JP2021027103A - 変圧器及びボビン - Google Patents

Abstract

【課題】製造費用を削減し、小型化を促進させることができる変圧器及びボビンを提供する。【解決手段】内鉄形の変圧器１は、鉄心３と、該鉄心３に巻き付けられたコイルと、該コイルを保持する環状のボビン２とを備え、前記ボビン２の外周面２ｄは平坦に形成され、前記ボビン２の内周面２ｅは径方向内向きに突出した曲面状に形成され、前記ボビンの外周面２ｄに周方向に沿った溝３０が形成され、該溝３０に一次コイル１０及び二次コイル２０が保持されている。【選択図】図３

Description

本技術は、内鉄形の変圧器及びコイルを保持するボビンに関する。

従来、外鉄形の変圧器が提案されている。外鉄形の変圧器は、鉄心、一次コイル及び二次コイルを備える。一次コイル及び二次コイルは、それぞれボビンに巻かれている（例えば特許文献１参照）。

特開平８―５１０３４号公報

前記変圧器は一次コイル及び二次コイルそれぞれのボビンを用意する必要があり、ボビンの製造費用が嵩む。また一次コイル及び二次コイルは、それぞれ一つであり、磁気結合が悪化しやすく、高インピーダンスになりやすく、ボビンが大型化していた。

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、製造費用を削減し、小型化を促進させることができる変圧器及びボビンを提供することを目的とする。

本開示に係る内鉄形の変圧器は、鉄心と、該鉄心に巻き付けられたコイルと、該コイルを保持する環状のボビンとを備え、前記ボビンの外周面は平坦に形成され、前記ボビンの内周面は径方向内向きに突出し、前記ボビンの外周面に周方向に沿った溝が形成され、該溝に一次コイル及び二次コイルが保持されている。

本開示においては、環状のボビンの外周面に溝を形成し、該溝に一次コイル及び二次コイルを配置させる。即ち、一つのボビンに複数のコイルを収納させる。また内鉄形にすることによって、磁気結合は向上し、低インピーダンス化が可能となる。また二つのボビンの外周面を隣接させることによって、二つのボビンの隣接部分は筒状をなし、鉄心を巻き付けることが可能となる。

本開示に係る変圧器は、前記溝内に周方向に延びる壁が形成され、前記壁の両側に前記一次コイルがそれぞれ配置される。

本開示においては、溝内に壁を設け、該壁の両側に一次コイルをそれぞれ配置し、電界強度を緩和させる。

本開示に係る変圧器は、前記一次コイルは前記ボビンの内周面側に配置され、前記二次コイルは前記ボビンの外周面側に配置される。

本開示においては、一次コイルは二次コイルに比べて線径又は断面積が小さいので、内周面側の狭いスペースに配置し、二次コイルを外周面側の広いスペースに配置させる。溝の限られたスペースを有効活用する。

本開示に係る変圧器は、前記ボビンは前記二次コイルを支持する分離可能な支持部を有する。

本開示においては、予め二次コイルを巻回しておき、支持部をボビン本体から分離させて、巻回した二次コイルをボビン本体に装着させて、支持部をボビン本体に取り付ける。二次コイルのボビンへの取り付けを円滑に実行する。

本開示に係るボビンは、環状のボビンであって、外周面は平坦面を有し、内周面は径方向内向きに突出し、一次コイル及び二次コイルを保持する周方向に沿った溝が前記外周面に形成される。

本開示においては、環状のボビンの外周に溝を形成し、該溝に一次コイル及び二次コイルを配置させる。即ち、一つのボビンに複数のコイルを収納させる。また内鉄形にすることによって、磁気結合は向上し、低インピーダンス化が可能となる。

本開示に係る変圧器及びボビンにあっては、環状のボビンの外周に溝を形成し、該溝に一次コイル及び二次コイルを配置させる。即ち、一つのボビンに複数のコイルを収納させる。そのため、変圧器及びボビンの製造費用を削減し、小型化を促進させることができる。また内鉄形にすることによって、磁気結合は向上し、低インピーダンス化が可能となる。また二つのボビンの外周面を対向させることによって、二つのボビンの対向した部分は筒状をなし、鉄心を巻き付けることが可能となる。

実施の形態１に係る変圧器の略示斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線を切断線とした略示断面図である。 ボビンの略示拡大断面図である。 変圧器の製造工程を説明する説明図である。 変圧器の製造工程を説明する説明図である。 変圧器の製造工程を説明する説明図である。 構成を一部変更した変更例に係る変圧器の略示断面図である。 実施の形態２に係るボビンの略示拡大断面図である。 構成を一部変更した変更例に係る変圧器の略示断面図である。

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る変圧器１を示す図面に基づいて説明する。図１は、変圧器の略示斜視図である。変圧器１は内鉄形であり、筒状の鉄心３と、該鉄心３に巻き付けられた二つのボビン２とを備える。ボビン２は環状をなし、二つのボビン２の軸方向は同じである。二つのボビン２は径方向に隣接する。鉄心３は帯状の金属材によって構成されており、帯状の金属材を二つのボビン２の隣接部分に巻き付けることによって、二つのボビン２に取り付けられている。鉄心３の軸心はボビン２の軸心に略直交する。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線を切断線とした略示断面図、図３は、ボビン２の略示拡大断面図である。ボビン２の外周面２ｄは平坦に形成され、ボビン２の内周面２ｅは径方向内向きに突出した曲面状に形成されている。軸心に平行な面に沿って切断したボビン２の断面形状は半円状をなし、半円断面の円弧はボビン２の軸心に向けて突出する。半円断面の円弧はボビン２の内周に対応し、半円断面の弦はボビン２の外周に対応する。

鉄心３の内側において、二つのボビン２の外周面２ｄが対向し、隣接している。図２に示すように、二つのボビン２の隣接部分の断面形状は円状をなす。鉄心３の内側空間の断面形状は円状をなし、二つのボビン２の断面形状に対応している。そのため、限られた鉄心３の内側空間に二つのボビン２は効率的に配置されている。

ボビン２の外周面２ｄに周方向に沿った溝３０が形成されている。溝３０はボビン２の全周に亘って形成されている。溝３０の底面には第一壁４及び第二壁５が設けられている。第一壁４及び第二壁５はボビン２の径方向外向きに突出し、周方向に沿って延びている。第一壁４及び第二壁５はボビン２の全周に亘って形成されている。第一壁４及び第二壁５は、ボビン２の軸方向に間隔を空けて並んでいる。

図２に示すように、ボビン２は一次コイル１０（高圧コイル）及び二次コイル２０（低圧コイル）を保持する。図３に示すように、一次コイル１０は、第一壁４と溝３０の一側面との間に巻回された一次コイル１１、及び第二壁５と溝３０の他側面との間に巻回された一次コイル１２を備える。即ち、第一壁４と第二壁５とによって、一次コイル１０は所定間隔を空けて二つに分割され、電界強度が緩和される。一次コイル１０はボビン２の内周面２ｅ側に配置されている。

一次コイル１０、第一壁４、及び第二壁５の外周側に絶縁部６が設けられている。絶縁部６は環状をなし、ボビン２の全周に亘って設けられている。絶縁部６は一次コイル１０、第一壁４、及び第二壁５を覆う。

絶縁部６の外周側に、絶縁部材によって構成されたスペーサ７が設けられている。スペーサ７は絶縁部６に対向する底部７ａを有する。底部７ａは環状をなし、ボビン２の全周に亘って設けられている。底部７ａは絶縁部６を覆う。底部７ａの両縁部それぞれから、側部７ｂが径方向外向きに突出している。軸心に平行な面に沿って切断したスペーサ７の断面はＵ状をなす。

スペーサ７の内側に、二次コイル２０が巻回されている。二次コイル２０はボビン２の外周面２ｄ側に配置されている。二次コイル２０は絶縁部６及びスペーサ７によって、一次コイル１０から絶縁されている。一次コイル１０の巻線の線径又は断面積は二次コイル２０の巻線の線径よりも小さい。即ち、一次コイル１０の巻線は二次コイル２０の巻線よりも細い。ボビン２における側部７ｂに対向する部分は、二次コイル２０を支持する支持部２ｂを構成し、ボビン２における他の部分は本体部２ａを構成する。支持部２ｂは本体部２ａから分離可能である。

以下、変圧器１の製造工程について説明する。図４〜図６は、変圧器１の製造工程を説明する説明図である。図４に示すように、ボビン２の本体部２ａから支持部２ｂは取り外されている。線巻き器を使用して、第一壁４と溝３０の一側面との間に一次コイル１１は巻回され、第二壁５と溝３０の他側面との間に一次コイル１２が巻回される。

次に、図５に示すように、一次コイル１０、第一壁４、及び第二壁５の外周側に絶縁部６が取り付けられる。絶縁部６の外周側にスペーサ７が取り付けられる。ここで、線巻き器を使用して、二次コイル２０は予め巻回されている。スペーサ７の取り付け後、二次コイル２０はスペーサ７の内側に配置される。

そして、図６に示すように、支持部２ｂが本体部２ａに取り付けられる。支持部２ｂと本体部２ａとの間において、二次コイル２０は支持される。

実施の形態に係る変圧器１にあっては、環状のボビン２の外周に溝３０を形成し、該溝３０に一次コイル１０及び二次コイル２０を配置させる。即ち、一つのボビン２に複数のコイルを収納させる。そのため、変圧器１及びボビン２の製造費用を削減し、小型化を促進させることができる。また内鉄形にすることによって、磁気結合は向上し、低インピーダンス化が可能となる。また二つのボビン２の外周面２ｄを隣接させることによって、二つのボビン２の隣接部分は筒状をなし、鉄心３を巻き付けることが可能となる。

また溝３０内に第一壁４及び第二壁５を設け、第一壁４及び第二壁５それぞれに、一次コイルを配置し、電界強度を緩和させることができる。

また一次コイル１０は二次コイル２０に比べて線径又は断面積が小さいので、ボビン２における内周面２ｅ側の狭いスペースに配置し、二次コイルをボビン２の外周面２ｄ側の広いスペースに配置させる。そのため溝３０の限られたスペースを有効活用することができる。

また予め二次コイル２０を巻回しておき、支持部２ｂを本体部２ａから分離させて、巻回した二次コイル２０を本体部２ａに装着させて、支持部２ｂを本体部２ａに取り付ける。そのため、二次コイル２０のボビン２への取り付けを円滑に実行することができる。

上述の実施の形態においては、第一壁４及び第二壁５がボビン２に形成されているが、単一の壁をボビン２に形成してもよく、三つ以上の壁をボビンに形成してもよい。

図７は、構成を一部変更した変更例に係る変圧器１の略示断面図である。上述の実施例においては、支持部２ｂは本体部２ａから分離可能であったが、本体部２ａ及び支持部２ｂを一体化してもよい。この場合、ボビン２における断面半円の円弧の両端部は、二次コイル２０を支持する支持部２ｃを構成する。変更例においては、二次コイル２０をボビン２に取り付ける場合、スペーサ７を取り付けた後、線巻き器を使用して、二次コイル２０をスペーサ７の内側に巻回させる。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る変圧器１を示す図面に基づいて説明する。実施の形態２に係る構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図８は、実施の形態２に係るボビン２の略示拡大断面図である。

ボビン２は環状をなし、ボビン２の外周面２ｄは平坦に形成され、内周面２ｅは径方向内向きに突出した半角柱状に形成されている。軸心に平行な面に沿って切断したボビン２の断面形状において、内周面２ｅは多角形状、例えば台形状をなす。外周面２ｄに周方向に沿った溝３０が形成されている。実施の形態２のボビン２は、実施の形態２のボビン２よりも薄肉であり、ボビン２の厚みは略均一である。

内周面２ｅには、複数のリブ２ｆが形成されている。複数のリブ２ｆは、周方向に間隔を空けて並んでいる。リブ２ｆは内周面２ｅから突出しており、平面視半円形状をなす。リブ２ｆは、一次コイル１０及び二次コイル２０を囲むように、内周面２ｅに沿って延びる。換言すれば、鉄心３に接触する部分にリブ２ｆは設けられる。リブ２ｆの支持部２ｂに対応する部分は分離可能に構成されており、支持部２ｂと共に分離させることができる。

実施の形態２においては、ボビン２を、厚みが略一定の薄肉になるように形成し、リブ２ｆを設けることによって、ボビン２の樹脂部材の使用量を削減しつつ、強度を確保することができる。

図９は、構成を一部変更した変更例に係る変圧器１の略示断面図である。図９に示すように、ボビン２の内周側にカバー２５を設けてもよい。カバー２５は、円筒を縦方向に分割したような半筒状をなす。カバー２５はリブ２ｆを覆うように配置される。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

１ 変圧器 ２ ボビン ２ａ 本体部 ２ｂ、２ｃ 支持部 ２ｄ 外周面
２ｅ 内周面 ３ 鉄心 ４ 第一壁 ５ 第二壁 １０、１１、１２ 一次コイル
２０ 二次コイル ３０溝

Claims (5)

1. 鉄心と、
   該鉄心に巻き付けられたコイルと、
   該コイルを保持する環状のボビンと
   を備え、
   前記ボビンの外周面は平坦に形成され、前記ボビンの内周面は径方向内向きに突出し、
   前記ボビンの外周面に周方向に沿った溝が形成され、
   該溝に一次コイル及び二次コイルが保持されている
   内鉄形の変圧器。
2. 前記溝内に周方向に延びる壁が形成され、
   前記壁の両側に前記一次コイルがそれぞれ配置される
   請求項１に記載の変圧器。
3. 前記一次コイルは前記ボビンの内周面側に配置され、
   前記二次コイルは前記ボビンの外周面側に配置される
   請求項１又は２に記載の変圧器。
4. 前記ボビンは前記二次コイルを支持する分離可能な支持部を有する
   請求項１から３のいずれか一つに記載の変圧器。
5. 環状のボビンであって、
   外周面は平坦面を有し、内周面は径方向内向きに突出し、
   一次コイル及び二次コイルを保持する周方向に沿った溝が前記外周面に形成される
   ボビン。

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