JP2009038165A - トランス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に配置される他の電子機器等との間の絶縁距離を小さくすることができるトランス装置を提供すること。
【解決手段】第三脚部（コア）１１ｄの外周面に一次巻線１５と二次巻線１３とが積層するように巻回されたトランス装置１０であって、最外層に一次巻線１５を配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、コアの外周面に一次巻線と二次巻線とが積層するように巻回されたトランス装置に関するものである。

従来のトランス装置１では、図７に示すように、コア２を中心としてその直近の外側に絶縁体である一次ボビン３ａに巻回された一次巻線３が配置され、さらにその外側に絶縁体である二次ボビン４ａに巻回された二次巻線４が配置されて、一次巻線３の外側に二次巻線４が積層した構成となっている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

なお、二次ボビン４ａは、一次巻線３と二次巻線４とを絶縁する絶縁シート等の絶縁物であってもよい。
特開平８−３３０１６３号公報 特開平５−１５９９４５号公報

ところで、上述のトランス装置１では、一次巻線３の外側に二次巻線４が積層することにより、最外層に高電圧がかかる二次巻線４が配置された構成となっている。

そのため、このトランス装置１の周囲に他の電子機器等を配置する場合には、空間距離及び沿面距離等の絶縁距離を十分に確保する必要があった。

そしてこれにより、上述のトランス装置１を組み込んだ装置が大型化してしまうという問題も生じていた。

そこで、この発明は、周囲に配置される他の電子機器等との間の絶縁距離を小さくすることができるトランス装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明は、コアの外周面に一次巻線と二次巻線と場合によりこの二次巻線よりも低電圧がかかる他の巻線とが積層するように巻回されたトランス装置であって、最外層には、前記二次巻線よりも低電圧がかかる他の巻線又は前記一次巻線のうちどちらか一方が配置されていることを特徴としている。

また、この発明では、前記二次巻線を前記一次巻線の内側に配置し、この二次巻線と前記一次巻線との間の絶縁性を、一次巻線の外側に二次巻線を配置した場合よりも高くしてもよい。

本発明に係るトランス装置によれば、コアの最外層に配置される二次巻線よりも低電圧がかかる巻線又は一次巻線には、いずれも二次巻線と比較すると高電圧がかかることがないので、周囲に配置される他の電子機器等との間に必要な絶縁性を低く抑えることができる。このため、トランス装置の周囲に配置される他の電子機器等との間の空間距離及び沿面距離等の絶縁距離を小さくすることが可能となる。

また、二次巻線を一次巻線の内側に配置すると共に、一次巻線を内側に配置した場合よりも両者間の絶縁性を高くすることにより、一次巻線と二次巻線との間に生じる絶縁破壊を確実に防止することができる。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態のトランス装置を説明する。

図１Ａ及び図１Ｂに示すトランス装置１０は、一対のコア体１１，１１と、このコア体１１，１１に保持される二次ボビン１２と、二次ボビン１２に巻回された二次巻線１３と、二次巻線１３を覆う一次ボビン１４と、一次ボビン１４に巻回された一次巻線１５とを備えている。

コア体１１は、例えばフェライト等の磁性体によって形成され、ここではいわゆるＥＥＲ型となっている。すなわち、各コア体１１は、図２に示すように、ほぼ直方体形状の基部１１ａと、この基部１１ａの両端部から直交方向に突出した第一、第二脚部１１ｂ，１１ｃと、第一、第二脚部１１ｂ，１１ｃの中間部から基部１１ａの直交方向に突出したコアとしての第三脚部１１ｄとを有している。

なお、第一、第二脚部１１ｂ，１１ｃは、第三脚部１１ｄに面した内側が円弧状の凹曲面になるように湾曲している。また、第三脚部１１ｄは、円筒形状を呈している。

そして、一対のコア体１１，１１は、第一〜第三脚部１１ｂ〜１１ｄの先端が互いに対向した状態で組み付けられている。このとき、第三脚部１１ｄ，１１ｄが、二次ボビン１２の後述する二次巻枠部１２ａ内に挿入される。

また、第一脚部１１ｂ，１１ｂから一方のコア体１１の基部１１ａ、第二脚部１１ｃ，１１ｃ、他方のコア体１１の基部１１ａに至る外周面には、ここでは絶縁粘着テープＰが巻回されている。この絶縁粘着テープＰにより一対のコア体１１，１１が組み付け状態で保持されることとなる（図１Ａ及び図１Ｂ参照）。なお、コア体１１，１１を組み付け状態に保持するには、他に接着剤やばね、金具等を用いてもよい。

二次ボビン１２は、絶縁性を有する硬質樹脂（硬質プラスチック）によって形成されており、図２に示すように、両端が開放した中空円筒形状の二次巻枠部１２ａと、二次巻枠部１２ａの一端部に形成されたフランジ部１２ｂと、このフランジ部１２ｂの上部外側に形成された突起部１２ｃと、フランジ部１２ｂの下部外側に形成された台座部１２ｄとを有している。

なお、二次巻枠部１２ａの内径は、コア体１１の第三脚部１１ｄの外径とほぼ同じであり、この二次巻枠部１２ａ内に挿入された第三脚部１１ｄがほぼ密着するようになっている。

また、台座部１２ｄには、下方に突出する多数のピン端子１２ｅ，・・・が設けられている。

二次巻線１３は、高電圧の電圧を出力するコイルであり、直列に接続された複数のコイル１３ａ，・・・を有している（図３参照）。各コイル１３ａ，・・・は、最低電圧を出力するものが最も内側に位置し、最高電圧を出力するものが最も外側に位置するように出力電圧の大きさ順に積層巻回されている。

なお、各コイル１３ａ，・・・の端部は、それぞれピン端子１２ｅ，・・・に接続されている。また、各層の間には図示しない絶縁シートが狭持されている。

一次ボビン１４は、絶縁性を有する硬質樹脂（硬質プラスチック）によって形成されており、図２に示すように、両端が開放した中空円筒形状の一次巻枠部１４ａと、一次巻枠部１４ａの一端部に形成されたフランジ部１４ｂと、このフランジ部１４ｂの上部外側に形成された突起部１４ｃと、フランジ部１４ｂの下部外側に形成された台座部１４ｄとを有している。

そして、この一次巻枠部１４ａ内には、二次巻線１３が巻回された二次巻枠部１２ａが挿入されるようになっている。

なお、一次巻枠部１４ａと二次巻枠部１２ａとの長さはほぼ同じであり、一時巻枠部１４ａ内に二次巻枠部１２ａが挿入されると、一次巻枠部１４ａの先端が二次ボビン１２のフランジ部１２ｂに当接するようになっている。

また、一次巻枠部１４ａの内径は、二次巻線１３が巻回された二次巻枠部１２ａの外径とほぼ同じであり、この一次巻枠部１４ａ内に挿入された二次巻線１３の外周囲がほぼ密着するようになっている。

さらに、台座部１４ｄには、下方に突出する多数のピン端子１４ｅ，・・・が設けられている。

そして、この一次ボビン１４の一次巻枠部１４ａの厚みｄ（図３参照）は、従来の二次ボビン４ａの厚みｔ（図７参照）よりも大きくなっている。

一次巻線１５は、低電圧の交流電圧が印加されるコイルであり、コアである第三脚部１１ｄ，１１ｄの外周面に積層された巻線の最外層に位置している。

なお、この一次巻線１５の端部は、ピン端子１４ｅに接続されている。また、この一次巻線１５によって形成された最外層の外側面は、絶縁シートＳにより覆われている。

このように構成された本発明に係るトランス装置１０を組み立てるには、まず、二次ボビン１２の二次巻枠部１２ａに二次巻線１３を巻回する。そして、二次巻線１３が巻回された二次巻枠部１２ａを、一次ボビン１４の一次巻枠部１４ａ内に挿入する。このとき、フランジ部１２ｂとフランジ部１４ｂとが対向した状態で一次ボビン１４と二次ボビン１２とが組み付けられる。

その後、一次巻枠部１４ａに一次ボビン１５を巻回し、その最外層の外側面に絶縁シートＳを巻きつける。

最後に、組み付けられた一次ボビン１４及び二次ボビン１２の両側から、一対のコア体１１，１１の第三脚部１１ｄ，１１ｄが二次ボビン１２の二次巻枠部１２ａ内にそれぞれ挿入され、粘着テープＰにより組み付け状態で固定される。

これにより、このトランス装置１０では、コア体１１の第三脚部１１ｄの直近の外側に高電圧の電圧を出力する二次巻線１３が位置し、この二次巻線１３の外側に、低電圧の電圧が印加される一次巻線１５が位置している。

すなわち、図４に示すように、二次巻線１３の外側に一次巻線１５が積層されるので、コアである第三脚部１１ｄの最外層に一次巻線１５が配置されることとなる。

ここで、第三脚部１１ｄの最外層に配置された巻線である一次巻線１５は、二次巻線１３と比較して高電圧がかからないので、絶縁破壊を防止するために必要な絶縁性を低く抑えることが可能となる。

このため、トランス装置１０の周囲に配置される他の電子機器等との間の空間距離及び沿面距離等の絶縁距離を小さくすることができる。

さらに、絶縁距離が小さいのでこのトランス装置１０を組み込んだ装置の小型化を図ることも可能となる。

また、このトランス装置１０では、二次巻線１３が一次巻線１５の内側に配置されている。さらに、一次ボビン１４の一次巻枠部１４ａの厚みｄを従来の二次ボビン４ａの厚みｔよりも大きくすることで、一次巻線１５を内側に配置した場合よりも両者間の絶縁性を高くしている。

すなわち、一次巻枠部１４ａの厚みｄを大きくすることで、一次巻線１５と二次巻線１３との間の距離が大きくなり、絶縁性を高めることができる。

これにより、高電圧がかかる二次巻線１３の外側に一次巻線１５を配置しても、両者の間で絶縁破壊が生じることを確実に防止することができる。

以上、この発明にかかる実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。

例えば、上述の実施の形態では、最外層に一次巻線１５を配置したが、図５に示すように、コアである第三脚部１１ｄに巻回された巻線の最外層に、二次巻線１３よりも低電圧がかかる他の巻線２０を配置してもよい。

すなわち、第三脚部１１ｄの直近の外側に一次巻線１５を配置し、さらにその外側に二次巻線１３を配置し、この二次巻線１３の外側に他の巻線２０を巻回する。なお、図中Ｂ１は一次ボビンであり、Ｂ２は二次ボビンである。また、二次巻線１３と他の巻線２０との間には図示しない絶縁シートを狭持させてもよい。

ここで、「二次巻線１３よりも低電圧がかかる他の巻線」とは、例えば回生電力を発生させるための巻線（いわゆる回生巻線）や、一次巻線１５に流れる直流電流を断続させる断続器を制御するための巻線等である。

これらの他の巻線２０には、二次巻線１３にかかる電圧よりも低い電圧がかかるので、最外層に他の巻線２０を配置することにより、絶縁破壊を防止するために必要な絶縁性を低く抑えることが可能となる。

このため、周囲に配置される他の電子機器等との間の空間距離及び沿面距離等の絶縁距離を小さくすることができる。

さらに、この他の巻線２０として、一端が接地されると共に他端が電気的に接続されない自由端となっているシールド用の巻線（以下、シールド巻線という）を用いてもよい。

なお、このシールド巻線を使用する場合には、幅広ピッチで巻回したり、平板形状の線材を使用したりして巻回数を十分に少なくする必要がある。

これにより、二次巻線１３と周囲に配置される他の電子機器等との間が絶縁され、絶縁空間を小さくすることが可能となる。

また、帯状の鋼板等のシールド部材によって二次巻線１３の外側を覆う場合と比較すると、一次、二次巻線１５，１３を巻回するための巻回装置を利用して他の巻線２０であるシールド巻線を最外層に配置することができるので、製造コストを抑制することが可能となる。

さらに、図６に示すように、第三脚部１１ｄの直近の外側に二次巻線１３を配置し、さらにその外側に一次巻線１５を配置し、この一次巻線１５の外側に他の巻線２０を巻回してもよい。なお、図中Ｂ３は二次ボビンであり、Ｂ４は一次ボビンである。また、一次巻線１５と他の巻線２０との間には図示しない絶縁シートを狭持させてもよい。

この場合であっても、最外層に低電圧のかかる他の巻線２０が位置するので、絶縁破壊を防止するために必要な絶縁距離を小さくすることが可能となる。

また、高電圧のかかる二次巻線１３と最外層に位置する他の巻線２０との間に低電圧のかかる一次巻線１５が配置されているので、二次巻線１３と周囲に配置される他の電子機器等との間の絶縁性をさらに高めることができる。そのため、さらに必要な絶縁距離を小さくすることも可能となる。

そして、上述の実施の形態では、二次巻線１３と一次巻線１５との間の絶縁性を高めるために、一次巻枠部１４ａの厚みｄを従来の二次ボビン４ａの厚みｔよりも大きくしているが、これに限らない。

二次巻線１３の最外周面と一次巻枠部１４ａの内周面との間に間隙を設けることによって絶縁性を高めてもよいし、一次巻枠部１４ａをより絶縁性の高い材質によって形成することによって絶縁性を高めてもよい。

本発明の実施の形態に係るトランス装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るトランス装置を示す一部破断斜視図である。 図１Ａに示すトランス装置を示す分解斜視図である。 図１Ａに示すＡ−Ａ断面図である。 図１Ａに示すＢ−Ｂ断面図である。 本発明の他の実施例に係るトランス装置の要部を示した模式図である。 本発明のさらに他の実施例に係るトランス装置の要部を示した模式図である。 従来のトランス装置を模式的に示した断面図である。

符号の説明

１０ トランス装置
１１ｄ 第三脚部（コア）
１３ 二次巻線
１５ 一次巻線

Claims (2)

1. コアの外周面に一次巻線と二次巻線と場合によりこの二次巻線よりも低電圧がかかる他の巻線とが積層するように巻回されたトランス装置であって、
   最外層には、前記二次巻線よりも低電圧がかかる他の巻線又は前記一次巻線のうちどちらか一方が配置されていることを特徴とするトランス装置。
2. 前記二次巻線は前記一次巻線の内側に配置され、この二次巻線と前記一次巻線との間の絶縁性は、一次巻線の外側に二次巻線が配置された場合よりも高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のトランス装置。
   
   

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