JP2690758B2 - トランス素子 - Google Patents

トランス素子

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はトランス素子、特にDC電源、インバータその
他の電気、電子回路に好適な小型で軽いトランス素子に
関する。
[従来の技術] 今日、トランスは各種分野において、たとえば電圧の
変換、回路間の絶縁、インピーダンス変換等を行うため
に幅広く利用されている。
特に、エレクトロニクス技術の進歩に伴い、産業用機
械から家庭用品、玩具にいたるまで幅広くエレクトロニ
クス回路が用いられ、このようなエレクトロニクス回路
は近年著しく小型化している。
したがって、このような各種エレクトロニクス回路に
用いられるトランスに対しても、小型化、軽量化が求め
られており、このトランスを、他の電気・電子部品、例
えばICチップ、抵抗素子等と同じ感覚で用いることがで
きる程度に小型で軽量のトランス素子として形成するこ
とができれば、その取扱が極めて便利になり、しかもト
ランス素子を用いたエレクトロニクス回路を小型で軽量
のものとすることができる。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、エレクトロニクス回路に用いられる従来のト
ランスは、ボビンに一次コイル用の線材および二次コイ
ル用の線材を実際に巻いて形成されているため、その小
型化には限界があった。
特に、磁芯を用いたトランスでは、磁芯の周りに一次
コイル、二次コイル用の線材を実際に巻き回して形成さ
れているため、空芯型のトランスに比べより大きなもの
となってしまう。
したがって、従来のトランスはエレクトロニクス回路
用の他の電気、電子部品に比べ著しく大きく重いものと
なってしまい、このようなトランスを用いてエレクトロ
ニクス回路を形成すると、トランス部分の占有面積が極
めて大きくなってしまうという問題があった。
[発明の目的] 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、前述した従来の問題を解決し、各
種エレクトロニクス回路に用いられる各種の電気、電子
部品と同様な感覚で使用することができる小型でしかも
軽量なトランス素子を実現することにある。
[問題点の解決手段] 前記目的を達成するため、請求項1の発明のトランス
素子は、 少なくとも1枚の磁芯箔膜と、少なくとも2枚の導電
箔膜とを絶縁体を介して一体に重ね合せた状態で巻き込
んで形成され、 前記磁芯箔膜は、絶縁体を介して導電箔膜と一体に重
ね合せた状態で、少なくともその幅方向両端側にはみだ
すよう形成され、前記はみだし部は、互いに接触するよ
う押潰し形成され、 前記導電箔膜のうちいずれか一方を一次側コイル、他
方を二次側コイル、磁芯箔膜をトランスコアとしたこと
を特徴とする。
[作用] このように、本発明のトランス素子は、磁芯箔膜およ
び導電箔膜を絶縁体を介して重ね合せ、これを一体に巻
き込んで形成されている。
したがって、従来のように磁芯に対し一次側コイル、
二次側コイル用の線材を実際に巻き回して形成されたト
ランスに比べ、トランス自体を小型でしかも軽量なもの
とすることができる。
特に、本発明によれば、前述したように巻き込んで形
成された箔膜全体をエポキシ等の樹脂でモールドするこ
とにより、トランスをワンチップトランス素子として形
成することができる。
したがって、このようにして形成されたトランス素子
を、各種エレクトロニクス回路に対し通常の電気、電子
部品と同様な感覚で用いることができ、トランスを必要
とする各種エレクトロニクス回路を小型でしかも軽量な
ものとすることができる。
[実施例] 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。
第2図には本発明に係るトランス素子の好適な一例が
示されている。
実施例のトランスは、一枚の磁芯箔膜10と、2枚の導
電箔膜20,22と、絶縁シート等の帯状絶縁体30,32,34,36
とを有する。
そして、前記一方の導電箔膜20の両端にはリード電極
20a,20bが設けられ、他方の導電箔膜20の両端には同様
にリード電極22a,22bが設けられている。
そして、第1図に示すように、前記磁性箔膜10の両側
に、帯状絶縁体32,34、導電箔膜20,22,帯状絶縁体30,36
を順番に重ね合せ、これを一体的にチューブラ型に巻き
込み、その後偏平に押し潰して形成されている。
そして、このようにチューブラ型に巻き込まれた箔膜
全体を、エポキシ等の樹脂でモールドすることにより、
第3図に示すようなトランス素子が形成される。
第4図には、このようにして形成されたトランス素子
の等価回路図が示されている。
前述したように、磁芯箔膜10と導電箔膜20,22を積層
してチューブラ型に巻き込むと、両導電箔膜20,22は一
次コイルW1、二次コイルW2として機能し、両コイルW1
W2は磁気的に結合されたトランスとして機能することと
なる。
このとき、両導電箔膜20,22の間に積層された磁性箔
膜10はトランスのコアCとして機能し、このコアCを介
して一次コイルW1と二次コイルW2との間に磁気回路が形
成される。
このようにして、本実施例によれば、一枚の磁芯箔膜
10と、2枚の導電箔膜20,22を互いに積層してチューブ
ラ型に巻き込み、これら各箔膜10,20,22の周囲をエポキ
シ等の樹脂でモールドすることにより、第3図に示すよ
うな小型でしかも軽量なトランス素子を形成することが
できる。
次に、前述したトランス素子の具体的な製法の一例を
説明する。
まず、実施例の導電箔膜20,22は、厚さ50μm、幅約1
0mm、長さ1,650mmのアルミニウム箔を用いて形成されて
いる。なお、本発明において、導電箔膜20,22は、この
ようなアルミニウム箔のみでなく、必要に応じて他の導
電材料を用いて形成することもできる。
そして、このようにして形成された各導電箔膜20,22
の両端に、適当な大きさおよび長さの錫メッキ等を施し
た鉄線や銅線を用いてリード電極20a,20b,22a,22bが固
定される。実施例において、この取付けには、たとえば
電気溶接等の周知技術が用いられる。なお、この溶接に
先だち、リード線の溶接部はプレス等により平坦加工を
施すことが好ましい。
また、磁芯箔膜10は、磁性材料または良導電材料のい
ずれの材料を用いて形成することもでき、実施例におい
てその寸法は、前記導電箔膜20,22と同様に形成されて
いる。
また、帯状絶縁体30,32,34,36はポリエチレン、マイ
ラー等の高誘電率で、しかも高絶縁耐圧を有する材料、
たとえばマイラープラスチックフィルム等を用いて形成
されている。
そして、実施例の帯状絶縁体30,32を構成するマイラ
ープラスチックフィルムは、厚さ12μm、幅15mm、長さ
約1650mmの寸法に形成されている。また、その幅は前記
各箔膜10,20,22より広くし、両導電箔膜20,22の絶縁体
耐圧を高めるよう形成するのが好ましい。
そして、前記磁芯箔膜10の両側に、帯状絶縁体32,3
4、導電箔膜20,22、絶縁体30,36の順に重ね合せ、これ
を巻き線機械等を用いてチューブラ型に巻き込む。
本発明では、このようにして形成されたトランスをそ
のまま使用しても良いが、実施例においては、これに適
当な圧力を加えて偏平に押し潰し、電極20a,20b,22a,22
bを除いた全体を、たとえばエポキシ等の樹脂でコーテ
ィングして、吸湿等による特性劣化を防止している。
このようにすることにより、本実施例によれば、第3
図に示すようなトランス素子を、各種エレクトロニクス
回路に用いられる他の電気・電子部品と同じ感覚で用い
ることができる程度に小型で軽量化することができる。
なお、実施例においては両導電箔膜20,22の長さを等
しく設定する場合を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限らず必要に応じて両導電箔膜20,22の長さを異なる
値に設定することもできる。このようにすれば、両導電
箔膜の巻数を異なる値に設定し、所望変圧比のトランス
を得ることができる。
また、本実施例においては、磁芯箔膜10を、導電箔膜
20,22と同じ長さに形成している。このため、磁芯箔膜1
0を用いて形成された磁気回路はオープンループとな
る。
たが、必要に応じて磁芯箔膜10の長さを導電箔膜20,2
2、帯状導電帯30,32により少なくとも一巻き分長く形成
しても良い。このようにすることにより、第6図に示す
ように、磁芯箔膜10は、一端側において一巻き分の閉ル
ープを形成し、トランス素子の特性をより良好なものと
することができる。
また、本発明においては、第7図に示すように、帯状
絶縁体30,32,34,36を介して磁芯箔膜10と導電箔膜20,22
とを一体に重ね合せたとき、この磁芯箔膜10の少なくと
も幅方向一側が、帯状絶縁体30,32,34,36及び導電箔膜2
0,22により外部にはみだすよう形成してもよい。
このようにすれば、磁芯箔膜10,導電箔膜20,22及び帯
状絶縁体30,32,34,36を一体的に重ねて巻込んだ後、磁
芯箔膜10のはみだし部10aを、互いに接触するよう矢印
の方向から押潰すことにより、磁芯箔膜10は各ターン毎
に他のターン部分との間で磁気回路を形成することにな
る。従って、トランス素子自体の磁気抵抗を大幅に少な
くし、その特性をより良好なものとすることができる。
また、本発明においては、第8図に示すように、帯状
絶縁体30,32,34,36を介して磁芯箔膜10と導電箔膜20,22
とを一体に重ね合せたとき、この磁芯箔膜10の幅方向両
側が、帯状絶縁体30,32,34,36及び導電箔膜20,22により
外部にはみだすよう形成してもよい。
このようにすれば、磁芯箔膜10,導電箔膜20,22および
帯状絶縁体30,32,34,36を一体的に重ねて巻込んだ後、
磁芯箔膜10のはみだし部10a、10bを、互いに接触するよ
う矢印の方向から押潰すことにより、また他の方法によ
り磁気的に導通させることにより、第9図に示すように
磁芯箔膜10は各ターン毎に他のターン部分との間で閉ル
ープの磁気回路を形成することになる。従って、トラン
ス素子自体の磁気抵抗がさらに少なくなり、より良好な
特性を持ったトランス素子を得ることができる。なお、
この場合には、はみだし部10bと各リード20a,20b,22a,2
2bが電気的に導通することがないよう、各リード20a,20
b,22a,22bの必要箇所に絶縁部40を形成すればよい。
他の実施例 なお、前記実施例においては、磁芯箔膜10を一対の導
電箔膜20,22を用いてサンドイッチ状に挾み込むよう重
ね合せて形成したトランス素子を例にとり説明した。し
かし、磁芯箔膜10と導電箔膜20,22の重ね合せ順序はこ
れに限るものではなく、たとえば導電箔膜20,22を帯状
絶縁帯32を介して重ね合せ、次に導電箔膜22と磁芯箔膜
10を帯状導電帯34を介して重ね合せてトランス素子を形
成することもできる。このように、本発明においては、
必要に応じてこれら各箔膜10,20,22の重ね合せ順序を任
意に設定することができる。
また、本実施例においては2枚の導電箔膜20,22を用
いた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限ら
ず、3枚以上の導電箔膜を巻き込んでトランス素子を形
成することもできる。たとえば、第5図に示すように、
導電箔膜20をその幅方向に2つの箔20−1,20−2に分割
し、その一方の導電箔膜20−1を一次巻き線として用
い、他方の導電箔膜20−2を三次巻き線として用いても
良い。
また、本実施例においては磁芯箔膜10を一枚用いる場
合を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず必要に
応じ複数枚の磁芯箔膜を用いることもでき、このように
することにより、各巻き線間の磁気抵抗を所望の値に設
定し、各種特性のトランス素子を得ることができる。
また、前記実施例においては、磁芯箔膜、導電箔膜を
それぞれ独立に設ける場合を例にとり説明したが、本発
明はこれに限らず必要に応じてこれら箔膜を絶縁シート
の片面または両面に無電解メッキ、蒸着またはスパッタ
リング等の手法を用いて被覆形成することもできる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、磁芯入りのト
ランスを、小型でしかも軽量のトランス素子として形成
することができ、この結果、トランスを必要とする各種
回路、特にエレクトロニクス回路を大巾に小型、軽量化
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るトランス素子の好適な一例を示す
説明図、 第2図は第1図に示すトランス素子の接続状態の一例を
示す説明図、 第3図は第1図に示すトランス素子の外観斜視図、 第4図は第1図に示すトランス素子の等価回路図、 第5図は磁芯箔膜の一端側において閉ループを形成する
場合の説明図、 第6図は3枚の導電箔膜を用いて形成されたトランス素
子の説明図、 第7図〜第9図は本発明の他の実施例を示す説明図であ
る。 10…磁芯箔膜 10a、10b…はみだし部 20,22…導電箔膜 20a,20b,22a,22b…リード電極 30,32,34,36…帯状絶縁体。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1枚の磁芯箔膜と、少なくとも
    2枚の導電箔膜とを絶縁体を介して一体に重ね合せた状
    態で巻き込んで形成され、 前記磁芯箔膜は、絶縁体を介して導電箔膜と一体に重ね
    合せた状態で、その幅方向両端側にはみだすよう形成さ
    れ、前記はみだし部は、互いに接触するよう押潰し形成
    され、 前記導電箔膜のうちいずれか一方を一次側コイル、他方
    を二次側コイル、磁芯箔膜をトランスコアとしたことを
    特徴とするトランス素子。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲(1)記載のトランス素子
    において、 1枚の磁芯箔膜の両側に絶縁体を介して2枚の導電箔膜
    を重ね合せ、これら合計3枚の箔膜を一体に巻き込んで
    形成されたことを特徴とするトランス素子。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲(1)、(2)のいずれか
    に記載のトランス素子において、前記導電箔膜として帯
    状のアルミニウム箔または銅箔を使用し、前記絶縁体と
    して高誘電率の帯状のプラスチックフィルムを使用した
    ことを特徴とするトランス素子。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲(1)〜(3)のいずれか
    に記載のトランス素子において、巻き込んだ箔膜全体を
    樹脂でモールドしたことを特徴とするトランス素子。
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