JP5726034B2

JP5726034B2 - 漏洩トランス

Info

Publication number: JP5726034B2
Application number: JP2011212444A
Authority: JP
Inventors: 丸山　和正; 和正丸山; 林　重雄; 重雄林; 明博坂口
Original assignee: Totoku Electric Co Ltd
Current assignee: Totoku Electric Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: JP2013074144A

Description

本発明は、漏洩トランスに関し、更に詳しくは、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたりコア形状を変えたりしなくても漏れインダクタンスを調整することが出来ると共に小型化できる漏洩トランスに関する。

一次コイルと二次コイルとを横に並べて設け、一対の断面Ｅ形コアを装着した漏洩トランスでは、従来、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたり、コア形状を変えたりすることで、漏れインダクタンスを調整していた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−８５００４号公報

一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えて漏れインダクタンスを調整する方法において、漏れインダクタンスを小さくするには空隙幅を小さくすればよいが、空隙幅を０にしたときの漏れインダクタンスが最小値であり、それ以下には漏れインダクタンスを小さくすることが出来ない問題点がある。一方、漏れインダクタンスを大きくするには空隙幅を大きくすればよいが、横方向サイズが大きくなってしまう問題点がある。
他方、コア形状を変えて漏れインダクタンスを調整する方法では、形状が異なるコア（ギャップの大きさが異なるコア）を用意しなければならず、部品管理が煩雑になる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたりコア形状を変えたりしなくても漏れインダクタンスを調整することが出来ると共に小型化できる漏洩トランスを提供することにある。

第１の観点では、本発明は、一次コイルと二次コイルとを横に並べて設けた漏洩トランスであって、前記一次コイルおよび二次コイルのうちの一方あるいは他方あるいは両方とも、複数の導体素線を撚った撚線の外周に３層の樹脂絶縁層を備えた断面略円形の三層絶縁電線を複数本平行に並べて一つの扁平な巻線線材とした線材を巻いたものであり、前記一次コイルまたは二次コイルのうちの一方のコイルを第１分割コイルと第２分割コイルとに２分割し、それら第１分割コイルと第２分割コイルの間に前記一次コイルまたは二次コイルのうちの他方のコイルを隔壁を設けずに挟んで配置したことを特徴とする漏洩トランスを提供する。
上記第１の観点による漏洩トランスでは、一次コイルまたは二次コイルのうちの一方で他方を挟んで配置した構成なので、単に一次コイルの横に並べて二次コイルを設けた構成に比べて、一次コイルと二次コイルの結合度を上げることができ、漏れインダクタンスの最小値を小さくすることが出来る。また、第１分割コイルと第２分割コイルの巻数比を変えることにより結合度を調整できる（巻数比を１：１に近づけるほど結合度は大きくなる）ので、漏れインダクタンスを調整でき、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたり、コア形状を変えたりしなくても済む。さらに、一次コイルまたは二次コイルのうちの一方を先に巻けば、第１分割コイルと第２分割コイルとが壁の役割をするので、それらの間に他方のコイルを巻きやすくなり、隔壁を設けなくて済み、小型化に資する。
なお、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたり、コア形状を変えたりすることを併用すれば、さらに結合度を調整することが出来るので、必要であれば、これらを併用してもよい。

また、上記第１の観点による漏洩トランスでは、耐絶縁性に優れた三層絶縁電線を用いるため、一次コイル−二次コイル間に十分な絶縁耐圧が得られ、隔壁を設けなくて済み、小型化に資する。

また、上記第１の観点による漏洩トランスでは、一つの巻線線材を扁平形状としたため、断面略円形の一つの巻線線材を用いるよりも線材間の空間を少なくでき、小型化に資する。

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による漏洩トランスにおいて、前記一次コイルまたは二次コイルのうちの一方のコイルはα巻きであることを特徴とする漏洩トランスを提供する。
上記第２の観点による漏洩トランスでは、一次コイルまたは二次コイルのうちの一方のコイルがα巻きであるため、第１分割コイルになる部分と第２分割コイルになる部分とを有する一つのコイルとして製造でき、第１分割コイルと第２分割コイルとを別体に製造してから両者を接続するよりも手間が省け、製造工数の削減や、接続端子等の部品を必要としない。

本発明の漏洩トランスによれば、単に一次コイルの横に並べて二次コイルを設けた構成に比べて漏れインダクタンスの最小値を小さくすることが出来る。また、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたりコア形状を変えたりしなくても漏れインダクタンスを調整することが出来る。さらに、耐絶縁性に優れた三層絶縁電線を複数本平行に並べて一つの扁平な巻線線材とした線材を用いるため、一次コイル−二次コイル間に隔壁を設けなくて済み、小型化に資する。

実施例１に係る漏洩トランスを示す断面図である。実施例１に係る漏洩トランスを示す斜視図である。実施例１に係る漏洩トランスのコアと一次コイルと二次コイルとを示す分解斜視図である。実施例１に係る漏洩トランスの一次コイルを示す斜視図である。実施例１に係る漏洩トランスの二次コイルを示す斜視図である。実施例１に係る漏洩トランスの特性図である。実施例２に係る漏洩トランスの特性図である。比較例１に係る漏洩トランスの特性図である。比較例２に係るトランスの特性図である。実施例４に係る漏洩トランスを示す分解斜視図である。参考例１に係る漏洩トランスを示す分解斜視図である。実施例５に係る漏洩トランスの一次コイル及び二次コイルを示す斜視図である。実施例６に係る漏洩トランスの一次コイル及び二次コイルを示す斜視図である。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

−実施例１−
図１は、実施例１に係る漏洩トランス１００を示す断面図である。
この漏洩トランス１００は、コア１ａ，１ｂと、コイルボビン２と、一次コイル１０と、二次コイル２０とを具備している。

コア１ａ，１ｂは、それぞれ短軸方向の断面がＴ字形であり、長軸方向の断面がＥ字形である。図３に、全体形状が表されている。
図２に示すように、コア１ａ，１ｂは、互いに突き合わせるように組み合わせられる。

コイルボビン２は、コア１ａ，１ｂを入れるための空間を中央に有する筒部２ａと、その筒部２ａの両端の鍔部２ｂ，２ｂを有している。

一次コイル１０は、５５本の線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線を撚った撚線の外周にテープ巻き或いは押出あるいはそれらの組合せにより３層の樹脂絶縁層を設けた断面略円形の三層絶縁電線を３本平行に並べて一つの扁平な巻線線材とし、その巻線線材をα巻きしたものであり、第１分割コイル１１および第２分割コイル１２の２つのコイル部がある。なお、第１分割コイル１１および第２分割コイル１２をつなぐ渡り部が通常のα巻きよりも長くなっている。１０ａ，１０ｂは、一次コイル引出線である。図４に全体形状が表されている。
一次コイル１０の巻数は１３ターンであり、第１分割コイル１１の巻数を６ターンとし、第２分割コイル１２の巻数を７ターンとしている。

二次コイル２０は、５５本の線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線を撚った撚線の外周にテープ巻き或いは押出あるいはそれらの組合せにより３層の樹脂絶縁層を設けた断面略円形の三層絶縁電線を３本平行に並べて一つの扁平な巻線線材とし、その巻線線材を積層巻きしたものであり、一次コイル１０の第１分割コイル１１と第２分割コイル１２の間に巻かれている。２０ａ，２０ｂは、二次コイル引出線である。図５に全体形状が表されている。
二次コイル２０の巻数は２１ターンである。

図２は、漏洩トランス１００の斜視図である。
図３は、漏洩トランス１００のコア１ａ，１ｂと一次コイル１０と二次コイル２０とを示す分解斜視図である。
図４は、一次コイル１０を示す斜視図である。
図５は、二次コイル２０を示す斜視図である。

図６は、漏洩トランス１００の特性図である。
二次コイル２０をオープンにし、一次コイル１０に測定器を接続して測定した結果、１次励磁インダクタンスは１００ｋＨｚにおいて８１０μＨであり、１次漏れインダクタンスは１００ｋＨｚにおいて５．４μＨであり、共振周波数は６２３ｋＨｚであった。

実施例１の漏洩トランス１００によれば、次の効果が得られる。
（１）一次コイル１０の第１分割コイル１１と第２分割コイル１２とで二次コイル２０を挟んで配置した構成なので、単に一次コイルの横に並べて二次コイルを設けた構成に比べて、一次コイル１０と二次コイル２０の結合度を上げることができ、漏れインダクタンスの最小値を小さくすることが出来る。
なお、実施例１では、第１分割コイル１１と第２分割コイル１２の巻数比が１：１に近いため、漏れインダクタンスの値５．４μＨはほぼ最小値である。

（２）第１分割コイル１１と第２分割コイル１２の巻数比を変えることにより漏れインダクタンスを調整でき、一次コイルと二次コイルの間の空隙幅を変えたり、コア形状を変えたりしなくても済む。
なお、実施例１では、第１分割コイル１１と第２分割コイル１２の巻数比が１：１に近いが、巻数比を１：１から遠ざければ（例えば一次コイル１０の巻数１３ターンは変えずに、第１分割コイル１１の巻数を５ターンとし、第２分割コイル１２の巻数を８ターンとする。）、漏れインダクタンスの値を最小値５．４μＨよりも大きく出来る。

（３）一次コイル１０を先に巻くので、その第１分割コイル１１と第２分割コイル１２とが壁の役割をし、それらの間に二次コイル２０を巻きやすくなり、隔壁を設けなくて済み、小型化できる。

（４）一次コイル１０がα巻きであるため、第１分割コイル１１の部分と第２分割コイルになる部分とを有する一つのコイルとして製造でき、第１分割コイルと第２分割コイルとを別体に製造してから両者を接続するよりも手間が省け、製造工数の削減や、接続端子等の部品を必要としない。

（５）耐絶縁性に優れた三層絶縁電線を用いるため、一次コイル−二次コイル間に十分な絶縁耐圧が得られ、隔壁を設けなくて済み、小型化できる。
（６）一つの巻線線材を扁平形状としたため、断面略円形の一つの巻線線材を用いるよりも、線材間の空間を少なくでき、小型化できる。

−実施例２−
実施例１における巻線線材（三層絶縁電線を３本平行に並べて一つの扁平な巻線線材としたもの）の代わりに、扁平な編組線を用いてもよい。
図７は、線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線２４０本を編組した編組線で一次コイル１０を巻き、線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線１６８本を編組した編組線で二次コイル２０を巻いた構成の漏洩トランスの特性図である。
二次コイルＳ１をオープンにし、一次コイルＰ１に測定器を接続して測定した結果、１次励磁インダクタンスは１００ｋＨｚにおいて８４６μＨであり、１次漏れインダクタンスは１００ｋＨｚにおいて５．９μＨであり、共振周波数は３９７ｋＨｚであった。
実施例１と比べると、線材間の空間が少なくなり、共振周波数が低くなっている。

−実施例３−
実施例１の一次コイル１０を二次コイルとし、実施例１の二次コイル２０を一次コイルとしてもよい。

−比較例１−
図８の（ａ）は、単に一次コイルＰ１の横に並べて二次コイルＳ１を設けた構成の漏洩トランスの要部断面図である。図８の（ｂ）は、その特性図である。なお、実施例１と同じ線材（断面略円形の三層絶縁電線を３本平行に並べた一つの扁平な巻線線材）を用いた。
二次コイルＳ１をオープンにし、一次コイルＰ１に測定器を接続して測定した結果、１次励磁インダクタンスは１００ｋＨｚにおいて８３３μＨであり、１次漏れインダクタンスは１００ｋＨｚにおいて１０．９μＨであり、共振周波数は５９５ｋＨｚであった。
実施例１と比べると、１次漏れインダクタンスが２倍になっているが、これが最小値であり、これ以下にすることは出来ない。

−比較例２−
図９の（ａ）は、第１の一次コイルＰ１の外周に二次コイルＳ１を巻き、その二次コイルＳ１の外周に第２の一次コイルＰ２を巻き重ねた構成のトランスの要部断面図である。図９の（ｂ）は、その特性図である。なお、実施例１と同じ線材（断面略円形の三層絶縁電線を３本平行に並べた一つの扁平な巻線線材）を用いた。
二次コイルＳ１をオープンにし、一次コイルＰ１に測定器を接続して測定した結果、１次励磁インダクタンスは１００ｋＨｚにおいて８３２μＨであり、１次漏れインダクタンスは１００ｋＨｚにおいて０．８μＨであり、共振周波数は４９０ｋＨｚであった。
実施例１と比べると、１次漏れインダクタンスが小さすぎる。

−実施例４−
図１０は、実施例４に係る漏洩トランスを示す分解斜視図である。
この漏洩トランスは、例えば線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線２４０本を編組した編組線によるエッジワイズコイルで第１分割コイル１１及び第２分割コイル１２を構成し、それらを接続して一次コイル１０としたものである。一次コイル１０以外の構成は、実施例１と同様である。

−参考例１−
図１１は、参考例１に係る漏洩トランスを示す分解斜視図である。
この漏洩トランスは、例えば線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線２４０本を編組した編組線によるエッジワイズコイルで二次コイル２０を構成したものである。二次コイル２０以外の構成は、実施例４と同様である。

−実施例５−
図１２の（ａ）は、実施例５に係る漏洩トランスの一次コイル１０及び二次コイル２０を示す斜視図である。同図（ｂ）は、一次コイル１０のみの斜視図である。
この漏洩トランスは、例えば５５本の線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線を撚った撚線の外周にテープ巻き或いは押出あるいはそれらの組合せにより３層の樹脂絶縁層を設けた断面略円形の三層絶縁電線１本により整列巻コイルで第１分割コイル１１及び第２分割コイル１２を構成し、それらをα巻きのように一体的に巻いて一次コイル１０としたものである。一次コイル１０以外の構成は、実施例１と同様である。

−実施例６−
図１３の（ａ）は、実施例６に係る漏洩トランスの一次コイル１０及び二次コイル２０を示す斜視図である。同図（ｂ）は、一次コイル１０のみの斜視図である。
この漏洩トランスは、例えば５５本の線径０．１ｍｍの銅及び銅合金素線を撚った撚線の外周にテープ巻き或いは押出あるいはそれらの組合せにより３層の樹脂絶縁層を設けた断面略円形の三層絶縁電線１本により整列巻コイルで第１分割コイル１１及び第２分割コイル１２を構成し、それらを接続して一次コイル１０としたものである。一次コイル１０以外の構成は、実施例１と同様である。

本発明の漏洩トランスは、放電灯の安定器、アーク溶接の安定器、電子レンジのマグネトロンの安定器、スイッチング電源、ＤＣ−ＤＣコンバータなどに利用することが出来る。

１ａ，１ｂコア
２コイルボビン
２ａ筒部
２ｂ鍔部
１０一次コイル
１１第１分割コイル
１２第２分割コイル
２０二次コイル
１００漏洩トランス

Claims

一次コイルと二次コイルとを横に並べて設けた漏洩トランスであって、前記一次コイルおよび二次コイルのうちの一方あるいは他方あるいは両方とも、複数の導体素線を撚った撚線の外周に３層の樹脂絶縁層を備えた断面略円形の三層絶縁電線を複数本平行に並べて一つの扁平な巻線線材とした線材を巻いたものであり、前記一次コイルまたは二次コイルのうちの一方のコイルを第１分割コイルと第２分割コイルとに２分割し、それら第１分割コイルと第２分割コイルの間に前記一次コイルまたは二次コイルのうちの他方のコイルを隔壁を設けずに挟んで配置したことを特徴とする漏洩トランス。
請求項１に記載の漏洩トランスにおいて、前記一次コイルまたは二次コイルのうちの一方のコイルはα巻きであることを特徴とする漏洩トランス。