CN1224987C - 非接触式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非接触式变压器，在使变压器载置于外壳的底面的状态下，在将树脂注入变压器的空心部时，可不会将残留空气封入树脂中。以埋没在充填于一次侧外壳(2)内的树脂(6)中的同时、一端面载置于一次侧外壳(2)的底面(2a)的方式将一次侧变压器(3)配置于一次侧外壳(2)的内部。在上述一次侧变压器(3)的空心部(1)形成开口面积随着远离一次侧外壳(2)的底面(2a)而变宽的倾斜内面(7)。

Description

非接触式变压器

技术领域

本发明涉及在相对向配置的一次侧变压器和二次侧变压器之间利用电磁感应进行非接触式电力传输的非接触式变压器。

背景技术

目前，如图5所示，非接触式变压器T在构造上是将内藏于一次侧外壳2的一次侧变压器3和内藏于二次侧外壳4的二次侧变压器5相对向配置，可以利用在一次侧变压器3所具备的一次侧线圈部8和二次侧变压器5所具备的二次侧线圈部9之间发生的电磁感应在一次侧变压器3和二次侧变压器5之间进行非接触式电力传输。例如，该非接触式变压器T配置于在浴室使用的电动牙刷或电刮胡刀等电器X和对该电器X充电的充电器Y之间使用，即，即使电器X处于被水弄湿的状态，也不会直接接触端子等通电的部分而使电器X和充电器Y之间通电，可使充电器Y安全的对该电器X充电。在此，就该非接触式变压器T来说，由于电磁感应的效率上的理由，在一次侧外壳2及二次侧外壳4的彼此相对向的部位的内面部分分别放置一次侧变压器3及二次侧变压器5，使得使一次侧变压器3和二次侧变压器5尽量接近，而且由于制造费用上的理由，未设置使贯穿一次侧变压器3及二次侧变压器5的空心部1的铁心等的芯构件。而且，若将一次侧外壳规定为上述的充电器Y，由于防水上、散热上的理由，向一次侧外壳2的内部注入树脂6，而且将一次侧变压器3埋设成完全没入该树脂6中(图6)。

如上所述，在朝一次侧外壳2的内部注入树脂6的情况时，朝一次侧外壳2的面对二次侧外壳4的部分即底面2a，将树脂6注入一次侧外壳2的内部。在此，为了使一次侧变压器3埋入于该树脂6中，需要将树脂6也注入一次侧变压器3的空心部1。为了将树脂6充填于一次侧变压器3的空心部1，必须使原本位于空心部1的空气朝空心部1外排出，其排出量为欲将树脂6充填入于空心部1的量。但如上所述，因一次侧变压器3载置于一次侧外壳2的底面2a，其空心部1不仅开口面积窄而且近乎死巷状的空间，位于空心部1的空气难自狭窄开口排出，而难以向一次侧变压器3的空心部1充填树脂6。此外，一旦将树脂6注入，使其覆盖于一次侧变压器3的空心部1时，位于一次侧变压器3的空心部1的底部1a的空气未完全排掉，可能被封入于树脂6中成为残留空气15(图6)。于是，残留空气15被封入而残留于树脂6中时，如此则于一次侧变压器3重复通电而一次侧变压器3发热等情况下，该树脂6中的残留空气15会膨胀，而会导致一次侧外壳2的损坏·变形，为其问题点。

发明内容

本发明鉴于上述问题点，其目的在于提供一种非接触式变压器，即使在将变压器载置于外壳的底面的状态下，在将树脂注入至变压器的空心部时，也可避免将残留空气封入树脂中。

为达到上述目的，本发明提供一种非接触式变压器，将内藏于一次侧外壳的一次侧变压器和内藏于二次侧外壳的二次侧变压器相对向配置，在一次侧变压器所具备的一次侧线圈部和在二次侧变压器所具备的二次侧线圈部之间发生电磁感应，因此，使该在一次侧变压器和二次侧变压器之间进行非接触式电力传输；使该非接触式变压器埋没于充填在一次侧外壳内的树脂中，并以该非接触式变压器下方的一端面载置于一次侧外壳的底面的方式，配置于一次侧外壳的内部的一次侧变压器中，在所述一次侧变压器与底部呈实质上相互垂直的形态而形成的空心部形成开口面积，随着远离一次侧外壳的底面而变宽的倾斜内面。

该一次侧变压器的电线，系卷绕于相对于一次侧变压器的轴心方向呈实质上平行的圆筒面。

依据一次侧变压器的直径的大小而形成的阶梯部，系形成在一次侧变压器的空心部，且所述阶梯部位于一次侧变压器上方的开口面积，系朝一次侧变压器的远离一次侧外壳的底面的方向逐渐变宽；其中，设一次侧变压器在轴心方向的高度尺寸为E、自一次侧外壳的底面至一次侧变压器的一次侧线圈部为止的高度距离尺寸为F时，设定该阶梯部的上升尺寸D满足D≤(B-A)/4，其中，A为空心部底部的内径，B为空心部的开口径，且B＞A，并且，设定阶梯部在水平方向的往轴心的突出尺寸C满足C≤(E-F)/2。

自筒周面贯穿空心部的贯穿孔设置在一次侧变压器，且所述贯穿孔的孔径系形成为比空心部的直径小，其中，设倾斜内面的以一次侧外壳的底面为基准的倾斜角为β、该贯穿孔的以一次侧外壳的底面为基准的倾斜角为α时，具有0＜α＜β的关系。

换言之，本发明的权利要求1所述的非接触式变压器，将内藏于一次侧外壳2的一次侧变压器3和内藏于二次侧外壳4的二次侧变压器5相对向配置，利用在一次侧变压器3所具备的一次侧线圈部8和二次侧变压器5所具备的二次侧线圈部9之间发生的电磁感应在一次侧变压器3和二次侧变压器5之间进行非接触式电力传输，其特征在于：在以埋没在充填于一次侧外壳2内的树脂6中的同时、一端面载置于一次侧外壳2的底面2a的方式配置于一次侧外壳2的内部的一次侧变压器3中，在所述一次侧变压器3的空心部1形成开口面积随着远离一次侧外壳2的底面2a而变宽的倾斜内面7。由此，因空心部1的开口形成为具有比空心部1的底部宽的面积，在使树脂6流入空心部1时，可使在充填树脂6之前位于空心部1的空气自空心部1的宽开口排向空心部1外，使得不会将位于空心部1的空气作为残留空气15(参照图6)封入树脂6内，可使向空心部1充填树脂6，并且，因空心部1具有倾斜内面7，使树脂6沿着该倾斜内面7流入空心部1时，树脂6朝空心部1的底侧顺畅的流入，可使在充填树脂6之前位于空心部1的空气自空心部1的宽开口排向空心部1外，可消除将位于空心部1的空气作为残留空气15封入树脂6内。

并且，权利要求2所述的非接触式变压器，其特征在于：在权利要求1所述的非接触式变压器中，将一次侧变压器3的一次侧线圈部8设置成在平行于一次侧变压器3的轴心方向而形成的筒周面卷绕电线。由此，因使得在一次侧变压器3的筒周面中相对于一次侧变压器3的轴心方向平行的部分设置一次侧线圈部8，在形成一次侧线圈部8时进行的绕线作业变得容易，即，因可简化制造，可以马上与量产工序相对应。

并且，权利要求3所述的非接触式变压器，其特征在于：在权利要求1所述的非接触式变压器中，在一次侧变压器3的空心部1设置依据直径的大小形成的阶梯部10，利用该阶梯部10使得开口面积朝一次侧变压器的远离一次侧外壳的底面的方向逐渐变宽。由此，通过设置阶梯部10，使自空心部1的开口流入空心部1内的树脂6流向空心部1的底侧的速度变慢，因此，因可使位于空心部1的空气自开口排向空心部1外的时间变长，可更消除将残留空气15封入在空心部1所充填的树脂6中。

并且，权利要求4所述的非接触式变压器，其特征在于：在权利要求1所述的非接触式变压器中，在一次侧变压器3设置自筒周面贯穿空心部1的贯穿孔11，而且将该贯穿孔11的孔径形成为比空心部1的内径小。由此，可使在一次侧外壳2和一次侧变压器3之间充填的树脂6经由孔径比空心部1的内径小的贯穿孔11缓慢地流入空心部1，或可使被封入在空心部1所充填的树脂6中残存空气15经由贯穿孔11排向空心部1外，可更消除将残留空气15封入在空心部1所充填的树脂6中。

附图说明

图1是表示本发明的实施例、即表示一次侧变压器相对于一次侧外壳的配置状态的侧剖视图。

图2是表示本发明的另外实施例、即表示提高了一次侧线圈部的制造性的一次侧变压器相对于一次侧外壳的配置状态的侧剖视图。

图3是表示本发明的另外实施例、即表示设置有阶梯部的一次侧变压器相对于一次侧外壳的配置状态的侧剖视图。

图4是表示本发明的另外实施例、即表示设有贯穿孔的一次侧变压器相对于一次侧外壳的配置状态的侧剖视图。

图5是表示现有技术例的非接触式变压器的侧剖视图。

图6是表示同上的现有技术例、将一次侧变压器配置于一次侧外壳内且埋入于该树脂中的侧剖视图。

符号说明：1空心部，2一次侧外壳，3一次侧变压器，4二次侧外壳，5二次侧变压器，6树脂，7倾斜内面，8一次侧线圈部，9二次侧线圈部，10阶梯部，11贯穿孔。

具体实施方式

图1表示本发明的实施例。在图1表示构成非接触式变压器T(参照图5)的一次侧变压器3相对于一次侧外壳2的配置状态。在现有技术中也曾谈到，非接触式变压器T在构造上是将内藏于一次侧外壳2的一次侧变压器3和内藏于二次侧外壳4的二次侧变压器5相对向配置的，使得可利用在一次侧变压器3所具备的一次侧线圈部8和二次侧变压器5所具备的二次侧线圈部9之间发生的电磁感应在一次侧变压器3和二次侧变压器5之间进行非接触式电力传输。而且，该非接触式变压器T利用该非接触式电力传输，配置于在浴室使用的电动牙刷或电刮胡刀等电器X和对该电器X充电的充电器Y之间使用。

在本实施例中，也设想将该非接触式变压器T配置于在浴室使用的电动牙刷或电刮胡刀等电器X和对该电器X充电的充电器Y之间使用，于是，设想将一次侧外壳2称为充电器外壳，而且将一次侧变压器3称为充电器侧变压器，又将二次侧外壳4称为电器外壳，而且将二次侧变压器5称为电器侧变压器。

构成该非接触式变压器的一次侧变压器3及二次侧变压器5分别以在内部具有中空部分的空心部1的筒状本体构成主体，具备使在该筒状本体的一部分将电线朝圆周方向卷绕的线圈部。将该一次侧变压器3及二次侧变压器5相对向配置，这种配置是在各自的筒状本体的筒端面间相对向的同时，使各自的空心部1的轴心位于同一线上。此外，就该线圈部来说，设置于筒状本体的中相对向的筒端面的附近位置，详细地说，在筒状本体形成自筒周面朝径向凹设的凹条部13，在该凹条部13卷绕电线而形成。在此，将一次侧变压器3的线圈部称为一次侧线圈部8，将二次侧变压器5的线圈部称为二次侧线圈部9。如上所述，使通电的一次侧线圈部8通过电磁感应现象使在二次侧线圈部9产生电，即，在一次侧线圈部8和二次侧线圈部9之间进行非接触式电力传输。在本实施例中，一次侧线圈部8及二次侧线圈部9设置于一次侧变压器3及二次侧变压器5的相对向部位的附近，即，因一次侧线圈部8及二次侧线圈部9配置相靠近，成为尽量防止非接触式变压器T的电力传输的效率的降低的构造。此外，图中12是与向一次侧线圈部8供电的电线或印刷电路板等连接的导线端子。而且，具有上述的构造的一次侧变压器3及二次侧变压器5分别配置于一次侧外壳2的内部及二次侧外壳4的内部。这是为了使一次侧变压器3和二次侧变压器5的距离尽量小，而使一次侧变压器3及二次侧变压器5的相对向的各自的筒端面分别与相对向的一次侧外壳2的底面2a及二次侧外壳4的底面4a接触。

此外，就一次侧变压器3的空心部1的形状来说，使开口面积随着远离一次侧变压器3接触的一次侧外壳2的底面2a而变宽地形成(设空心部1的开口径为B、设空心部1的底部1a为A时，具有B＞A的关系)。在本实施例中，如图1所示，在空心部1的轴心方向随着远离一次侧外壳2的底面2a使空心部1的内径变宽的倾斜内面7设置成遍及空心部1的侧面整体，即空心部1形成为向上方开口的近乎圆锥空间状。

就设置于一次侧外壳2的一次侧变压器3的配置来说，与现有技术一样，使一次侧变压器3完全埋没于在一次侧外壳2的内部所注入的树脂6中。在向一次侧外壳2的内部注入树脂6时，使一次侧外壳2的底面2a位于下方，作为容器的底，使向一次侧变压器3的筒外部分和一次侧外壳2之间注入树脂6(箭头G)。使一次侧变压器3完全埋没于该树脂6时，对空心部1也充填该树脂6，但是这是通过在一次侧变压器3的筒外部分和一次侧外壳2之间逐渐贮存的树脂6越过一次侧变压器3的空心部1的开口边缘部分后逐渐流入空心部1的内部而进行的(箭头H)。在此，本例的空心部1形成为向上方开口的近乎圆锥空间状，即因空心部1具有宽的开口，而且具有随着往底侧使内径变小的倾斜面状的倾斜内面7，流入空心部1的树脂6使原本位于空心部1的空气自空心部1的宽的开口排向空心部1外，自宽的开口沿着倾斜内面7顺畅的朝空心部1的底部1a方向流入下去。于是，在向空心部1充填树脂6时，可使得不会将原本位于空心部1的空气作为残留空气(参照图6)15封入树脂6内。因此，因一次侧变压器3利用未封入残留空气15的树脂6覆盖后配置于一次侧外壳2内部，即使通电的一次侧变压器3发热，也可使得不会发生该残留空气15的膨胀引起的树脂6的裂开或一次侧外壳2的变形或损坏。

以下列举本发明的另外实施例。因这些实施例是变更上述的实施例的一次侧变压器3的形状而得到的，所以省略重复部分的说明，只说明变更点。

图2所示的本发明的另外实施例，是在相对于一次侧变压器3的轴心方向平行的形成的筒周面上卷绕电线而设置一次侧变压器3的一次侧线圈部8的实施例。即，缠绕电线的凹条部13的底面形成为相对于一次侧变压器3的轴心方向平行的面。于是，由于在筒周面缠绕电线的凹条部13的底面、即凹条部13中的筒周面相对于一次侧变压器3的轴心方向平行，所以对一次侧变压器3缠绕电线的作业变得容易，尤其是可以很容易适应于机械式地将电线卷绕于一次侧变压器3上而进行的量产工序。

图3所示的本发明的另外实施例，是在空心部1设置依据直径的大小形成的阶梯部10、利用该阶梯部10使得开口面积朝一次侧变压器3的远离一次侧外壳2的底面的方向逐渐变宽的实施例。在本实施例中，除了上述的实施例的空心部1的倾斜内面7以外，在上下连设2个阶梯部10，使得在该空心部1的开口的附近位置的部分变成2层阶梯状。设一次侧变压器3在轴心方向的高度尺寸为E、自一次侧外壳2的底面至一次侧变压器3的一次侧线圈部8为止的高度距离尺寸为F时，设定该阶梯部10的上升尺寸D满足D≤(B-A)/4，并且，设定阶梯部10在水平方向的往轴心的突出尺寸C满足C≤(E-F)/2。于是，通过在空心部1设置阶梯部10，自空心部1的开口流入的树脂6往空心部1的底部1a的流入速度变成更慢的速度。树脂6往空心部1的底部1a的流入速度变慢时，可提供用以将在空心部1原有的空气排向空心部1外的时间，于是，可更不用担心将残留空气15封入在空心部1所充填的树脂6中。于是，可更加降低因使通电的一次侧变压器3发热而发生的树脂6中的残留空气15的膨胀所引起的一次侧外壳2的变形或损坏的发生。

图4所示的本发明的另外实施例，是在一次侧变压器3设置自筒周面向空心部1贯穿的贯穿孔11、同时将该贯穿孔11的孔径形成为比空心部1的内径小的实施例。在本实施例中，在一次侧变压器3的周围方向的多处设置贯穿孔11，具有随着接近空心部1靠向一次侧外壳2的底面2a方向的倾斜，也就是说，在筒周面的贯穿孔11的孔开口，在空心部1之内，系位于与一次侧外壳2的底面2a相反的方向(也就是上方)。并且，空心部1与上述的实施例一样地形成倾斜内面7。在此，设倾斜内面7的以一次侧外壳2的底面2a为基准的倾斜角为β、该贯穿孔11的以一次侧外壳2的底面2a为基准的倾斜角为α时，具有0＜α＜β的关系。

于是，就设置了贯穿孔11的一次侧变压器3来说，向一次侧外壳2内注入树脂6时，在向一次侧变压器3的筒外部分和一次侧外壳2之间注入树脂6的情况下(箭头G)，在一次侧变压器3的筒外部分和一次侧外壳2之间逐渐贮存的树脂6经由该贯穿孔11流入一次侧变压器3的空心部1(箭头J)。在此，因贯穿孔11倾斜成随着接近空心部1接近一次侧外壳2的底面2a，树脂6利用其自重自贯穿孔11顺畅的流落至空心部1。并且，因该贯穿孔11的孔径形成为比空心部1的内径小，就经由贯穿孔11流入空心部1的树脂6来说，变成少量的树脂6连续的流入，于是，可防止树脂6以树脂6一下子就塞住空心部1的底部1a的形式流入空心部1，因此，可避免将空心部1原有的空气作为残留空气15封入在空心部1充填的树脂6中。

并且，将树脂6注入一次侧外壳2内时，在使树脂6自空心部1的开口流入的情况下(箭头I)，空心部1与上述的实施例一样，因设置使得开口面积随着远离一次侧外壳2的底面2a而变宽的倾斜内面7，自开口流入该空心部1的树脂6缓慢的沿着倾斜内面7充填空心部1，树脂6不会以树脂6一下子就塞住空心部1的底部1a的形式流入空心部1，于是，可避免将空心部1原有的空气作为残留空气15封入在空心部1充填的树脂6中的情形。在此，若空心部1原有的空气作为残留空气15残留于尚具流动性的树脂6内，也可使该残留空气15经由贯穿孔11排向一次侧变压器3的筒外部(箭头K)，即可使贯穿孔11发挥排除残留空气15的作用，于是，可更加减少将空心部1原有的空气作为残留空气15封入在空心部1充填的树脂6中的情形。

于是，通过在一次侧变压器3设置贯穿孔11，可使树脂6经由贯穿孔11缓慢的流入空心部1，或使在空心部1充填的树脂6所封入的残留空气15经由贯穿孔11排向空心部1外，在任一种情况下，都可更消除在空心部1充填的树脂6封入的残留空气15的可能性。

(发明效果)

如上所述，就本发明的权利要求1所述的非接触式变压器来说，在一次侧外壳的内部配置一次侧变压器，使得埋没于在一次侧外壳内充填的树脂中的同时，使一端面载置于一次侧外壳的底面，在该一次侧变压器的空心部形成使得开口面积随着远离一次侧外壳的底面而变宽的倾斜内面，自具有面积比空心部的底部大的空心部的开口流入空心部的树脂沿着倾斜内面顺畅的流入空心部内，此时，使在充填树脂之前位于空心部的空气自空心部的宽开口排向空心部外，于是可使向空心部充填而不会将位于空心部的空气作为残留空气封入树脂内，因此，在通电而使一次侧变压器发热时，也可防止因树脂内的残留空气膨胀而发生一次侧外壳的变形等。

并且，本发明的权利要求2所述的非接触式变压器，除了权利要求1的效果以外，因在相对于一次侧变压器的轴心方向平行地形成的筒周面上卷绕电线而设置了一次侧变压器的一次侧线圈部，所以在形成一次侧线圈部时，进行的绕线作业可变得容易，即，因可简化制造，可以马上适应量产工序。

并且，本发明的权利要求3所述的非接触式变压器，除了权利要求1的效果以外，因在一次侧变压器的空心部设置依据直径的大小形成的阶梯部，利用该阶梯部使得开口面积朝一次侧变压器的远离一次侧外壳的底面的方向逐渐变宽，使自空心部的开口流入空心部内的树脂流向空心部的底侧的速度变慢，因此，因可使位于空心部的空气自开口排向空心部外的时间变长，可更消除将残留空气封入在空心部所充填的树脂中，于是，在通电而使一次侧变压器发热时，也可更防止因树脂内的残留空气膨胀而发生一次侧外壳的变形等。

并且，权利要求4所述的非接触式变压器，在权利要求1中，因在一次侧变压器设置自筒周面贯穿空心部的贯穿孔，而且将该贯穿孔的孔径形成为比空心部的内径小，可使在一次侧外壳和一次侧变压器之间充填的树脂经由孔径比空心部的内径小的贯穿孔缓慢的流入空心部，或可使被封入在空心部所充填的树脂中的残存空气经由贯穿孔排向空心部外，可更消除将残留空气封入在空心部所充填的树脂中，于是，在通电而使一次侧变压器发热时，也可更防止因树脂内的残留空气膨胀而发生一次侧外壳的变形等。

Claims (4)

1.一种非接触式变压器，将内藏于一次侧外壳的一次侧变压器和内藏于二次侧外壳的二次侧变压器相对向配置，在一次侧变压器所具备的一次侧线圈部和在二次侧变压器所具备的二次侧线圈部之间发生电磁感应，因此，使该在一次侧变压器与二次侧变压器之间进行非接触式电力传输，其特征在于：

使该非接触式变压器埋没于充填在一次侧外壳内的树脂中，并以该非接触式变压器下方的一端面载置于一次侧外壳的底面的方式，配置于一次侧外壳的内部的一次侧变压器中，在所述一次侧变压器与底部呈相互垂直的形态而形成的空心部形成开口面积，随着远离一次侧外壳的底面而变宽的倾斜内面。

2.如权利要求1所述的非接触式变压器，其特征在于：一次侧变压器的电线，系卷绕于相对于一次侧变压器的轴心方向呈平行的圆筒面。

3.如权利要求1所述的非接触式变压器，其特征在于：依据一次侧变压器的直径的大小而形成的阶梯部，系形成在一次侧变压器的空心部，且所述阶梯部位于一次侧变压器上方的开口面积，系朝一次侧变压器的远离一次侧外壳的底面的方向逐渐变宽，

其中，设一次侧变压器在轴心方向的高度尺寸为E、自所述一次侧外壳的底面至一次侧变压器的所述一次侧线圈部为止的高度距离尺寸为F时，设定该阶梯部的上升尺寸D满足D≤(B-A)/4，其中，A为空心部底部的内径，B为空心部的开口径，且B＞A，并且，设定阶梯部在水平方向的往轴心的突出尺寸C满足C≤(E-F)/2。

4.如权利要求1所述的非接触式变压器，其特征在于：自筒周面贯穿空心部的贯穿孔设置在一次侧变压器，且所述贯穿孔的孔径系形成为比空心部的直径小，

其中，设倾斜内面的以一次侧外壳的底面为基准的倾斜角为β，该贯穿孔的以一次侧外壳的底面为基准的倾斜角为α时，具有0＜α＜β的关系。

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