JP5459419B2

JP5459419B2 - トランス

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Publication number: JP5459419B2
Application number: JP2013017229A
Authority: JP
Inventors: 寿緒友成; 秀明原田; せつ土田; 圭介河原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: JP2013077857A

Description

本発明は、トランスに関する発明である。

従来、小型の電子機器等に用いるトランスとして、例えば特許文献１に記載のバルントランスが知られている。この従来のトランスは、両端に四角形状の端部つばを有し中央に中央つばを有するドラム型コアに、平板状コアを接合させて構成されている。また、ドラム型コアの端部つばと中央つばとの間に形成された巻線溝（巻芯部）には、二本の巻線（１次巻線及び２次巻線）が巻回されている。そして、つば側面に電極を設け、この電極に巻線の端末を継線している。

特開平１０−３２６７１５号公報

上記のような構成に準じた構成のトランスにおいて、巻線の端末を電極に熱圧着する際、熱圧着による熱のために電極の継線部周辺が劣化することがある。この劣化した部分が基盤への実装面に含まれると実装不良が生じるおそれがあり、これを防止するために継線部を実装面と反対側の板状コアと対向する面に設けることが考えられる。また、このような構成のトランスにおいて、その直流重畳特性を改善する方法として、鍔部と板状コアとの間に隙間を設けて、磁気飽和を抑制する方法が考えられる。しかし、従来の板状コアのように単純な平板状の構造では、板状コアと端子電極との間にも磁束が通過して端子電極において渦電流が発生してしまい、渦電流損失が発生してしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、渦電流損失を発生させることなく、直流重畳特性を改善することができるトランスを提供することを目的とする。

本発明に係るトランスは、フェライトからなり、巻芯部及び巻芯部の両端に設けられた鍔部を有するドラムコアと、巻芯部に巻回される巻線と、鍔部に設けられ、鍔部の頂面において巻線の端末が継線される端子電極と、フェライトからなり、頂面と対向するように配置された板状コアとを備えたトランスであって、板状コアは、頂面と対向する対向部分において、端子電極に対向しない第１の対向部分と、端子電極と対向する第２の対向部分とを有し、頂面と第１の対向部分との間には、スペーサによって第１の隙間が形成され、端子電極と第２の対向部分との間には、第２の対向部分に対応して設けられた板状コアの逃げ部によって第１の隙間よりも大きい第２の隙間が形成されていることを特徴とする。

このトランスでは、板状コアは、頂面と対向する対向部分において、端子電極に対向しない第１の対向部分と、端子電極と対向する第２の対向部分とを有する。また、頂面と第１の対向部分との間には、スペーサによって第１の隙間が形成される。また、端子電極と第２の対向部分との間には、第２の対向部分に対応して設けられた板状コアの逃げ部によって第１の隙間よりも大きい第２の隙間が形成される。これにより、このトランスでは、磁束は、第１の隙間が形成された頂面と第１の対向部分との間を通過し、第１の隙間よりも大きい第２の隙間が形成された端子電極と第２の対向部分との間は通過が抑制される。したがって、端子電極において渦電流が発生することが抑制され、渦電流損失を発生させることなく、直流重畳特性を改善することができる。

ここで、第２の隙間は、第１の隙間の３倍以上であることが好ましい。こうすると、端子電極と板状コアとの間の隙間を確実に確保することができる。したがって、このトランスでは、端子電極において渦電流が発生することがさらに抑制され、渦電流損失を発生させることなく、直流重畳特性を改善することができる。

また、逃げ部における板状コアの厚さは、０．２５ｍｍ以上であることが好ましい。こうすると、トランスの使用時における熱による板状コアの反りを抑制することができる。

本発明によれば、渦電流損失を発生させることなく、直流重畳特性を改善することができるトランスを提供することができる。

本発明の実施形態に係るトランスを示す斜視図である。図１の正面図である。図１の側面図である。図１の上面図である。図１の底面図である。本発明の実施形態に係る板状コアの正面図である。図６の側面図である。図６の上面図である。図６の底面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明のトランスの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図５は、それぞれ本発明の実施形態に係るトランスを示す斜視図、正面図、側面図、上面図及び底面図である。また、図６〜図９は、それぞれ本発明の実施形態に係る板状コアの正面図、側面図、上面図及び底面図である。

本実施形態に係るトランス１は、カメラ等の小型機器において変圧を行うために用いられるものである。このトランス１は、図１〜５に示すように、ドラムコア２、板状コア３、１次巻線４、２次巻線５、入力端子（端子電極）６，６及び出力端子（端子電極）７，７を備えている。トランス１は、ここでは、長さ（図４において、紙面上下方向）が３．２ｍｍ程度、幅（図４において、紙面左右方向）が２．５ｍｍ程度、高さ（図２において、紙面上下方向）が１．２〜２．４ｍｍ程度となっている。

ドラムコア２は、フェライトからなる部材であり、巻芯部２１及び鍔部２２Ｕ，２２Ｌを有している。巻芯部２１は、例えば略四角柱等をなしている。鍔部２２Ｕ，２２Ｌは、巻芯部２１の両端に設けられており、巻芯部２１よりも断面が大きい略直方体をなしている。

１次巻線４及び２次巻線５は、巻芯部２１に巻回されるものであり、いずれも、鍔部２２Ｕ側から見て時計回り（右回り）に巻芯部２１に巻回されている。巻芯部２１に対してまず２次巻線５が巻回され、この２次巻線５の外周に１次巻線４が巻回されている。１次巻線４の径は、２次巻線５の径よりも２〜５倍程度大きく、ここでは、１次巻線４の径は５０〜１００μｍ程度、２次巻線５の径は１０〜４０μｍ程度となっている。

入力端子６は、鍔部２２Ｕの上面（以下、「頂面」という）２３Ｕ、側面２４Ｕ及び底面２５Ｕに亘って、略コ字状をなすように設けられており、同様にして鍔部２２Ｌにも設けられている。また、出力端子７は、入力端子６と同様にして、鍔部２２Ｕ，２２Ｌにそれぞれ設けられている。入力端子６は、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの一方側（図２において紙面右側）寄りに設けられており、出力端子７は、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの他方側寄りに設けられている。入力端子６及び出力端子７の幅（図２において紙面左右方向）は、それぞれ鍔部２２Ｕ，２２Ｌの幅の１／５程度となっている。そして、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの頂面２３Ｕ，２３Ｌにおいて、１次巻線４の端末が入力端子６，６に継線され、２次巻線５の端末が出力端子７，７に継線されている。

入力端子６及び出力端子７は、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの頂面２３Ｕ，２３Ｌ、側面２４Ｕ，２４Ｌ及び底面２５Ｕ，２５Ｌに、例えばＡｇ等を主成分とする導電ペーストを転写した後に所定温度（例えば、７００℃程度）にて焼き付け、更に金属めっきを施すことにより形成される。金属めっきには、例えばＳｎ等を用いることができる。なお、入力端子６及び出力端子７は、金属製の板材にて構成し、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの対応する位置に装着して構成してもよい。金属製の板材には、例えば金属めっき（ＮｉとＳｎ）を施した燐青銅等を用いることができる。

板状コア３は、フェライトからなる略矩形状の部材であり、磁気抵抗を下げて、トランス１のインダクタンスを向上させるために用いるものである。板状コア３は、ドラムコア２を覆う程度の大きさとなっており、本実施形態では、例えば幅（図４において、紙面左右方向）が２．５ｍｍ程度、長さ（図４において、紙面上下方向）が３．２ｍｍ程度、厚さが０．４５ｍｍ程度となっている。板状コア３は、図３に示すように、その長さ方向の両端部付近が、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの頂面２３Ｕ，２３Ｌと対向するように配置されている。

板状コア３は、頂面２３Ｕ，２３Ｌと対向する対向部分において、入力端子６及び出力端子７に対向しない第１の対向部分３１，３１と、入力端子６及び出力端子７と対向する第２の対向部分３２，３２とを有している。また、板状コア３は、巻芯部２１と対向する部分に第３の対向部分３３を有している。第１の対向部分３１は、図６〜図９に示すように、略矩形状の部分であり、その大きさは、例えば、幅Ｔ１が１．４４ｍｍ程度、長さＴ２が０．７ｍｍ程度となっている。第１の対向部分３１の側面３１ａ，３２ｂ，３２ｃは、いずれも傾斜した面となっている。第２の対向部分３２は、第１の対向部分３１を囲む略コ字状の部分において、この第１の対向部分３１を挟んでいる略矩形状の部分（図９において、一点鎖線で囲まれた部分）であり、その大きさは、例えば、幅Ｔ３が０．５３ｍｍ、長さＴ４が０．７ｍｍ程度となっている。第３の対向部分３３は、略矩形状の部分であり、その大きさは、例えば、幅Ｔ５が２．５ｍｍ程度、長さＴ６が１．４ｍｍ程度となっている。第３の対向部分３３の側面３３ａ，３３ａは、いずれも傾斜した面となっている。

第１の対向部分３１には、スペーサ３４，３４が板状コア３の幅方向に離間して設けられており、このスペーサ３４，３４によって板状コア３と鍔部２２Ｕ，２２Ｌとの間に第１の隙間ｄ１が形成されている（図２参照）。このスペーサ３４，３４は、図７に示すように、板状コア３から突出した球面状の突起であり、例えば、直径が０．２ｍｍ程度、高さｄａが０．０３〜０．１ｍｍ程度であり、ここでは高さｄａが０．０５ｍｍ程度となっている。そして、その高さｄａが第１の隙間ｄ１と対応している。すなわち、第１の隙間ｄ１は０．０５ｍｍとなっている。また、第１の対向部分３１における板状コア３の厚さｄｔは、０．３５〜０．８ｍｍ程度であり、ここでは、０．４５ｍｍとなっている。

第２の対向部分３２は、第１の対向部分３１よりも窪んだ逃げ部となっており、この逃げ部によって入力端子６及び出力端子７と第２の対向部分３２との間に、第１の隙間ｄ１よりも大きい第２の隙間ｄ２が形成されている（図２参照）。第２の対向部分３２の窪み量は、例えば０．１ｍｍ程度であり、この窪み量とスペーサ３４の高さｄａを合計した値ｄｃが、第２の隙間ｄ２と対応している。すなわち、第２の隙間ｄ２は０．１５ｍｍであり、第２の隙間ｄ２は、第１の隙間ｄ１の３倍となっている。なお、第２の隙間ｄ２は、第１の隙間ｄ１の３倍以上であることが好ましい。これによって、鍔部２２Ｕ，２２Ｌと第２の対向部分３２，３２との間における磁気抵抗を増加させ、鍔部２２Ｕ，２２Ｌと第２の対向部分３２，３２との間で磁束が通過することを抑制し、鍔部２２Ｕ，２２Ｌと第１の対向部分３１，３１との間でのみ磁束を通過させることができる。また、逃げ部である第２の対向部分３２における板状コア３の厚さｄｍは、０．２５ｍｍ以上であることが好ましく、ここでは、０．３５ｍｍとなっている。

板状コア３の上面及び底面には、トランス１の基盤への実装の際、その極性方向を識別できるように方向性識別マーク３５，３５が設けられている。板状コア３は、スペーサ３４，３４の間に塗布された接着剤によって、鍔部２２Ｕ，２２Ｌの上面に固定されている。

このようなトランス１では、板状コア３は、頂面２３Ｕ,２３Ｌと対向する対向部分において、入力端子６及び出力端子７に対向しない第１の対向部分３１と、入力端子６及び出力端子７と対向する第２の対向部分３２とを有する。また、頂面２３Ｕ,２３Ｌと第１の対向部分３１との間には、スペーサ３４，３４によって第１の隙間ｄ１が形成される。また、入力端子６及び出力端子７と第２の対向部分３２との間には、第２の対向部分３２に対応して設けられた板状コア３の逃げ部によって第１の隙間ｄ１よりも大きい第２の隙間ｄ２が形成される。これにより、このトランス１では、磁束は、第１の隙間ｄ１が形成された頂面２３Ｕ,２３Ｌと第１の対向部分３１との間を通過し、第１の隙間ｄ１よりも大きい第２の隙間ｄ２が形成された入力端子６及び出力端子７と板状コア３との間は通過が抑制される。したがって、入力端子６及び出力端子７において渦電流が発生することが抑制され、渦電流損失を発生させることなく、直流重畳特性を改善することができる。

また、第２の隙間ｄ２は、第１の隙間ｄ１の３倍以上となっているため、入力端子６及び出力端子７と板状コア３との間の隙間を確実に確保することができる。また、鍔部２２Ｕ，２２Ｌと第２の対向部分３２，３２との間における磁気抵抗を増加させ、鍔部２２Ｕ，２２Ｌと第２の対向部分３２，３２との間で磁束が通過することを抑制し、鍔部２２Ｕ，２２Ｌと第１の対向部分３１，３１との間でのみ磁束を通過させることができる。したがって、このトランス１では、入力端子６及び出力端子７において渦電流が発生することがさらに抑制され、渦電流損失を発生させることなく、直流重畳特性を改善することができる。

また、逃げ部である第２の対向部分３２における板状コア３の厚さは、０．２５ｍｍ以上となっているため、トランス１の使用時における熱による板状コア３の反りを抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、スペーサ３４は板状コア３から突出した突起となっているが、これに代えて、板状コア３とは独立した別の部材をスペーサとして用いても良い。

１…トランス、２…ドラムコア、３…板状コア、４…１次巻線、５…２次巻線、６，６…入力端子、７，７…出力端子、２１…巻芯部、２２Ｕ，２２Ｌ…鍔部、２３Ｕ，２３Ｌ…頂面、３１，３１…第１の対向部分、３２，３２…第２の対向部分、３４…スペーサ、ｄ１…第１の隙間、ｄ２…第２の隙間。

Claims

フェライトからなり、巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた鍔部を有するドラムコアと、
前記巻芯部に巻回される巻線と、
前記鍔部に設けられ、当該鍔部の頂面において前記巻線の端末が継線される端子電極と、
フェライトからなり、前記頂面と対向するように配置された板状コアとを備えたトランスであって、
前記板状コアは、前記頂面と対向する対向部分において、前記端子電極に対向しない第１の対向部分と、前記端子電極と対向する第２の対向部分とを有し、
前記頂面と前記第１の対向部分との間には、前記ドラムコア又は前記板状コアから突出した突起であるスペーサによって第１の隙間が形成され、
前記端子電極と前記第２の対向部分との間には、前記第２の対向部分に対応して設けられた前記板状コアの逃げ部によって前記第１の隙間よりも大きい第２の隙間が形成されており、
前記スペーサは、前記第１の隙間を形成している面から突出している、トランス。
前記第２の隙間は、前記第１の隙間の３倍以上である請求項１に記載のトランス。
前記逃げ部における前記板状コアの厚さは、０．２５ｍｍ以上である請求項１又は２に記載のトランス。