JP6187806B2

JP6187806B2 - トランス

Info

Publication number: JP6187806B2
Application number: JP2013099504A
Authority: JP
Inventors: 友基竹内; 瀧口　敬; 敬瀧口; 純廣中; 大田　智嗣; 智嗣大田
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: US20160111206A1; EP2996122A1; JP2014220421A; WO2014181497A1; EP2996122A4

Description

本発明は、スイッチング電源等の大電流仕様に用いて好適な構成を備えたトランスに関するものである。

電気自動車等のスイッチング電源に使用されるトランスにあっては、大電流による発熱を抑えるために、コイルとして断面積が大きい導電体を用いたものが用いられている。例えば、下記特許文献１においては、高圧コイルおよび低圧コイルとして、断面積が大きい平角銅線をエッジワイズ巻きしたものを用いたトランスが提案されている。

また、他の大電流仕様のトランスとして、高圧コイルとして、交流抵抗値が小さい撚り線を用いたものも知られている。
図３は、この種のトランスを示すもので、ボビン１に撚り線を巻線して高圧コイル２を形成し、絶縁性を有する一対の有底円筒状のケース３、４内に収納して、これらケース３、４の底板３ａおよび天板４ａの外面上に、それぞれ金属平板を開環リング状に打ち抜き加工した低圧コイル５を高圧コイル２と同軸的に配置するとともに、一対のＥ型コア６の中足を低圧コイル５およびボビン１内に挿入し、かつ外足を低圧コイル５およびケース３、４の外周に位置させて閉磁路を形成させたものである。なお、図中符号７は、低圧コイル５とコア６との間に介装された絶縁性を有する円環板状のプレートである。

このようなトランスによれば、ケース３、４およびプレート７によって、高圧コイル２、低圧コイル５およびコア６間の沿面距離を確保することができる。
しかしながら、上記構成からなるトランスにあっては、上記沿面距離を確保するために、２つのケース３、４および２枚のプレート７を必要とするために、部品点数が増加して、部品の製造、管理および組立等のコストが増大してしまうという問題点があった。

そこで、上記ケース３、４を省いて、図４に示すように、ボビン８の鍔部８ａにおける軸線方向の厚さ寸法を大きくすることにより、沿面距離Ｌを確保する構成も考えられるが、高圧コイル２と低圧コイル５との離間距離が大きくなる結果、トランス全体の大型化を招くとともに、磁束の漏れ量が増加して特性の低下を招くという問題点が生じる。

また、高圧コイル２を構成する撚り線は、形状保持力に劣るために、高圧コイル２の巻線部分に撓みが生じて、低圧コイル５の接合部５ａと接近して高圧コイル２および低圧コイル５間の沿面距離が確保できなくなったり、あるいは高圧コイル２の引出線２ａに撓みが生じて、コア６との間の沿面距離が確保できなくなったりするおそれがある。

特開２０００−２２３３２０号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トランス全体の大型化を招くことなく容易に所定の絶縁距離を確保することができるとともに、構成部品の点数を減らしてコストの低減化も図ることが可能になる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、巻線部の端部に鍔部が形成された第１のボビンと、この第１のボビンの上記巻線部の外周に巻回された第１のコイルと、この第１のコイルと同軸的に上記鍔部に隣接して配置された第２のコイルと、これら第１および第２のコイルの外周に配置されて閉磁路を形成するコアと、上記第２のコイルと上記コアとの間に配置された平板状の絶縁部材とを備えたトランスにおいて、上記第１のボビンの上記鍔部の外周部に、上記第１のボビンの軸線方向に延出して上記第２のコイルの外周を囲繞するとともに先端部が上記絶縁部材に当接する筒状の突出部を形成し、かつ上記絶縁部材の上記第２のコイルとの対向面に、上記突出部と上記第２のコイルの外周との間に突出して先端部が上記鍔部に当接する第２の突出部を形成したことを特徴とするものである。

さらに、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、上記第１のコイルが、上記巻線部に撚り線が巻回されてなる高圧コイルであり、かつ上記第２のコイルが、金属平板によって開環リング状に形成された低圧コイルであることを特徴とするものである。

請求項１または２に記載の発明によれば、第１のコイルが巻回された第１のボビンの鍔部の外周部に、軸線方向に延出して第２のコイルの外周を囲繞する筒状の突出部を形成するとともに、上記第２のコイルとコアとの間に平板状の絶縁部材の第２のコイルとの対向面に、上記突出部と第２のコイルの外周との間に突出する第２の突出部を形成しているために、第１のコイルと第２のコイルとの間の沿面距離を、上記突出部の軸線方向の長さ寸法に、突出部と第２の突出部との重複部分の軸線方向の長さ寸法を加えた分、増大させることができる。

このため、上記突出部の長さ寸法を適宜設定することにより、第１および第２のコイル間に所定の沿面距離を確保することが可能になる。この結果、トランス全体の大型化を招くことなく容易に所定の絶縁距離を確保することができるとともに、従来のように絶縁用のケースを要しないために、構成部品の点数を減らしてコストの低減化も図ることもできる。

本発明に係るトランスの第１の実施形態を示す縦断面図である。従来のトランスを示す縦断面図である。従来の他のトランスを示す縦断面図である。図３を側面視した縦断面図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るトランスの第１の実施形態を示すもので、図中符号１０はボビン（第１のボビン）である。
このボビン１０は、円筒状の巻線部１０ａの両端部に、円環板状の鍔部１０ｂが一体に形成されたもので、巻線部１０ａの外周に、撚り線がα巻されることにより高圧コイル（第１のコイル）１１が形成されている。そして、ボビン１０の両端部の鍔部１０ａの外面には、それぞれ低圧コイル（第２のコイル）１２が配置されている。

この低圧コイル１２は、銅板（金属平板）を開環リング状に打ち抜き加工したもので、高圧コイル１１と同軸的に配置されている。
そして、これら高圧コイル１１が巻回されたボビン１０および低圧コイル１２は、絶縁性を有するケース１３内に収納されている。

ここで、ケース１３は、円板状の底板（絶縁部材）１４と、この底板１４の外周縁に一体に形成されて高圧コイル１１および低圧コイル１２の外周を囲繞する円筒状の側壁１５とから構成された有底円筒状のもので、開口部がキャップ（絶縁部材）１６によって塞がれている。

そして、これらケース１３およびキャップ１６の外周に、閉磁路を形成する一対のＥ型コア１７が対向配置されている。これらＥ型コア１７は、互いの中足１７ａがケース１３およびキャップ１６の中心部に形成された開口部からボビン１０の貫通孔内に挿入されるとともに、外足１７ｂがケース１３の側壁１５に沿って配置されている。

さらに、このトランスにおいては、ボビン１０の両方の鍔部１０ｂの外周縁部に、それぞれボビン１０の軸線方向に延出して低圧コイル１２の外周を囲繞する円筒状の突出部１８が一体に形成されている。また、ケース１３の底板１４およびキャップ１６の低圧コイル１２との対向面には、それぞれ突出部１８と低圧コイル１２の外周との間においてボビン１０の鍔部１０ｂ側へと突出する円筒状の第２の突出部１９が一体に形成されている。

ここで、突出部１８は、その軸線方向の長さ寸法が、ボビン１０および低圧コイル１２をケース１３内に収納してキャップ１６を装着した状態において、突出部１８の先端部がケース１３の底板１４またはキャップ１６に当接する長さ寸法に形成されている。

また、第２の突出部１９は、低圧コイル１２を収納して、当該低圧コイル１２の軸線と直交する方向への移動を規制する位置に形成されるとともに、その軸線方向の長さ寸法が、ボビン１０および低圧コイル１２をケース１３内に収納してキャップ１６を装着した状態において、先端部がボビン１０の鍔部１０ｂに当接する長さ寸法に形成されている。

以上の構成からなるトランスにおいては、高圧コイル１１が巻回されたボビン１０の鍔部１０ｂの外周縁部に、それぞれ低圧コイル１２の外周を囲繞する円筒状の突出部１８を形成するとともに、さらにケース１３の底板１４およびキャップ１６の低圧コイル１２との対向面に、それぞれ突出部１８と低圧コイル１２の外周との間においてボビン１０の鍔部１０ｂ側に向けて突出する第２の突出部１９を形成している。

この結果、高圧コイル１１と低圧コイル１２との間の沿面距離Ｌ₁は、高圧コイル１１の外周から突出部１８の軸線方向の長さ寸法に、さらに突出部と第２の突出部との重複部分の軸線方向の長さ寸法を加えたものになる。また、高圧コイル１１とコア１７との間の沿面距離Ｌ₂は、高圧コイル１１の外周から突出部１８の軸線方向の長さ寸法（＝キャップ１６までの長さ寸法）になる。

このように、上記突出部１８および第２の突出部１９によって、高圧コイル１１と低圧コイルとの間の沿面距離Ｌ₁および高圧コイル１１とコア１７との間の沿面距離Ｌ₂を増大させることができるために、突出部１８および第２の突出部１９の軸線方向の長さ寸法を適宜設定することにより、要求される沿面距離を確保することができる。

このため、トランス全体の大型化を招くことなく容易に所定の絶縁距離Ｌ₁、Ｌ₂を確保することができる。しかも、図３に示した従来のものと比較して、構成部品の点数を減らしてコストの低減化も図ることもできる。
加えて、組立時に、ケース１３の底板１４およびキャップ１６に形成した第２の突出部１９によって、低圧コイル１２の位置決めおよび組み込みを、極めて容易に行うことができるという効果も得られる。

１０ボビン（第１のボビン）
１０ａ巻線部
１０ｂ鍔部
１１高圧コイル（第１のコイル）
１２低圧コイル（第２のコイル）
１４ケースの底板（絶縁部材）
１６キャップ（絶縁部材）
１７Ｅ型コア
１８突出部
１９第２の突出部
Ｌ_１沿面距離

Claims

巻線部の端部に鍔部が形成された第１のボビンと、この第１のボビンの上記巻線部の外周に巻回された第１のコイルと、この第１のコイルと同軸的に上記鍔部に隣接して配置された第２のコイルと、これら第１および第２のコイルの外周に配置されて閉磁路を形成するコアと、上記第２のコイルと上記コアとの間に配置された平板状の絶縁部材とを備えたトランスにおいて、
上記第１のボビンの上記鍔部の外周部に、上記第１のボビンの軸線方向に延出して上記第２のコイルの外周を囲繞するとともに先端部が上記絶縁部材に当接する筒状の突出部を形成し、
かつ上記絶縁部材の上記第２のコイルとの対向面に、上記突出部と上記第２のコイルの外周との間に突出して先端部が上記鍔部に当接する第２の突出部を形成したことを特徴とするトランス。
上記第１のコイルは、上記巻線部に撚り線が巻回されてなる高圧コイルであり、かつ上記第２のコイルは、金属平板によって開環リング状に形成された低圧コイルであることを特徴とする請求項１に記載のトランス。