JP2010021479A - トランス - Google Patents

Abstract

【目的】 絶縁性に優れた小型のトランスの提供を目的とする。
【構成】 本発明のトランスは、高電位の１次側コイル１１が巻回する第１のボビン１３のすぐ外方に、２次側コイル２１が巻回する第２のボビン２３が密着して構成したものであり、第１のボビン１３に１次側コイル１１および外装テープ１２を設け、１次側コイル１１の端末を１次側端子１４に接続固定した後、インサート形成により１次側コイル１１および第１のボビン１３を覆い隠す第２のボビン２３を形成し、第２のボビン２３に２次側コイル２１および外装テープ２２を設け、２次側コイル２１の端末を２次側端子２４に接続固定し、軟磁性からなるコア１０を組み込んで構成するものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、１次側コイルと２次側コイルおよび他の導電部材との絶縁性を高めたトランスに関し、特に信号用の小型トランスに関するものである。

商用電源ＡＣ１００Ｖ／２４０Ｖ、あるいはそれ以上の高電圧下の回路で使用する電子回路用のトランスは、高電圧側のコイルと低電圧側のコイル間、あるいは、高電圧側のコイルと導電部材であるコアとの絶縁距離を、形状サイズを肥大化することなく易化に小さくできるかを常に検討しながら設計している。

一般的なトランスとしては、図５に示すテープを使用して、コイル間の絶縁距離を取る方法がある。ボビン４３に対して１次側コイル４１を巻回する。この時、コイル両端はバリアテープ４５を設けて、フランジ４４ａ，４４ｂと１次側コイル４１に距離を設ける。その後、層間テープ４２で１次側コイル４１およびバリアテープ４５を覆った後に、その上に２次側コイル４６を巻回する。この時も２次側コイル４６の両端にバリアテープ４８を設けて、フランジ４４ａ，４４ｂと２次側コイル４６に距離を設け、外装テープ４７で２次側コイル４６およびバリアテ−プ４８を覆い、コア４０を組み込んでトランスの完成となる。

この構造のトランスは、バリアテープ４５，４８により、高電位である１次側コイル４１と２次側コイル４６、および、１次側コイル４１とコア４０との間に、必要とする沿面絶縁距離を取るものである。

また別の方法としては図６に示すように、１次側コイル５１が巻回する第１のボビン５２と、２次側コイル５４が巻回する第２のボビン５５とが、第２のボビン５５の内方に１次側コイル５１が施された第１のボビン５２を挿入装着した後、コア５０を組み合わせてトランスとしたものである。（特許文献１）

特開平５−１５９９４６号公報

図５のトランスでは、バリアテープ４５，４８および層間テープ４２，外装テープ４７の巻回作業は、主に人力による作業となるため、機械による自動化製造の比率が低下するものとなり、多量生産に対応できないし、また、人力作業により品質の安定化を阻害するものであった。

また、図６の組み合わせボビンを使用したトランスは、多量生産に適し、品質の安定化を可能とするものであるが、ボビンの組み合わせには、どうしてもクリアランス５６が必要となり、そのために図６の第２のボビン５５が肥大化し、さらに、コア５０も大きいものを用いる必要が発生し、トランスとしての小型化を妨げるものであった。

本発明は、上記問題を鑑み、生産性に優れ、形状の肥大化を抑制し、高電位の１次側コイルと他の導電体（２次側コイル，コアなど）との絶縁距離確保を容易とする構造のトランスを提供するものである。

本発明は、コアの磁脚挿入孔を備え、１次側端子および２次側端子を具備する端子付フランジと、該端子付フランジと他方のフランジ間で、前記コアの磁脚上でコイル巻回部を有す第１のボビンは、１次側コイルを前記コイル巻線部に設け、その端末を１次側端子に接続固定した後、前記第１のボビンおよびコイルをインサート成型により、回路接続との端子部分以外を樹脂で覆い隠すと共に、コアの磁脚挿入孔を備え、１次側端子および２次側端子を具備する端子付フランジと、該端子付フランジと他方のフランジ間で、コアの磁脚上にコイル巻回部を有す第２のボビンを形成し、２次側コイルを前記コイル巻線部に設け、その端末を２次側端子に接続固定した後、コアを組み込んで構成することを特徴とするトランスである。

また本発明は、第１のボビンは熱硬化性樹脂、第２のボビンは熱可塑性樹脂よりなることを特徴とする上記記載のトランスである。

本発明のトランスは、インサート成型により第１のボビンの外方に第２のボビンを密着して形成したことにより、組み合わせボビンに比べクリアランス寸法を削減でき、また、高電位である１次側コイルが第２のボビンを形成する樹脂により覆い隠されるため、絶縁距離が今まで以上に容易に確保することができ、トランスの小型化，軽量化，生産工程の自動化率アップを可能とすることができる。

本発明のトランスの実施形態を図を用いて説明する。図１は、本発明のトランスの斜視図である。図２は本発明のトランスのＡ−Ａ断面図である。図３は本発明のトランスに係る第１のボビンの斜視図である。図４は本発明のトランスに係る第２のボビンの斜視図である。

本発明のトランスは、図２の断面図に示すように、高電位の１次側コイル１１が巻回する第１のボビン１３のすぐ外方に、２次側コイル２１が巻回する第２のボビン２３が密着する２つのボビンで構成したものである。

第１のボビン１３は、図３に示す容姿であり、１次側端子１４および２次側端子２４を具備した端子付フランジ１６と、該端子付フランジ１６と他方のフランジ１７との間にコイル巻回部１８、中央にコアの磁脚挿入孔１５を有す構造である。

図３の第１のボビン１３に、１次側コイル１１を巻回し、その外周に外装テープ１２を設けた後、前記１次側コイル１１を含む第１のボビン１３のすぐ外方に、インサート成型による第２のボビン２３を形成する。図４が第２のボビン２３の容姿を示したものであり、第２のボビン２３により覆い隠された第１のボビン１３を破線で表している。

図４に示す第２のボビン２３は、第１のボビン１３に具備された１次側端子１４および２次側端子２４を除いて、インサート成型により第１のボビン１３を覆い隠すものである。

第２のボビン２３は、第１のボビン１３を覆い隠すと伴に、１次側端子１４および２次側端子２４を具備した端子付フランジ２６と、該端子付フランジ２６と他方のフランジ２７との間にコイル巻回部２８、中央にコアの磁脚挿入孔２５を有す構造である。

この第２のボビン２３に、２次側コイル２１を巻回し、その外周に外装テープ２２を設けて、２次側コイル２１の端末を２次側端子２４に接続固定した後、軟磁性材からなるコア１０を組み合わせて、図１および図２に示す本発明のトランスとなる。

本発明のトランスは図２の断面図に示す通り、高電位である１次側コイル１１およびそ１次側コイル１１の端末と１次側端子１４の接続固定部が、第１のボビン１３と伴に、第２のボビン２３の樹脂で覆い隠すことにより、高電位部分としては第２のボビン２３の端子付フランジ２６より飛び出す１次側端子１４のみとなり、高電位部分が限られた１ヶ所となったことにより、トランス設計の自由度が上がり小型化を可能とすることができた。

また、第２のボビン２３の樹脂は、１次側コイル１１を含む第１のボビン１３に密着し、絶縁物距離を確保できる必要最低限の樹脂厚さとすればよく、コイル巻回部分における肥大化を抑制することができ、従来に比べて小型のコアを使用可能とした。

また本発明に係る第１のボビン１３および第２のボビン２３に使用する樹脂は特に規定するものではないが、第２のボビン２３は第１のボビン１３を製作する際の樹脂成形温度より低い温度でインサート成型できる樹脂が好ましく、さらに、第１のボビン１３は熱硬化性樹脂，第２のボビン２３は熱可塑性樹脂が最も好ましい。

第１のボビン１３は、１次側端子１４および２次側端子２４を具備し、１次側コイル１１，２次側コイル２１の端末の接続固定および回路基板との接続固定時に高温となるために、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することにより、熱変形を防止することができる。

第２のボビン２３に使用する熱可塑性樹脂は、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂より低い温度で成型が可能であり、第１のボビン１３，１次側コイル１１、および、１次側端子１４，２次側端子２４などの各部品に対して、インサート成型時の熱による影響を最小限とすることができる。

なお、図２に示す１次側コイル１１の外装テープ１２は、該１次側コイル１１の端末引き回し時のリード飛び出し防止のため使用しているが、特に必要として限定するものではない。図１および図２に示す外装テープ２２も、コイル２１は低電圧側であるため、コア１０に対して必要とする絶縁距離に応じて、外装テープ２２の有無を判断すれば良い。

また、本発明のトランスは縦型タイプに限定するものではなく、横型のトランスにおいて、第１のボビンが左右にフランジを有す場合、それぞれのフランジに１次側端子あるいは２次側端子を具備させて、インサート成型により第１のボビンを第２にボビンで覆い隠すことは、本発明のトランスの特許請求範囲に含まれるものである。

本発明は、以上説明のように商用電源ＡＣ１００Ｖ／２４０Ｖ、あるいはそれ以上の高電圧下の回路で使用するトランスの絶縁距離（沿面距離，絶縁物距離）を、トランスの肥大化を抑制したものであり、安全に関する規格であるＩＥＣ６０９５０などでは、数ｍｍ程度の絶縁距離を規定化しているが、信号用の小型トランスでは数ｍｍの絶縁距離確保によりトランスサイズの肥大化が顕著に表れ、本発明により信号用トランスの小型，軽量，量産化を提供することができる。

本発明のトランスの斜視図である。 本発明のトランスの構造を示すＡ−Ａ断面図である。 本発明のトランスに係る第１のボビンの斜視図である。 本発明のトランスに係る第２のボビンの斜視図である。 従来のトランスの構造を示す断面図である。 従来の別のトランスの構造を示す断面図である。

符号の説明

１０：コア
１１：１次側コイル
１２：外装テープ
１３：第１のボビン
１４：１次側端子
１５：コア磁脚挿入孔
１６：端子付フランジ
１７：フランジ
１８：コイル巻回部
２１：２次側コイル
２２：外装テープ
２３：第２のボビン
２４：２次側端子
２５：コア磁脚挿入孔
２６：端子付フランジ
２７：フランジ
２８：コイル巻回部

Claims (2)

1. コアの磁脚挿入孔を備え、１次側端子および２次側端子を具備する端子付フランジと、該端子付フランジと他方のフランジ間で、前記コアの磁脚上でコイル巻回部を有す第１のボビンは、１次側コイルを前記コイル巻線部に設け、その端末を１次側端子に接続固定した後、前記第１のボビンおよび１次側コイルをインサート成型により、回路接続との端子部分以外を樹脂で覆い隠すと共に、コアの磁脚挿入孔を備え、１次側端子および２次側端子を具備する端子付フランジと、該端子付フランジと他方のフランジ間で、コアの磁脚上にコイル巻回部を有す第２のボビンを形成し、２次側コイルを前記コイル巻線部に設け、その端末を２次側端子に接続固定した後、コアを組み込んで構成することを特徴とするトランス。
2. 第１のボビンは熱硬化性樹脂、第２のボビンは熱可塑性樹脂よりなることを特徴とする請求項１記載のトランス。

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