JP2012164914A

JP2012164914A - トランス

Info

Publication number: JP2012164914A
Application number: JP2011025859A
Authority: JP
Inventors: Masami Miyamoto; 正実宮本; Takashi Takiguchi; 敬瀧口; Tomotsugu Ota; 智嗣大田
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】簡易な構造によって容易に沿面距離を確保して、製品の低背化を図ることが可能になる大電流対応のトランスを提供する。
【解決手段】導体が絶縁性樹脂７、１１に覆われてなる１次コイル１および２次コイル１０が、同軸的に隣接して配置されるとともに、これら１次および２次コイルの外周に、磁路を形成するコア３が配置されてなり、２次のコイル１０は、平角線５が面内方向において環状に形成された導体が、インサート成形によって絶縁性樹脂１１に鋳包まれてなり、かつ１次コイル１およびコア３との対向面に、導体５の板面５ｂに至る開口部１３が周方向に間隔をおいて複数形成されるとともに、少なくともコア３との対向面の開口部１３は、対向面側の内法寸法が導体５の板面５ｂ側の内法寸法よりも大きくなるように形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車用等として用いられる大電流仕様のトランスに関するものである。

一般に、車載用ＤＣ−ＤＣコンバータ内に組み込まれる電圧変換用のメイントランス等の大電流トランスは、その１次および／または２次コイルとして、電気抵抗が低く、かつ放熱性に優れる平角線（導体）をエッジワイズ巻きしたものなどが用いられており、当該導体を絶縁性樹脂によって囲繞して、その外周に磁路を形成する各種形状のコアを配置することによって構成されている。

例えば、下記特許文献１においては、銅板を打ち抜いてなる略Ｕ型１ターンコイルを積層したもの、あるいは平角銅線の幅広平面を積層しながら巻回したエッジワイズコイルからなる１次コイルおよび２次コイルを、各々当該コイルの端子引出側面を除く外周側面に側壁を有する絶縁性を備えた枠状箱型ケースに収納した大電流トランスが開示されている。

ところで、上記従来の大電流トランスにあっては、１次コイルおよび２次コイルを、各々絶縁性を有する枠状箱形ケースに収納しているために、当該枠状箱形ケースの形状が複雑になり、その製造が難しくなるとともに、総じて部品点数が多くなって、組立にも手間を要するという問題点がある。

そこで、本発明者等は、先に図４〜図７に示すような、大電流トランスを試作した。
このトランスは、同軸的に積層された１次コイル１および２次コイル２と、これら１次および２次コイル１、２を間に挟んで対向配置されることにより磁路を形成する一対のコア３とから概略構成されたものである。

ここで、１次コイル１は、平角線（導体）４が絶縁シートを間に介して円環状にエッジワイズ巻きされたものであり、２次コイル２は、平板素材が打ち抜き加工されることにより、平角線（導体）５が面内方向において略１ターンする円環状に形成されるとともに、両端の端子接続部５ａを除いてインサート成形により絶縁性樹脂６に鋳包まれることにより形成されたものである。

また、コア３は、１次コイル１または２次コイル２の端面と対向する平板部３ａの中央に、１次コイル１または２次コイル２の開口部内に挿入される円柱部３ｂが立設されるとともに、両側部に１次コイル１または２次コイル２の外周面と対向する側壁部３ｃが立設された略Ｅ型コアである。

そして、１次コイル１は、絶縁性樹脂からなるカバー７内に収納されて、コア３内に組み込まれている。このカバー７は、コア３の平板部３ａとの間に介装される円環状の端面板７ａと、各々コア３の円柱部３ｂおよび側壁部３ｃとの間に介装される円筒状の側壁７ｂ、７ｃとが一体成形されたもので、１次コイル１の端子接続部１ａの延出部分には開口が形成されている。

上記構成からなるトランスによれば、厚肉の平角線５の外周にインサート成形により絶縁性樹脂６を一体成形することによって２次コイル２を形成しているために、確実に当該２次コイルの絶縁性を確保することができるとともに、部品点数が少なくなり、かつ組立も容易になるという利点がある。

特開２０００−２２３３２０号公報

ところが、上記構成からなるトランスにおいては、２次コイル２を成形する際に、図５（ｂ）に示すように、予めインサート金型内において、平角線５を円周方向の複数箇所において上下から支持ピンＰによってキャビティ内の所定位置に支持した状態で、絶縁性樹脂６を射出している。このため、成形後の２次コイル２における１次コイル１およびコア３の平板部３ａとの対向面２ａには、それぞれ当該対向面２ａから平角線５の板面５ｂに至る複数の開口部８が形成されている。

そして、当該開口部８においては、２次コイル２の導体５が露出しているために、図７に示すように、１次コイル１およびコア３との間に、所定の沿面距離Ｌを確保する必要があり、この結果低背化を図る上での支障となる。

そこで、２次インサート成形によって上記開口部８を塞いだり、あるいは絶縁シート等を設置したりすることにより、絶縁性を確保して、低背化を図ることも考えられるが、製造工程や部品点数の増加を招き、製造コストが嵩むという問題点が生じる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造工程や部品点数の増加を招くことなく、簡易な構造によって容易に沿面距離を確保して、製品の低背化を図ることが可能になる大電流対応の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、それぞれ導体が絶縁性樹脂に覆われてなる１次コイルおよび２次コイルが、同軸的に隣接して配置されるとともに、これら１次および２次コイルの外周に、磁路を形成するコアが配置されてなるトランスにおいて、上記１次および２次のコイルの少なくとも一方は、平角線が面内方向において環状に形成された上記導体が、インサート成形によって上記絶縁性樹脂に鋳包まれてなり、かつ他方のコイルおよび上記コアとの対向面に、上記導体の板面に至る開口部が周方向に間隔をおいて複数形成されるとともに、少なくとも上記コアとの対向面の上記開口部は、上記対向面側の内法寸法が上記導体の板面側の内法寸法よりも大きくなるように形成されていることを特徴とするものである。

また、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、上記開口部が、上記対向面側に横断円形状の大径部が形成され、かつ上記導体の板面側に当該大径部よりも内径の小さな断面円形状の小径部が形成されることにより、上記大径部と小径部との間に、円環状の段部が形成されてい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、１次コイルおよび／または２次コイルを、平角線からなる導体をインサート成形によって絶縁性樹脂で鋳包むことによって形成するとともに、その少なくともコアとの対向面に形成される開口部を、対向面側の内法寸法が上記導体の板面側の内法寸法よりも大きくなる形状としているために、上記導体の露出面から開口部の内壁を伝って上記対向面に至る沿面距離を、図７に示した沿面距離Ｌよりも大きく確保することができる。

特に、請求項２に記載の発明においては、上記沿面距離が、小径部の軸線方向長さ寸法、段部の径方向の長さ寸法および大径部の軸線方向長さ寸法の和になるために、確実に長い沿面距離を確保することができる。

この結果、製造工程や部品点数の増加を招くことなく、簡易な構造によって容易に所定の沿面距離を確保することができる。これにより、当該１次コイルおよび／または２次コイルの厚さ寸法を小さくして、製品の低背化を図ることが可能になる。また、上記厚さ寸法を減じることにより、インサート成形において必要とされる絶縁性樹脂の量も低減することができ、一層のコストダウンを図ることも可能になる。

本発明に係るトランスの一実施形態を示す分解斜視図である。図１の２次コイルを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線視断面図である。図１の要部（図６のＢ−Ｂ線視相当）の断面図である。本発明者等の試作によるトランスを示す分解斜視図である。図４の２次コイルを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線視断面図である。図４の平面図である。図６のＢ−Ｂ線視断面図である。

図１〜図３は、本発明に係るトランスの一実施形態を示すものであり、このトランスが図４〜図７に示したものと相違する点は、２次コイルの構造にある。このため、図１〜図３において、図４〜図７に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。

このトランスの２次コイル１０も、平板素材が打ち抜き加工されることにより、平角線（導体）５が面内方向において略１ターンする円環状に形成されるとともに、両端の端子接続部５ａを除いてインサート成形により絶縁性樹脂１１に鋳包まれることにより形成されたものである。ただし、図２（ｂ）に示すように、この２次コイル１０は、上記インサート成形時に、平角線５を上下から支持する複数本の支持ピンＰ´として、平角線５の支持部ｐ₂の外径寸法が基端部ｐ₁よりも小さい寸法のものが用いられている。

これにより、成形された２次コイル１０においては、その外周面であって、かつ１次コイル１およびコア３との対向面１２に、それぞれ支持ピンＰ´の形状が転写された形状の開口部１３が形成されている。すなわち、当該開口部１３は、対向面１２側に支持ピンＰ´の基端部ｐ₁に対応した横断円形状の大径部１３ａが形成され、かつ平角線５の板面５ｂ側に支持ピンＰ´の支持部ｐ₂に対応した、上記大径部１１ａよりも内径の小さな断面円形状の小径部１３ｂが形成されている。

そして、これら大径部１３ａと小径部１３ｂとの間には、円環状の段部１３ｃが形成されている。

以上の構成からなるトランスにおいては、２次コイル１０を、平角線からなる導体５をインサート成形によって絶縁性樹脂１１で鋳包むことによって形成するとともに、上記インサート成形時に、その１次コイル１およびコア３との対向面１２に形成される開口部１３を、支持ピンＰ´の形状に対応した大径部１３ａと小径部１３ｂとの間に段部１３ｃを有する形状に形成している。

このため、図３に示すように、１次コイル１およびコア３との間の沿面距離Ｌ₁が、小径部１３ｂの軸線方向長さ寸法と、段部１３ｃの径方向の長さ寸法と、大径部１３ａの軸線方向長さ寸法との和になり、よって図４〜図７に示したものの沿面距離Ｌよりも確実に長い沿面距離を確保することができる。

この結果、製造工程や部品点数の増加を招くことなく、簡易な構造によって容易に所定の沿面距離Ｌ₁を確保することができ、よって従来よりも２次コイル１０における絶縁性樹脂１１の厚さ寸法を小さくして、製品の低背化を図ることができる。また、上記厚さ寸法を減じることにより、インサート成形において必要とされる絶縁性樹脂１１の量も低減することができ、一層のコストダウンを図ることもできる。

なお、上記実施形態においては、２次コイル１０のみをインサート成形によって形成する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、１次コイル側あるいは１次コイルと２次コイルの双方をインサート成形によって形成する場合にも、同様に適用することが可能である。

車載用ＤＣ−ＤＣコンバータ内に組み込まれる電圧変換用のメイントランス等の大電流トランスとして利用可能である。

１１次コイル
３コア
４、５平角線（導体）
５ｂ板面
１０２次コイル
６、１１絶縁性樹脂
１２対向面
１３開口部
１３ａ大径部
１３ｂ小径部
１３ｃ段部
Ｌ_１沿面距離

Claims

それぞれ導体が絶縁性樹脂に覆われてなる１次コイルおよび２次コイルが、同軸的に隣接して配置されるとともに、これら１次および２次コイルの外周に、磁路を形成するコアが配置されてなるトランスにおいて、
上記１次および２次のコイルの少なくとも一方は、平角線を面内方向に屈曲して環状に形成された上記導体が、インサート成形によって上記絶縁性樹脂に鋳包まれてなり、かつ他方のコイルおよび上記コアとの対向面に、上記導体の板面に至る開口部が周方向に間隔をおいて複数形成されるとともに、少なくとも上記コアとの対向面の上記開口部は、上記対向面側の内法寸法が上記導体の板面側の内法寸法よりも大きくなるように形成されていることを特徴とするトランス。
上記開口部は、上記対向面側に横断円形状の大径部が形成され、かつ上記導体の板面側に当該大径部よりも内径の小さな断面円形状の小径部が形成されることにより、上記大径部と小径部との間に、円環状の段部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトランス。