７１５３号公報

このような構成のトランスにおいて、さらに結合を良くして特性を向上させようとする場合には、図９および図１０に示すように、高圧用コイル２も分割構造にして、これら高圧用コイル２によって低圧用コイル１を挟み込むことにより、複数の低圧用コイル１と高圧用コイル２とを軸線方向に交互に積層した構成を採用することが考えられる。

しかしながら、上記トランスにあっては、ボビン２ａに線材２ｂを巻回して個々の高圧用コイル２を組み立てた後に、これら高圧用コイル２の線材２ｂの端末２ｃ同士を、半田処理等によって接続して、当該接続部分に絶縁カバー５を施工する必要があるために、これらの作業に多大の手間を要するという問題点があった。

加えて、低圧用コイル１との間に所定の絶縁距離を確保する必要がある場合には、さらにボビン２ａに外方に突出する鍔部２ｄを形成して、当該鍔部２ｄの外側において端末２ｃを接続することにより対応する必要があり、この結果、端末２ｃの引き出し長さ寸法Ｌが大きくなって、全体としての大型化を招いてしまうという問題点もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができ、しかも容易に絶縁距離を確保し、かつ小型化を実現することができる複数の高圧用コイルを備えたトランスを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数の高圧用コイルおよび低圧用コイルが互いの軸線方向に交互に積層されてなるトランスにおいて、上記複数の高圧用コイルは、継ぎ目が無い線材が上記複数の高圧用コイルに跨って連続して巻き線されてなることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記複数の高圧用コイルは、それぞれα巻きによって巻き線されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、上記高圧用コイルを構成する線材が、三層絶縁電線であることを特徴とするものである。

請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、複数の高圧用コイルに、継ぎ目が無い線材をこれら複数の高圧用コイルに跨って連続して巻き線しているために、従来のように高圧用コイル間の引出線の接続加工が不要になり、よって接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができる。

また、低圧用コイルとの間に所定の絶縁距離を必要とする仕様の場合にも、複数の高圧用コイル間に線材の接続部分が無いために、当該絶縁距離を考慮する必要が無く、この結果トランス全体としての小型化を図ることができる。したがって、請求項３に記載の発明のように、高圧コイルに絶縁距離対策として三層絶縁電線を用いた場合にも、トランスの過度の大型化を招くことなく、そのまま対応することができる。

さらに、請求項２に記載の発明のように、上記複数の高圧用コイルを、それぞれα巻きによって構成すれば、ボビン内周からの引出線を無くし、かつボビンに所定のターン数の巻線を密に巻回することが出来ることから、一層の小型化を達成することが可能になる。

本発明に係るトランスの一実施形態を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線視断面図である。図１のＢ−Ｂ線視断面図である。図１の高圧用コイル部分を示す斜視図である。図１の分解斜視図である。図３の分解図である。従来のトランスの縦断面図である。図７と直交する方向における縦断面図である。従来の他のトランスの縦断面図である。図９と直交する方向における縦断面図である。

図１〜図６は、本発明に係るトランスの一実施形態を示すもので、このトランスは、１次側となる２つの高圧用コイル１０と、２次側となる３つの低圧用コイル１１と、これら高圧用コイル１０および低圧用コイル１１を囲繞して閉磁路を形成するフェライトコア１２とから概略構成されたものである。

ここで、高圧用コイル１０は、絶縁性を有するボビン１４に三層絶縁電線（線材）１５が巻回された外観略円筒状のものである。他方、低圧用コイル１１は、銅板を打ち抜き加工することによって形成された開環リング状の平板部材であり、その両端部には外方に延出する端子１１ａが一体に形成されている。そして、これら高圧用コイル１０および低圧用コイル１１は、互いの軸線を一致させて当該軸線方向に交互に積層されている。

この結果、軸線方向の両端部および中央部に低圧用コイル１１が配置され、これら低圧用コイル１１間に、高圧用コイル１０が配置されている。そして、これら高圧用コイル１０および低圧用コイル１１の外周に対向配置されて、当該外周を囲繞するとともに中央開口に挿入されて全体として日字状の閉磁路を形成する一対のＥ型フェライトコア１２が配置されている。なお、符号１３は、フェライトコア１２と低圧用コイル１１との間に介装された絶縁板である。

そして、このトランスにおいては、２つの高圧用コイル１０に、継ぎ目の無い１本の三層絶縁電線１５が、これら２つの高圧用コイル１０に跨って連続して巻き線されている。この三層絶縁電線１５は、各々の高圧用コイル１０のボビン１４にα巻きによって、かつ互いに同じ方向に巻回されている。

また、高圧用コイル１０のボビン１４の外周には、三層絶縁電線１５が一方の高圧用コイル１０から他方の高圧用コイル１０に架け渡される部分１５ａに、当該三層絶縁電線１５の位置決め用の小突部１４ａが形成されている。ちなみに、この小突部１４ａに、三層絶縁電線１５の案内および位置決めを行うための溝部または突起部を形成すれば、より一層安定的に三層絶縁電線１５を一方の高圧用コイル１０から他方の高圧用コイル１０に架け渡すことができて好適である。

上記構成からなるトランスを組み立てる際には、先ず一方の高圧用コイル１０のボビン１４に三層絶縁電線１５をα巻きし、次いで当該一方の高圧用コイル１０から延出する三層絶縁電線１５を他方の高圧用コイル１０のボビン１４にα巻きすることにより、図４に示すように、１本の三層絶縁電線１５が連続して巻回された２つの高圧用コイル１０を作成する。

次いで、図６に示すように、２つの高圧用コイル１０を各々間に挟むようにして３枚の低圧用コイル１１を配置し、さらに絶縁板１３を外側の低圧用コイル１１の外面に配置して、一対のＥ型ファライトコア１２によってこれら高圧用コイル１０および低圧用コイル１１を囲繞することにより、上記トランスの組み立てが完了する。

以上の構成からなるトランスにおいては、２つの高圧用コイル１０に、継ぎ目が無い１本の三層絶縁電線１５を、これら２つの高圧用コイル１０に跨って連続して巻き線しているために、高圧用コイル間の引出線の接続加工が不要になり、よって接続部における半田処理等の余分な手間を削減することができる。

また、低圧用コイル１１との間に所定の絶縁距離を必要とする場合にも、高圧用コイル１０の線材として三層絶縁電線１５を用いるとともに、さらに１本の三層絶縁電線１５を、２つの高圧用コイル１０に継ぎ目無く連続して巻回しているために、低圧用コイル１１との間の絶縁距離を考慮する必要が無く、この結果トランス全体としての小型化を図ることができる。

加えて、２つの高圧用コイル１０のボビン１４に、それぞれ三層絶縁電線１５をα巻きによって巻回しているために、ボビン１４の内周からの三層絶縁電線１５の引出線を無くし、かつボビン１４に所定のターン数の巻線を密に巻回することが出来る。これにより、一層の小型化を達成することもできる。

なお、上記実施形態においては、本発明に係るトランスを、２つの高圧用コイル１０と３枚の低圧用コイル１１とを軸線方向に交互に積層配置した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多くの高圧用コイル１０と低圧用コイル１１とを組み合わせることによって構成することもできる。

また、高圧用コイル１０を形成するための線材としても、上述した三層絶縁電線１５に限らず、トランスの仕様に基づいて、様々な線種の線材を用いることができる。
さらに、低圧用コイル１１についても、流れる電流の大きさによっては、上述した開環リング状の平板部材に代えて、線径の大きな線材を用いることも可能である。

１０高圧用コイル
１１低圧用コイル
１４ボビン
１５三層絶縁電線（線材）

Claims

複数の高圧用コイルおよび低圧用コイルが互いの軸線方向に交互に積層されてなるトランスにおいて、
上記複数の高圧用コイルは、継ぎ目が無い線材が上記複数の高圧用コイルに跨って連続して巻き線されてなることを特徴とするトランス。
上記複数の高圧用コイルは、それぞれα巻きによって巻き線されていることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
上記高圧用コイルを構成する線材は、三層絶縁電線であることを特徴とする請求項１または２に記載のトランス。