JP2002064021A - プレーナートランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルの形成に金型等を必要とせず、設計開発
段階における試作と巻数変更を容易にし、開発時間を短
く、開発費用を安くして、製品単価を安くする。又、コ
イル間に分布する静電容量を小さくする。 【解決手段】電線を渦巻き状に複数回巻いて隣接する電
線同士が接触するように重ね合せ、全体を平板リング状
にした単位電線コイル７を複数個接続して形成した電線
コイルと、導電板を平板リング状にした単位導電板コイ
ル９を複数個接続して形成した導電板コイルとを備え
る。そして、単位電線コイルと単位導電板コイルの面同
士が向かい合うように交互に積み重ねる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器の電源装置
等に用いるプレーナートランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子機器の電源装置等に用いる
大容量トランスは大きな電流を流すため、コイルを形成
する電線の断面積を大きくする必要がある。すると、ト
ランスのコイル占有率が高くなってトランスの形状も大
きくなり易い。しかし、電源装置等は小形薄型化が求め
られているので、そこに用いるトランスも当然小形薄型
化しなければならない。そこで、トランスの小形薄型化
を実現するため、トランスのコイル占有率を下げる必要
があり、銅箔を基板に平たい渦巻き状等に配置して単層
又は多層施したプリントコイル、銅板を平板リング状に
した銅板コイル等の単位コイルを多数積層して用いたプ
レーナートランスが提示されている。

【０００３】このプレーナートランスには例えば一次側
にプリントコイルを複数個接続して用い、二次側に平板
状の銅板コイルを複数個接続して用いる。そして、図９
に示すように組立時には上下のＥ型コア１（１ａ、１
ｂ）の間に、単位となるプリントコイル２（２ａ、２
ｂ）と銅板コイル３（３ａ、３ｂ）とを交互に配置し、
その上下と各コイル２、３間にいずれも平板リング状の
絶縁体４（４ａ、…４ｄ）を介在し、それ等を上下コア
１によって挟持する。すると、プリントコイル２、銅板
コイル３、絶縁板４等の平板体を積層化して備え付ける
ことができる。なお、一次側及び二次側コイルの外部端
子として４本の端子棒５（５ａ、…５ｄ）を用いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプレーナートランスでは従来の電線を巻いたコイル
を備えるトランスと異なり、プリントコイルの製作に金
型を必要とする。又、基板が特殊であるため、設計開発
段階において試作や巻き数変更が容易でない等、従来の
巻線タイプのトランスに比べると、製品単価と開発費用
が高くなり、開発時間も長くかかる。又、特性的にプリ
ントコイルを用いたプレーナートランスは一次側コイル
と二次側コイルの相互の導電部が向かい合う面積が大き
いことにより電気的にコンデンサーのような効果で一次
側コイルと二次側コイルの間に分布する静電容量が大き
くなり、電源帰還ノイズが大きくなる。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、コイルの形成に金型等を必要と
せず、設計開発段階における試作と巻数変更が容易で、
開発時間が短く、開発費用が安くて、製品単価の安いプ
レーナートランスを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるプレーナートランスには電線コイルと
導電板コイルとを備える。そして、その電線コイルは電
線を渦巻き状に複数回巻いて隣接する電線同士が接触す
るように重ね合せ、全体を平板リング状にした単位電線
コイルを複数個接続して形成し、その導電板コイルは導
電板を平板リング状にした単位導電板コイルを複数個接
続して形成する。

【０００７】又、電線コイルを構成する複数個の単位電
線コイルと導電板コイルを構成する複数個の単位導電板
コイルとを、その単位電線コイルと単位導電板コイルの
面同士が向かい合うように重ね、一方向に交互に積み重
ねると好ましくなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付の図１〜８を参照し
て、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明を適
用したプレーナートランスの要部を示す縦断面図、図２
はそのプレーナートランスの正面図、図３はそのプレー
ナートランスの平面図である。このプレーナートランス
６は一次側に複数個例えば４個の単位電線コイル７（７
ａ、…７ｄ）を接続した電線コイル８を用い、二次側に
も同数の例えば４個の単位導電板コイル９（９ａ、…９
ｄ）を接続した導電板コイル１０を用いる。その際、図
４に示すように一次側では４個の単位電線コイル７を全
て並列接続して２個の外部端子１１（１１ｂ、１１ｃ）
間に接続し、二次側では２個ずつ単位導電板コイル９を
並列接続して、３個の外部端子１２（１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ）の内、２個の単位導電板コイル９ａ、９ｂは２
個の外部端子１２ａ、１２ｂの間に接続し、２個の単位
導電板コイル９ｃ、９ｄは２個の外部端子１２ｂ、１２
ｃの間に接続する。なお、一次側には４個の外部端子１
１（１１ａ、…１１ｄ）を備えるが、その両端にある外
部端子１１ａ、１１ｄはダミー端子である。

【０００９】この単位電線コイル７には電線１３とし
て、例えば従来から一般的にコイルの形成に用いられて
いる断面が丸形状の電気軟銅線を用いる。そして、その
電線１３を図５に示すように内側から巻き始めて外側へ
渦巻き状に複数回例えば１２回巻いて隣接する電線同士
が接触するように重ね合せ、全体を平板リング状にして
両端部１４（１４ａ、１４ｂ）を平行に配置して突出さ
せ、単位電線コイル７を完成する。その際、渦巻き状に
巻くことによって金型等が必要なく、試作と巻き数の設
定も容易である。なお、図５では巻き数を５回のみ図示
している。

【００１０】その際、電線１３にエナメル等の電気を流
す等して熱を加えることによって融着する自己融着タイ
プの被膜を施したものを用いると、渦巻き状に巻いた隣
接する電線同士が結合するので、単位電線コイル７を容
易に形成することが可能となり、製造工数を低減でき、
巻き形状が崩れないので品質の安定性を確保することが
できる。しかし、電線１３に断面が丸形状の電気軟銅線
を用いると、図６に示すように渦巻き状に巻いた隣接す
る電線同士の接触面積が少ない。そこで、電線１３に断
面が角形状の電気軟銅線を用いると、図７に示すように
渦巻き状に巻いた隣接する電線同士の接触面積が多くな
り、単位電線コイル７を小形化できる。

【００１１】そして、単位導電板コイル９には大電流が
流れるように従来から用いられる手法で導電板として例
えば銅板を用い、その銅板を平板リング状にしたものを
用いる。なお、単位電線コイル７は一次側電線コイル８
の分割体に相当し、単位導電板コイル９は二次側導電板
コイル１０の分割体に相当する。

【００１２】組立時、図８に示すように上下に配置した
Ｅ型コア１５（１５ａ、１５ｂ）の間に、単位電線コイ
ル７と単位導電板コイル９とを縦方向に交互に配置し、
その上下と各コイル７、９の間にいずれも平板リング状
の絶縁体１６、１７、１８（１８ａ、…１８ｇ）を介在
し、それ等を上下コア１５によって挟持する。但し、最
上部にある平板リング状の絶縁体１６には単位電線コイ
ル７、単位導電板コイル９等の支持用に厚みを増して強
度を高め、その一端部に４本の棒状外部端子１１を植設
した端子部１９を設け、更にその方形状中央穴の周囲に
鍔部２０を設けたものを用いる。又、最下部にある平板
リング状の絶縁体１７にもやはり支持用に厚みを増して
強度を高め、その方形状中央穴の周囲に鍔部２１を設け
たものを用いる。なお、図８では単位電線コイル７、単
位導電板コイル９をいずれも２枚、中間絶縁体１８を３
枚のみ図示している。

【００１３】すると、図１に示すように最上部にある端
子部１９付きの支持用絶縁体１６の鍔部２０が最下部に
ある支持用絶縁体１７の鍔部２１内に嵌まり、その間に
単位電線コイル７、単位導電板コイル９、中間絶縁体１
８等の平板体を積層化して一次側電線コイル８と二次側
導電板コイル１０を備え付け、プレーナートランス６を
完成させることができる。なお、２２（２２ａ、２２
ｂ）は上下コア１５の中脚である。

【００１４】このように一次側電線コイル８を４個の単
位電線コイル７に分割し、又二次側導電板コイル１０を
４個の単位導電板コイル９に分割して、その単位電線コ
イル７と単位導電板コイル９の面同士が向かい合うよう
に重ね、縦方向に交互に積み重ねて積層化すると、磁気
的結合度を向上させ、ノイズとスパイク電圧の要因とな
る不要な漏れインダクタンスを低く抑えることができ
る。しかも、トランスの外形寸法及び電気的特性を従来
のプレーナートランスと同等又はそれ以上とした場合、
積層化した単位電線コイル７と単位導電板コイル９とは
いずれの個所においても向かい合う導電部の面積が小さ
くなり、表１に示すように一次側電線コイル８と二次側
導電板コイル１０との間に分布する静電容量を１／３以
下に抑えて、電源帰還ノイズを低減できる。

【００１５】

【表１】 なお、Ｔ０は従来型のプレーナートランス、Ｔは本発明
を適用した一実施形態によるプレーナートランスであ
り、Ｌはインダクタンス、ＤＣＲは直流抵抗、Ｃは静電
容量である。

【００１６】又、端子部１９付き支持用絶縁体１６の鍔
部２０と支持用絶縁体１７の鍔部２１とを嵌め合せ型に
したため、縦方向に伸縮可能となり、両支持用絶縁体１
６、１７の間に積層する単位電線コイル７、単位導電板
コイル９の数や厚みを適宜選択でき、上下コア１５の接
合面研磨工程で研磨寸法の調整を行うとあらゆる仕様に
対応できる。又、縦方向の寸法が許される範囲で一次側
電線コイル８と二次側導電板コイル１０をそれぞれ分割
した単位電線コイル７と単位導電板コイル９の数を自由
に設定できるため、分割数を多くして漏れインダクタン
スを小さくし、最低必要な値に近づけるように調整でき
る。この結果，プレーナートランス６はトランス外形寸
法及び電気的特性を従来のプレーナートランスと同等又
はそれ以上としながら、部材及び製造コストの低減、設
計開発時間の短縮、金型等開発費の削減等が可能とな
り、製品単価を大幅に低減できる。

【００１７】上記の実施の形態では一次側コイルとし
て、電線１３を渦巻き状に複数回巻いて隣接する電線同
士が接触するように重ね合せ、全体を平板リング状にし
た単位電線コイル７を複数個接続して形成した電線コイ
ル８を用いたが，そのような電線コイル８を二次側或い
は三次側コイルとして使用することもできる。

【００１８】上記実施の形態では上下コア１５にいずれ
もＥ型コアを用いたが、上下コアに一方はＥ型コア、他
方はＩ型コアを用いる等してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項１
記載の発明では、導電板を平板リング状にした単位導電
板コイルを複数個接続して形成した導電板コイルと共
に、電線を渦巻き状に複数回巻いて隣接する電線同士が
接触するように重ね合せ、全体を平板リング状にした単
位電線コイルを複数個接続して形成した電線コイルを用
いるため、コイルの形成に金型等が必要なく、設計開発
段階における試作と巻数変更が容易であり、開発時間を
短く、開発費用を安くして、製品単価を安くすることが
できる。

【００２０】又、請求項２記載の発明では電線コイルを
構成する複数個の単位電線コイルと導電板コイルを構成
する複数個の単位導電板コイルとを、その単位電線コイ
ルと単位導電板コイルの面同士が向かい合うように重
ね、一方向に交互に積み重ねることにより、いずれの個
所でも向かい合う導電部の面積が小さくなる。それ故、
電線コイルと導電板コイルとの間に分布する静電容量を
大幅に少なくして、電源帰還ノイズを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプレーナートランスの要部を
示す縦断面図である。

【図２】同プレーナートランスの正面図である。

【図３】同プレーナートランスの平面図である。

【図４】同プレーナートランスの回路図である。

【図５】同プレーナートランスに備える電線コイルを構
成する単位電線コイルの平面図である。

【図６】同単位電線コイルのＸ−Ｘ線断面図である。

【図７】同単位電線コイルの他の一実施形態を示す図６
に対応する図である。

【図８】同プレーナートランスの組立時における各部品
の配置を示す斜視図である。

【図９】従来のプレーナートランスの組立時における各
部品の配置を示す斜視図である。

【符号の説明】

６…プレーナートランス ７…単位電線コイル ８…電
線コイル ９…単位導電板コイル １０…導電板コイル
１１、１２…外部端子 １３…電線 １５…コア １
６、１７…支持用絶縁体 １８…中間絶縁体 １９…端
子部 ２０，２１…鍔部 ２２…中脚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電線コイルと導電板コイルとを備えてな
   るプレーナートランスにおいて、その電線コイルは電線
   を渦巻き状に複数回巻いて隣接する電線同士が接触する
   ように重ね合せ、全体を平板リング状にした単位電線コ
   イルを複数個接続して形成し、その導電板コイルは導電
   板を平板リング状にした単位導電板コイルを複数個接続
   して形成することを特徴とするプレーナートランス。
2. 【請求項２】 電線コイルを構成する複数個の単位電線
   コイルと導電板コイルを構成する複数個の単位導電板コ
   イルとを、その単位電線コイルと単位導電板コイルの面
   同士が向かい合うように重ね、一方向に交互に積み重ね
   ることを特徴とする請求項１記載のプレーナートラン
   ス。