JP2014216366A - トランス - Google Patents
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Abstract
【課題】コアをより効率的に冷却できるトランスを提供する。【解決手段】トランス1は、金属製のベースプレート2と、該ベースプレート2の載置面21に載置した環状のコア3と、一次コイル4(4b)と、二次コイル5(5a,5b)とを備える。一次コイル4及び二次コイル5は、コア3の内側の貫通空間Sを通過するように配されると共に、該コア3を介して互いに磁気的に結合されている。コア3は、貫通空間Sの貫通方向に直交する端面33aをベースプレート2の載置面に接触させている。【選択図】図4
Description
本発明は、ベースプレート上に載置したコアを有するトランスに関する。
交流電圧を変圧するためのトランスとして、磁性体からなるコアと、一次コイルと、二次コイルとを備え、上記コアを金属製のベースプレートに配置したものが知られている(下記特許文献1参照)。このトランスは、例えばDC−DCコンバータ等の電力変換装置に用いられている。上記一次コイルに電流を流すと磁束が発生し、この磁束がコア内を流れて、二次コイルに誘導電圧(二次電圧)が生じるようになっている。
コアに流れる磁束が変化すると、ヒステリシス損が生じ、コアが発熱する。コアの材料であるフェライト等の磁性体は、温度が上昇すると飽和磁束密度が低下するため、磁気飽和しやすくなる性質がある。そのため、コアの温度が上昇すると、トランスのインダクタンスが低下し、トランスとしての性能を得にくくなる。したがって、上記ベースプレートを使ってコアを冷却し、コアの温度上昇を抑制するよう構成してある。
また、上記コアは、互いに組み合わされた2つのコア片からなる。この2つのコア片を使って、一次コイルと二次コイルとを、ベースプレートの厚さ方向から挟持してある(図9参照)。このように構成してあるため、磁束は、上記厚さ方向に流れる。
しかしながら、上記トランスは、コアの冷却効率が必ずしも十分ではないという問題がある。すなわち、上記トランスは、磁束が上記厚さ方向に流れる(図9参照)ため、この厚さ方向におけるコアの長さが長くなりやすい。そのためコアには、ベースプレートから厚さ方向へ大きく離れた部位がある。また、コア内の、一次コイル及び二次コイルを配した空間は熱が伝わりにくい。そのため、コアのうちベースプレートから厚さ方向に離れた部位は、熱がベースプレートに伝わるためには、コア片同士が接触している箇所を熱が通る必要がある。したがって、伝熱距離が長くなり、コアを冷却しにくくなる。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コアをより効率的に冷却できるトランスを提供しようとするものである。
本発明の一態様は、ベースプレートと、
該ベースプレートの載置面に載置された環状のコアと、
該コアの内側の貫通空間を通過するように配されると共に上記コアを介して互いに磁気的に結合された一次コイル及び二次コイルとを備え、
上記コアは、上記貫通空間の貫通方向に直交する端面を上記ベースプレートの上記載置面に接触させていることを特徴とするトランスにある。
該ベースプレートの載置面に載置された環状のコアと、
該コアの内側の貫通空間を通過するように配されると共に上記コアを介して互いに磁気的に結合された一次コイル及び二次コイルとを備え、
上記コアは、上記貫通空間の貫通方向に直交する端面を上記ベースプレートの上記載置面に接触させていることを特徴とするトランスにある。
上記トランスにおいては、上記一次コイルと上記二次コイルとを、環状のコアの内側に形成した上記貫通空間を通過するように配してある。そして、コアの、上記貫通方向に直交する端面を、ベースプレートの載置面に接触させている。
このようにすると、磁束がコア内を、上記載置面に平行な方向に流れるようになる。つまり、磁束が、ベースプレートの厚さ方向には流れなくなる。そのため、厚さ方向における、コアの長さを短くしやすくなる。したがって、コアのうちベースプレートから厚さ方向に離れた部位でも、ベースプレートまでの伝熱距離が比較的短くなり、この部位を冷却しやすくなる。しかも、上記構成にすると、コア内における、一次コイル及び二次コイルを配置するための空間(貫通空間)が、上記部位からベースプレートへ熱が伝わるときの妨げにならない。そのため、コアのうちベースプレートから離れた部位の熱が、ベースプレートに伝わりやすくなり、コア全体を効果的に冷却することが可能になる。
このようにすると、磁束がコア内を、上記載置面に平行な方向に流れるようになる。つまり、磁束が、ベースプレートの厚さ方向には流れなくなる。そのため、厚さ方向における、コアの長さを短くしやすくなる。したがって、コアのうちベースプレートから厚さ方向に離れた部位でも、ベースプレートまでの伝熱距離が比較的短くなり、この部位を冷却しやすくなる。しかも、上記構成にすると、コア内における、一次コイル及び二次コイルを配置するための空間(貫通空間)が、上記部位からベースプレートへ熱が伝わるときの妨げにならない。そのため、コアのうちベースプレートから離れた部位の熱が、ベースプレートに伝わりやすくなり、コア全体を効果的に冷却することが可能になる。
以上のごとく、本発明によれば、コアをより効率的に冷却できるトランスを提供することができる。
上記トランスにおいて、上記コアは、互いに組み合わされた複数個のコア片からなり、個々の上記コア片が上記ベースプレートに接触していることが好ましい。
この場合には、全てのコア片がベースプレートに接触しているため、個々のコア片をベースプレートによって冷却しやすくなる。すなわち、コアは、後述するギャップ等を形成するため、複数のコア片を組み合わせて形成することがあるが、仮に、磁束がコア内を上記厚さ方向に流れるよう構成したとすると、ギャップを形成するためには、コア片を上記厚さ方向に積み重ねる必要が生じる(図9参照)。そのため、上方に積まれたコア片は、ベースプレートまでの距離が長くなり、このコア片の熱がベースプレートに伝わりにくくなる。したがって、このコア片の温度が上昇しやすくなる。
これに対して、磁束が、ベースプレートの上記載置面に平行な方向に流れるようにすれば、複数のコア片を、上記厚さ方向に直交する方向に隣接配置して、ギャップを形成することが可能になる。そのため、個々のコア片をベースプレートに接触させることができ、全てのコア片をベースプレートによって冷却することが可能になる。
この場合には、全てのコア片がベースプレートに接触しているため、個々のコア片をベースプレートによって冷却しやすくなる。すなわち、コアは、後述するギャップ等を形成するため、複数のコア片を組み合わせて形成することがあるが、仮に、磁束がコア内を上記厚さ方向に流れるよう構成したとすると、ギャップを形成するためには、コア片を上記厚さ方向に積み重ねる必要が生じる(図9参照)。そのため、上方に積まれたコア片は、ベースプレートまでの距離が長くなり、このコア片の熱がベースプレートに伝わりにくくなる。したがって、このコア片の温度が上昇しやすくなる。
これに対して、磁束が、ベースプレートの上記載置面に平行な方向に流れるようにすれば、複数のコア片を、上記厚さ方向に直交する方向に隣接配置して、ギャップを形成することが可能になる。そのため、個々のコア片をベースプレートに接触させることができ、全てのコア片をベースプレートによって冷却することが可能になる。
また、上記一次コイルと上記二次コイルとの2種類のコイルのうち一方のコイルを上記コアに巻回してあり、上記コアの一部と上記ベースプレートとの間には隙間が形成され、上記一方のコイルが上記隙間を通るよう構成されていることが好ましい。
この場合には、一次コイルを上記隙間に配することができるため、コアをベースプレート上に配置したときに、コアのうち一次コイルを巻回していない部位の端面を、ベースプレートに密着させることができる。
この場合には、一次コイルを上記隙間に配することができるため、コアをベースプレート上に配置したときに、コアのうち一次コイルを巻回していない部位の端面を、ベースプレートに密着させることができる。
また、上記コアには、磁気飽和を抑制するためのギャップを形成してあり、上記コアのうち上記一方のコイルを巻回した部位と、上記ギャップとは、上記厚さ方向から見たときに、上記貫通空間を両側から挟む位置に形成されていることが好ましい。
この場合には、上記一方のコイルの発熱を抑制しやすくなる。すなわち、仮に、ギャップの近傍に上記一方のコイルが存在していたとすると、ギャップから漏れた磁束が一方のコイルに鎖交する場合がある。そのため、一方のコイルに渦電流が流れて、発熱する可能性がある。
したがって、上述のように、コアのうち一方のコイルを巻回した部位と、ギャップとを、厚さ方向から見たときに貫通空間を両側から挟む位置に形成すれば、一方のコイルをギャップから遠ざけることが可能になり、ギャップからの漏れ磁束が一方のコイルに鎖交することを抑制できる。そのため、一方のコイルに渦電流が流れにくくなり、発熱を抑制することができる。
この場合には、上記一方のコイルの発熱を抑制しやすくなる。すなわち、仮に、ギャップの近傍に上記一方のコイルが存在していたとすると、ギャップから漏れた磁束が一方のコイルに鎖交する場合がある。そのため、一方のコイルに渦電流が流れて、発熱する可能性がある。
したがって、上述のように、コアのうち一方のコイルを巻回した部位と、ギャップとを、厚さ方向から見たときに貫通空間を両側から挟む位置に形成すれば、一方のコイルをギャップから遠ざけることが可能になり、ギャップからの漏れ磁束が一方のコイルに鎖交することを抑制できる。そのため、一方のコイルに渦電流が流れにくくなり、発熱を抑制することができる。
また、上記2種類のコイルのうち他方の上記コイルは、一端が上記ベースプレートに接続し上記厚さ方向に延出したバスバーからなり、上記他方のコイルは、上記貫通空間内において、上記ギャップと上記一方のコイルとの間に位置していることが好ましい。
この場合には、他方のコイルを、ギャップと一方のコイルとの間に配置してあるので、ギャップから漏れた磁束を、他方のコイルによって遮蔽することができる。そのため、一方のコイルに渦電流が流れにくくなり、より発熱しにくくなる。なお、この場合、上記他方のコイルに渦電流が流れて発熱することになるが、他方のコイルはバスバーからなり、しかもベースプレートに接続しているため、熱がベースプレートに容易に伝わる。そのため、他方のコイルは温度が高くなりにくい。
この場合には、他方のコイルを、ギャップと一方のコイルとの間に配置してあるので、ギャップから漏れた磁束を、他方のコイルによって遮蔽することができる。そのため、一方のコイルに渦電流が流れにくくなり、より発熱しにくくなる。なお、この場合、上記他方のコイルに渦電流が流れて発熱することになるが、他方のコイルはバスバーからなり、しかもベースプレートに接続しているため、熱がベースプレートに容易に伝わる。そのため、他方のコイルは温度が高くなりにくい。
また、2個の上記コアを隣接配置してあり、上記一方のコイルは、上記2個のコアにそれぞれ形成した上記貫通空間を交互に通るように、該2個のコアに巻回されており、個々の上記コアのうち上記一方のコイルを巻回した部位である被巻回部は、上記貫通空間側の面である内側面が平面になっており、上記2つの被巻回部の上記内側面が互いに平行であることが好ましい。
この場合には、2つの被巻回部の上記内側面が平行であるため、一方のコイルを複数回、巻回したときに、この2つの内側面間における、一方のコイルの長さを均一にすることができる。そのため、一方のコイルを巻回する作業を行いやすくなる。また、一方のコイルの全長を短くしやすくなる。したがって、一方のコイルの電気抵抗を小さくしやすくなり、抵抗熱が発生しにくくなる。
この場合には、2つの被巻回部の上記内側面が平行であるため、一方のコイルを複数回、巻回したときに、この2つの内側面間における、一方のコイルの長さを均一にすることができる。そのため、一方のコイルを巻回する作業を行いやすくなる。また、一方のコイルの全長を短くしやすくなる。したがって、一方のコイルの電気抵抗を小さくしやすくなり、抵抗熱が発生しにくくなる。
また、上記一方のコイルと上記ベースプレートとの間に、上記一方のコイルを冷却する冷却部材が介在していることが好ましい。
この場合には、一方のコイルを、冷却部材によって冷却することができる。そのため、一方のコイルの温度が上昇しにくくなる。なお、冷却部材としては、例えばシリコンゲルやシリコンシートを用いることができる。
この場合には、一方のコイルを、冷却部材によって冷却することができる。そのため、一方のコイルの温度が上昇しにくくなる。なお、冷却部材としては、例えばシリコンゲルやシリコンシートを用いることができる。
また、上記コアには、上記厚さ方向から見たときに、上記磁束の流れに沿うようアール状に湾曲したアール状部が形成されていることが望ましい。
この場合には、コアを小型化しやすくなる。すなわち、コアに角張った部位があると、この部位は磁束が流れにくく、無駄な部位となるため、コアが大型化しやすくなる。しかしながら、上述のようにアール状部を形成すれば、磁束が流れにくい無駄な部位が無くなるため、コアを小型化することが可能になる。
この場合には、コアを小型化しやすくなる。すなわち、コアに角張った部位があると、この部位は磁束が流れにくく、無駄な部位となるため、コアが大型化しやすくなる。しかしながら、上述のようにアール状部を形成すれば、磁束が流れにくい無駄な部位が無くなるため、コアを小型化することが可能になる。
(実施例1)
上記トランスに係る実施例について、図1〜図6を用いて説明する。図1、図4に示すごとく、本例のトランス1は、金属製のベースプレート2と、該ベースプレート2の載置面21に載置した環状のコア3と、一次コイル4(4a,4b)と、二次コイル5(5a,5b)とを備える。一次コイル4及び二次コイル5は、コア3の内側の貫通空間Sを通過するように配されると共に、該コア3を介して互いに磁気的に結合されている。
コア3は、貫通空間Sの貫通方向(Z方向)に直交する端面33aをベースプレート2の載置面21に接触させている。
上記トランスに係る実施例について、図1〜図6を用いて説明する。図1、図4に示すごとく、本例のトランス1は、金属製のベースプレート2と、該ベースプレート2の載置面21に載置した環状のコア3と、一次コイル4(4a,4b)と、二次コイル5(5a,5b)とを備える。一次コイル4及び二次コイル5は、コア3の内側の貫通空間Sを通過するように配されると共に、該コア3を介して互いに磁気的に結合されている。
コア3は、貫通空間Sの貫通方向(Z方向)に直交する端面33aをベースプレート2の載置面21に接触させている。
本例のトランス1は、電力変換装置10(図6参照)に用いられる。この電力変換装置10は、例えば電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される、車載用電力変換装置である。
図1、図2に示すごとく、本例のトランス1は、2個のコア3a,3bと、2本の一次コイル4a,4bと、2本の二次コイル5a,5bとを備える。2個のコア3a,3bのうち一方のコア3aは、他方のコア3bよりも大きい。個々のコア3a,3bには、磁気飽和を抑制するためのギャップGを形成してある。コア3は、フェライト等の軟磁性体から構成される。個々のコア3は、2つの端面33a,33bを有する。この2つの端面33a,33bのうち、一方の端面33aを、プレート2の載置面21に接触させている。
一次コイル4は、2つのコア3a,3bを連結するように巻回されている。つまり、本例では一次コイル4を、2つのコア3a,3bの貫通空間Sを交互に挿通するように巻回してある。一次コイル4は被覆導線からなる。
また、二次コイル5はバスバーからなる。二次コイル5a,5bは、それぞれコア3の貫通空間S内に配されている。二次コイル5はZ方向に延びており、その一端をベースプレート2にボルト固定してある。二次コイル5は、ギャップGの近傍に設けられている。図2に示すごとく、二次コイル5の主面51の法線方向(X方向)における一方側にギャップGが形成され、反対側に一次コイル4が巻回されている。
図2、図3に示すごとく、コア3のうち、一次コイル4を巻回する部位である被巻回部36は、貫通空間S側の面である内側面360が、平面になっている。2つの被巻回部36の内側面360は、互いに平行である。また、コア3は、Z方向から見たときにアール状に湾曲したアール状部37を備える。アール状部37は、X方向とZ方向との双方に直交する方向(Y方向)における、被巻回部36の両端に接続している。図3に示すごとく、被巻回部36とアール状部37とが接続した部位38には、C面380を形成してある。また、貫通空間Sは、Z方向から見たときに半円形状になっている。
コア3a,3bは、それぞれ2つのコア片30からなる。コア片30は、フェライトの粉体を金型に入れて成型し、焼結することにより形成したものである。2つのコア片30は、ベースプレート2にそれぞれ接触している。2つのコア片30は、互いに同一形状に形成されている。2つのコア片30には、被巻回部36となる部位に、研磨面39を形成してある。この研磨面39同士を接触させつつ、2つのコア片30を組み合わせてある。また、本例では、アール状部37同士を対向させ、この間に上記ギャップGを形成してある。
図2、図3に示すごとく、被巻回部36とギャップGとは、貫通空間SをX方向から挟む位置に形成されている。
一方、図4、図5に示すごとく、ベースプレート2には、コア3を配置するための台座部22を形成してある。台座部22は、ベースプレート2における台座部22の周辺の部位よりも、Z方向に突出している。この台座部22の表面が、上記コア接触部21になっている。また、台座部22の中央には、Z方向に凹んだ凹部23を形成してある。凹部23には、二次コイル5をボルト固定するための雌螺子部200が形成されている。
図4に示すごとく、コア3の一部は、凹部23上に配置される。そのため、凹部23の底面230とコア3との間に隙間Dが形成される。一次コイル4の一部は、この隙間Dを通っている。
また、凹部23の底面230と一次コイル4との間に、一次コイル4を冷却するための冷却部材6が介在している。冷却部材6は、例えばシリコンゲルやシリコンシートからなる。
次に、図6を用いて、本例の電力変換装置10の回路の説明をする。同図に示すごとく、電力変換装置10には、2つの小トランスT1,T2が含まれる。本例のトランス1は、2つの小トランスT1,T2の機能を兼ねている。上記一方のコア3aと、2つの一次コイル4a,4bと、一方の二次コイル5aとによって、一方の小トランスT1が形成されている。また、他方のコア3bと、2つの一次コイル4a,4bと、他方の二次コイル5bとによって、他方の小トランスT2が形成されている。一次コイル4a,4bは、2つのコア3a,3bに、それぞれ巻回されている。
図6に示すごとく、一方の一次コイル4aの一端410は、他方の一次コイル4bの他端430に電気的に接続している。また、一方の一次コイル4aの他端420は、高圧直流電源71の正電極に接続している。他方の一次コイル4bの他端440は、第1コンデンサC1を介して、高圧直流電源71の負電極に電気接続している。また、第2コンデンサC2と、2つのスイッチング素子Q1,Q2とを直列接続した直列体490を、第1コンデンサC1に並列接続してある。スイッチング素子Q1,Q2はMOSFETからなる。個々のスイッチング素子Q1,Q2には、寄生ダイオードが逆並列接続している。2つのスイッチング素子Q1,Q2の接続点480は、2つの一次コイル4a,4bの接続点470に電気接続している。
また、二次コイル5a,5bの一方の端子56,57は、それぞれベースプレート2を介して、低圧直流電源72の負電極に接続している。ベースプレート2は接地されている。二次コイル5a,5bの他方の端子58、59は、ダイオードD1,D2を介して、低圧直流電源72の正電極にそれぞれ接続している。2つのダイオードD1,D2の接続点599とベースプレート2との間に、平滑用の第3コンデンサC3を接続してある。
スイッチング素子Q1,Q2を交互にオンオフさせることにより、2つのコンデンサC1,C2を充放電しつつ、二次コイル5a,5bから二次電圧を出力させている。
トランス1のベースプレート2は、電力変換装置10のケースを兼ねている。すなわち、ベースプレート2から壁部(図示しない)がZ方向に立設してケースを構成しており、このケース内に、電力変換装置10を構成する各電子部品を収容してある。
本例の作用効果について説明する。本例では図1に示すごとく、一次コイル4と二次コイル5とを、環状のコア3の内側に形成した貫通空間Sを通過するように配してある。そして、図4に示すごとく、コア3の、Z方向に直交する端面33aを、ベースプレート2の載置面21に接触させてある。
このようにすると、磁束Φがコア内を、載置面21に平行な方向に流れる。つまり、磁束Φが、Z方向には流れなくなる。そのため、Z方向における、コア3の長さを短くすることができる。したがって、コア3のうちベースプレート2からZ方向に離れた部位350でも、ベースプレート2までの伝熱距離が比較的短くなり、この部位350を冷却しやすくなる。しかも、上記構成を採用すると、コア3内における、一次コイル4及び二次コイル5を配置するための空間(貫通空間S)が、上記部位350からベースプレート2へ熱が伝わるときの妨げにならない。そのため、上記部位350の熱がベースプレート2に伝わりやすくなり、コア3全体を効果的に冷却することが可能になる。
このようにすると、磁束Φがコア内を、載置面21に平行な方向に流れる。つまり、磁束Φが、Z方向には流れなくなる。そのため、Z方向における、コア3の長さを短くすることができる。したがって、コア3のうちベースプレート2からZ方向に離れた部位350でも、ベースプレート2までの伝熱距離が比較的短くなり、この部位350を冷却しやすくなる。しかも、上記構成を採用すると、コア3内における、一次コイル4及び二次コイル5を配置するための空間(貫通空間S)が、上記部位350からベースプレート2へ熱が伝わるときの妨げにならない。そのため、上記部位350の熱がベースプレート2に伝わりやすくなり、コア3全体を効果的に冷却することが可能になる。
つまり、仮に、図9に示すごとく、2つのコア片931,932によって、一次コイル94と二次コイル95とをZ方向に挟持したとすると、磁束ΦがZ方向に流れるため、コア全体のZ方向長さが長くなりやすい。そのため、ベースプレート92からZ方向に離れた位置に配されたコア片932の熱が、ベースプレート92へ伝わりにくくなる。しかも、コア片932とベースプレート92との間には、一次コイル94と二次コイル95とを配するための空間S1が形成されており、この空間S1は熱が伝わりにくい。そのため、コア片932の熱は、下側のコア片931に接触している箇所99を伝わってベースプレート92へ移動するため、熱伝導の距離が長くなって、冷却しにくくなる。
これに対して、本例の構造を採用すると、図4に示すごとく、ベースプレート2から離れた部位350の熱がベースプレート2へ伝わるときに、コア3内における、一次コイル4等を配置するための空間(貫通空間S)が、熱伝導の妨げにならない。そのため、コア3を冷却しやすくなる。
これに対して、本例の構造を採用すると、図4に示すごとく、ベースプレート2から離れた部位350の熱がベースプレート2へ伝わるときに、コア3内における、一次コイル4等を配置するための空間(貫通空間S)が、熱伝導の妨げにならない。そのため、コア3を冷却しやすくなる。
また、図1に示すごとく、本例のコア3は、互いに組み合わされた複数個のコア片30からなる。そして、個々のコア片30がベースプレート2に接触している。
したがって、個々のコア片30をベースプレート2によって効果的に冷却することができる。
したがって、個々のコア片30をベースプレート2によって効果的に冷却することができる。
また、本例では図4に示すごとく、コア3の一部とベースプレート2との間に隙間Dが形成されている。そして、一次コイル4が隙間Dを通るよう構成されている。
したがって、一次コイル4を隙間Dに配することができるため、コア3をベースプレート2に配置したときに、コア3のうち一次コイル4を巻回していない部位の端面33aをベースプレート2に密着させることができる。
したがって、一次コイル4を隙間Dに配することができるため、コア3をベースプレート2に配置したときに、コア3のうち一次コイル4を巻回していない部位の端面33aをベースプレート2に密着させることができる。
また、本例では図2に示すごとく、コア3のうち一次コイル4を巻回した部位(被巻回部36)と、ギャップGとは、Z方向から見たときに、貫通空間Sを両側から挟む位置に形成されている。
この場合には、一次コイル4の発熱を抑制しやすくなる。すなわち、仮に、ギャップGの近傍に一次コイル4が存在していたとすると、ギャップGから漏れた磁束Φが一次コイル4に鎖交する場合がある。そのため、一次コイル4に渦電流が流れて、発熱する可能性がある。
したがって、本例のように、被巻回部36とギャップGとを、Z方向から見たときに貫通空間Sを両側から挟む位置に形成すれば、一次コイル4をギャップGから遠ざけることが可能になり、ギャップGからの漏れ磁束Φが一次コイル4に鎖交することを抑制できる。そのため、一次コイル4に渦電流が流れにくくなり、発熱を抑制することができる。
この場合には、一次コイル4の発熱を抑制しやすくなる。すなわち、仮に、ギャップGの近傍に一次コイル4が存在していたとすると、ギャップGから漏れた磁束Φが一次コイル4に鎖交する場合がある。そのため、一次コイル4に渦電流が流れて、発熱する可能性がある。
したがって、本例のように、被巻回部36とギャップGとを、Z方向から見たときに貫通空間Sを両側から挟む位置に形成すれば、一次コイル4をギャップGから遠ざけることが可能になり、ギャップGからの漏れ磁束Φが一次コイル4に鎖交することを抑制できる。そのため、一次コイル4に渦電流が流れにくくなり、発熱を抑制することができる。
また、図2に示すごとく、本例では、バスバーからなる二次コイル5が、貫通空間S内において、ギャップGと一次コイル4との間に位置している。
そのため、ギャップGから漏れた磁束Φを、二次コイル5によって遮蔽することができる。したがって、一次コイル4に渦電流が流れにくくなり、より発熱しにくくなる。なお、この場合、二次コイル5に渦電流が流れて発熱することになるが、二次コイル5はバスバーからなり、しかもベースプレート2に接続しているため、熱はベースプレート2に容易に伝わる。そのため、二次コイル5は温度が高くなりにくい。
そのため、ギャップGから漏れた磁束Φを、二次コイル5によって遮蔽することができる。したがって、一次コイル4に渦電流が流れにくくなり、より発熱しにくくなる。なお、この場合、二次コイル5に渦電流が流れて発熱することになるが、二次コイル5はバスバーからなり、しかもベースプレート2に接続しているため、熱はベースプレート2に容易に伝わる。そのため、二次コイル5は温度が高くなりにくい。
また、図2に示すごとく、本例では、コア3のうち一次コイル4を巻回した部位である被巻回部36は、貫通空間S側の面である内側面360が平面になっている。そして、2つの被巻回部36の内側面360が互いに平行になっている。
そのため、一次コイル4を複数回、巻回したときに、2つの内側面360間における、一次コイル4のX方向長さを均一にすることができる。そのため、一次コイル4を巻回する作業を行いやすくなる。また、一次コイル4の全長を短くしやすくなる。したがって、一次コイル4の電気抵抗を小さくしやすくなり、抵抗熱が発生しにくくなる。
そのため、一次コイル4を複数回、巻回したときに、2つの内側面360間における、一次コイル4のX方向長さを均一にすることができる。そのため、一次コイル4を巻回する作業を行いやすくなる。また、一次コイル4の全長を短くしやすくなる。したがって、一次コイル4の電気抵抗を小さくしやすくなり、抵抗熱が発生しにくくなる。
また、図4に示すごとく、本例では、一次コイル4とベースプレート2との間に、一次コイル4を冷却する冷却部材6が介在している。
そのため、一次コイル4を、冷却部材6によって冷却することが可能になる。したがって、一次コイル4の温度が上昇しにくくなる。
そのため、一次コイル4を、冷却部材6によって冷却することが可能になる。したがって、一次コイル4の温度が上昇しにくくなる。
また、図2に示すごとく、本例では、コア3に、上記アール状部37を形成してある。
そのため、コア3を小型化しやすくなる。すなわち、コア3に角張った部位があると、この部位は磁束Φが流れにくく、無駄な部位となるため、コア3が大型化しやすくなる。しかしながら、上述のようにアール状部37を形成すれば、磁束Φが流れにくい無駄な部位が無くなるため、コア3を小型化することが可能になる。
そのため、コア3を小型化しやすくなる。すなわち、コア3に角張った部位があると、この部位は磁束Φが流れにくく、無駄な部位となるため、コア3が大型化しやすくなる。しかしながら、上述のようにアール状部37を形成すれば、磁束Φが流れにくい無駄な部位が無くなるため、コア3を小型化することが可能になる。
以上のごとく、本例によれば、コアをより効率的に冷却できるトランスを提供することができる。
なお、本例では、一次コイル4を被覆導線によって形成し、コア3に巻回すると共に、二次コイル5をバスバーによって形成して、貫通空間S内に配置したが、これを逆にしてもよい。すなわち、一次コイルの方が大きな電流が流れる場合は、一次コイルをバスバーによって形成し、また、二次コイルを被覆導線によって形成してコア3に巻回してもよい。
また、本例では、Z方向から見たときに半円形状を呈するコア3を用いたが、これに限るものではなく、例えば四角環状や三角環状、円環状のコア3を用いることもできる。
(実施例2)
本例は、コア3の形状を変更した例である。図7に示すごとく、本例では、コア3を一部品化してある。すなわち、本例のコア3は、2つの環状のコア3a,3bを連結した構造になっている。また、本例のコア3は、コア片30に分けられていない。
本例は、コア3の形状を変更した例である。図7に示すごとく、本例では、コア3を一部品化してある。すなわち、本例のコア3は、2つの環状のコア3a,3bを連結した構造になっている。また、本例のコア3は、コア片30に分けられていない。
本例のコア3は8の字状に形成されている。また、コア3には、ギャップGが形成されていない。本例では実施例1と同様に、コア3の端面33a(図4参照)は、ベースプレート2の載置面21に接触している。
上記構成にすると、コア3を一部品化できるため、トランス1を製造しやすくなる。
その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
(実施例3)
本例は、コア3の形状を変更した例である。図8に示すごとく、本例では、実施例1における一方のコア3aのみ設けてあり、実施例1における他方のコア3bは設けていない。そして、一つのコア3(3a)の被巻回部36に、2つの一次コイル4a,4bを巻回してある。
本例は、コア3の形状を変更した例である。図8に示すごとく、本例では、実施例1における一方のコア3aのみ設けてあり、実施例1における他方のコア3bは設けていない。そして、一つのコア3(3a)の被巻回部36に、2つの一次コイル4a,4bを巻回してある。
また、コア3は、2つのコア片30からなる。2つのコア片30は、それぞれベースプレート2に接触している。そして、コア3の端面33a(図4参照)を、ベースプレート2の載置面21(図4参照)に接触させている。
その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
1 トランス
2 ベースプレート
3 コア
30 貫通空間
33a 端面
4 一次コイル
5 二次コイル
2 ベースプレート
3 コア
30 貫通空間
33a 端面
4 一次コイル
5 二次コイル
Claims (8)
- ベースプレート(2)と、
該ベースプレート(2)の載置面(21)に載置された環状のコア(3)と、
該コア(3)の内側の貫通空間(S)を通過するように配されると共に上記コア(3)を介して互いに磁気的に結合された一次コイル(4)及び二次コイル(5)とを備え、
上記コア(3)は、上記貫通空間(S)の貫通方向に直交する端面(33)を上記ベースプレート(2)の上記載置面(21)に接触させていることを特徴とするトランス(1)。 - 請求項1に記載のトランス(1)において、上記コア(3)は、互いに組み合わされた複数個のコア片(30)からなり、個々の上記コア片(30)が上記ベースプレート(2)に接触していることを特徴とするトランス(1)。
- 請求項1又は請求項2に記載のトランス(1)において、上記一次コイル(4)と上記二次コイル(5)との2種類のコイル(4,5)のうち一方のコイル(4)を上記コア(3)に巻回してあり、上記コア(3)の一部と上記ベースプレート(2)との間には隙間が形成され、上記一方のコイル(4)を上記隙間に通してあることを特徴とするトランス(1)。
- 請求項3に記載のトランス(1)において、上記コア(3)には、磁気飽和を抑制するためのギャップ(G)を形成してあり、上記コア(3)のうち上記一方のコイル(4)を巻回した部位と、上記ギャップ(G)とは、上記厚さ方向から見たときに、上記貫通空間(S)を両側から挟む位置に形成されていることを特徴とするトランス(1)。
- 請求項4に記載のトランス(1)において、上記2種類のコイル(4,5)のうち他方の上記コイル(5)は、一端が上記ベースプレート(2)に接続し上記厚さ方向に延出したバスバーからなり、上記他方のコイル(5)は、上記貫通空間(S)内において、上記ギャップ(G)と上記一方のコイル(4)との間に位置していることを特徴とするトランス(1)。
- 請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載のトランス(1)において、2個の上記コア(3a,3b)を隣接配置してあり、上記一方のコイル(4)は、上記2個のコア(3a,3b)にそれぞれ形成した上記貫通空間(S)を交互に通るように、該2個のコア(3a,3b)に巻回されており、個々の上記コア(3a,3b)のうち上記一方のコイル(4)を巻回した部位である被巻回部(36)は、上記貫通空間(S)側の面である内側面(360)が平面になっており、上記2つの被巻回部(36)の上記内側面(360)が互いに平行であることを特徴とするトランス(1)。
- 請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載のトランス(1)において、上記一方のコイル(4)と上記ベースプレート(2)との間に、上記一方のコイル(4)を冷却する冷却部材(6)が介在していることを特徴とするトランス(1)。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のトランス(1)において、上記コア(3)には、上記厚さ方向から見たときに、上記磁束の流れに沿うようアール状に湾曲したアール状部(37)が形成されていることを特徴とするトランス(1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013090157A JP2014216366A (ja) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | トランス |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014216366A true JP2014216366A (ja) | 2014-11-17 |
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ID=51941890
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JP2013090157A Pending JP2014216366A (ja) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | トランス |
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JP (1) | JP2014216366A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016197682A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | スミダコーポレーション株式会社 | 降圧トランス |
-
2013
- 2013-04-23 JP JP2013090157A patent/JP2014216366A/ja active Pending
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