JP3190474U - 変圧器の改良構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】金属板が鉄芯の主芯部に密着する方向で配設されることで、変圧器の二次コイルを構成する変圧器の改良構造を提供する。【解決手段】ボビン本体1は貫通した貫通穴11を中央に有しており、貫通穴の外周側にはコイル溝12が形成されるとともに、貫通穴の一端の周側には対向する二つの接続バス13,14が設けられている。長尺板状体であり折り曲げることでなる金属板3は、コイル溝に嵌合可能な中空部31が中央に形成されており、金属板の両端部は平行に延出する屈折部32としてさらに折り曲げられており、金属板の外周側には一次コイルが設けられている。ボビンカバー2がボビン本体にて接続バスから離れた一端側を覆合固定し、ボビンカバー上にはボビン本体の貫通穴に対応している開口部21が設けられている。二つの鉄芯4にはボビン本体の貫通穴に差し込むことが可能な主芯部41が凸設されている。【選択図】図5

Description

本考案は変圧器の改良構造に関し、特に金属板が主芯部に密着する方向に延出することで、変圧器の二次コイルを構成する変圧器構造に関する。
従来の変圧器は大方が、二本の導線(エナメル線)を同じ鉄芯上にそれぞれ巻回するとともに、前記二本の導線が電源側に接続される一次コイル、及び負荷側に接続される二次コイルをそれぞれ形成するコイル型変圧器である。前記一次コイルと前記二次コイルとで生じる誘導起電圧の関係は、前記一次コイルと前記二次コイルとのコイル数の比率により決まる。上記した従来のコイル型変圧器では、その出力電圧を変化させたい場合、少なくともその二次コイルのコイル数と巻回数を変更しなければならないため、変圧器の規格ごとに対応する設計の単独の製造工程が必要となることから、製造上の不便を来すうえ、コイルの巻回工程が煩雑化し、製造コストが嵩み、経済効率にそぐわない。
また、低電圧、大電流出力特性の要求がある場合、その二次コイルには外径の大きな導線(エナメル線)を使用しなければならないことから、そのコイルにおける各コイルの間に大きな隙間ができてしまい、変圧器全体が不合理的に大型化してしまうだけでなく、エデイ(Eddy)損失が増加して、応用での欠陥を招いてしまう。
二次側の出力電流を絶えず高めるという要求を満たしつつコイル空間を節約するために、図1、図2に示す変圧器構造がある。主に、ボビン9と、対向して結合されている二つの鉄芯7と、厚さが数十から数百μmである複数の薄型金属板8とを備えている。前記二つの鉄芯7は中央及び周側に主芯部71及び複数の側部72がそれぞれ設けられており、前記主芯部71と各側部72との間には収容空間73が形成されており、しかも前記収容空間73が前記側部72の両側側部に設けられている複数の開放された欠け口74を経て外部に連通しており、前記ボビン9は前記鉄芯7の収容空間73内に設けられており、その中央には前記主芯部71に嵌合可能な貫通穴91が設けられており、前記ボビン9の外周中段部分には一次コイル92を巻回させるためのコイル溝が設けられるとともに、前記コイル溝の上下両側は仕切板93により位置決め部931が画成されており、しかも前記二枚の仕切板93は一端角に前記欠け口74から前記鉄芯7の外に突出可能な接続バス94がそれぞれ設けられており、前記各接続バス94上には少なくとも前記一次コイル92の両端部に接続される接続ピン941がそれぞれ設けられており、前記各金属板8は位置決め部931に嵌合可能な開口部81が中央に設けられることで、前記各金属板8を前記貫通穴91(前記鉄芯7の主芯部71)に垂直となる方式で重ねられており、しかも前記開口部81はさらに前記金属板8の一端角に設けられている隙間82を経て外部に連通可能であることで、前記各金属板8は前記隙間82にて分離して且つ前記欠け口74から前記鉄芯7の外に突出可能な二つの極端子83が形成可能となっている。組み立て時には、前記各金属板8の間には絶縁性のスペーサ84が設けられることで、前記各金属板8で二次コイルが形成することができる。このような構造は前記各金属板8が前記鉄芯7の主芯部71の延出方向と垂直となる方式でそれぞれ互いに重ねられるため、実際の運用において、エデイ(Eddy)損失を適切に低減することができるももの、全体的な漏洩インダクタンスが大きくなってしまう。
さらに図3、図4に示す変圧器構造においては、主に、ボビン90と、厚さが数十から数百ミリメートルである複数の金属板80と、対向して結合されているE型鉄芯70とを備えている。前記ボビン90には横方向に延出している貫通穴901が設けられており、前記貫通穴901の外周側には複数の凹溝902が設けられており、前記各凹溝902内には一次コイル903を巻回させることができ、前記ボビン90は前記貫通穴901の両端部には接続バス904がそれぞれ形成されており、このうち前記接続バス904上には前記コイル903の両端部に接続される接続ピン905が設けられており、前記各金属板80はそれぞれコ字状にそれぞれ折り曲げられて、前記貫通穴901に平行する方式で複数の凹溝902の外周側を覆って(前記一次コイル903を前記金属板80の外周側に設けてもよい)サンドイッチ巻き法を形成することができ、しかも前記各金属板80の両端部が前記接続バス904と同じ方向で延出する極端子801(つまり二次コイル)を形成している。組み立て時には、適切な収容空間803を有するカバー802が前記ボビン90及び前記金属板80を覆合して、前記カバー802上には前記貫通穴901の両端に対応する側面開口部804が設けられており、さらに前記二つのE型鉄芯70は中央の主芯部が前記カバー802の両側の前記側面開口部804から前記ボビン90の貫通穴901に差し込まれて接触して、前記金属板80を二次側とした別の種類の変圧器構造を形成することができる。この種の構造では前記各金属板80が前記E型鉄芯70の主芯部に密着する方向で設けられているため、漏洩インダクタンスを効果的に減少させることができるうえ、前記金属板80の組み付け時に折り曲げることができず(一旦、折り曲げ変形させた後には、元の状態に手で曲げにくくなっている)という特性から、横置き式(鉄芯の主芯部が横方向に延出している)の構造を開示しているが、現時点では、縦置き式(鉄芯の主芯部が垂直方向に延出している)構造の製品は見られず、製品の多様性及び競争力への影響が深刻となっていた。
従来の金属板を二次側とする変圧器構造には上記欠点があることに鑑み、考案者はこれら欠点について研究・改善を模索することで、ついに本考案を創出した。
本考案の主な目的は、取り外し可能なボビンカバーの設計を用いて、金属板で成形された二次コイルをボビン本体に組み付ける利便性を提供することで、金属板が鉄芯の主芯部に密着する方向で配設されるとともに、鉄芯の主芯部が直立延出した変圧器構造を形成して、ひいては製品の多様性を増やし、製品の競争力を高めることができる、ボビンの改良構造を提供するところにある。
本考案の他の目的は、金属板で一体成形された二次コイルの設計により、製造工程を簡素化し、生産コストを効果的に削減できる。
本考案では上記目的及び効果を達成するために、その採用する技術的手段には以下の内容が含まれる。貫通した貫通穴を中央に有する筒状体であって、前記貫通穴の外周側にはコイル溝が形成されるとともに、貫通穴の一端の周側には対向する二つの接続バスが設けられているボビン本体と;長尺板状体であり折り曲げることで前記貫通穴の外周側を平行で囲む中空部を中央に形成するとともに、両端部がさらに前記中空部に垂直となる方向で平行に延出する屈折部としてそれぞれ折り曲げられた金属板と;ボビン本体にて接続バスから離れた一端側を覆合可能な板状体であって、ボビン本体の貫通穴に対応している開口部が設けられているボビンカバーと;ボビン本体の貫通穴の二つの端に差し込むことが可能な主芯部がそれぞれ中央に凸設されており、前記主芯部の外両側側部には対応する二つの側翼部が設けられるとともに、各主芯部と側翼部との間には前記ボビン本体を収容可能な環状収容空間が形成され、かつ各環状収容空間は各接続バスを外向きに突出させる開放する二つの対向する側部開口を有する二つの鉄芯と、を備えている。
上記構造により、前記金属板の外周側に一次コイルが設けられている。
上記構造により、前記一次コイルがエナメル線を巻回してなるものである。
上記構造により、一つの接続バス上には複数の凹欠け口が設けられており、しかも前記金属板は各屈折部の末端にて各凹欠け口を通過可能な接続端としてそれぞれ折り曲げられている。
上記構造により、前記複数の凹欠け口を有する接続バス上には複数の予備導電柱がさらに設けられており、他方の接続バス上には複数の一次側導電柱が設けられており、かつ前記一次コイルの二つの端部が前記一次側導電柱に接続されている。
上記構造により、前記ボビン本体の貫通穴の各接続バスから離れた一端辺縁には少なくとも二つの対向する結合部がそれぞれ設けられており、前記ボビンカバーにて開口部内周縁には対応して且つ各結合部に係止固定可能な少なくとも二つの被結合部が設けられており、前記結合部が前記被結合部に係止することで、前記ボビンカバーとボビン本体とを安定的に結合させることができる。
上記構造により、前記結合部がツメ部であり、前記被結合部が前記結合部に係止可能なかえし部である。
上記構造により、前記ボビン本体にてコイル溝の表面には、前記ボビンカバーの貫通穴の一側部周縁の部位に当て止めする、対応して突起した複数の突出部が設けられている。
上記構造により、各鉄芯にて主芯部から離れた側の辺縁には、二つの端部にそれぞれ予め設けられている係止ツメがそれぞれ差し込まれて係合することで、二つの鉄芯を互いに密着した結合状態として保持するクランプのために、対向する固定凹部が設けられている。
上記構造により、前記ボビンカバーは各接続バスに対応する両側辺縁には間隔を空けて設けられた複数の挟持溝がそれぞれ設けられている。
本考案の詳細な構造、運用原理、作用及び効果については、下記にある図面に基づく説明で完全に理解することができる。
従来における金属板を二次側とした変圧器構造の分解図である。 図1の組み立て外観図である。 従来における金属板を二次側とした他の変圧器構造の分解図である。 図3の組み立て外観図である。 本考案の構造分解図である。 本考案のボビンとコイルとの組み付け模式図である。 本考案の一部組み付け模式図である。 本考案の全体組み付け模式図である。
図5を参照されたい。これから分かるように、本考案の構造は主に、ボビン本体1と、ボビンカバー2と、金属板3と、鉄芯4とを備えており、このうち前記ボビン本体1は貫通した貫通穴11を中央に有する筒状体であって、前記貫通穴11の外周側にはコイル溝12が形成されており、前記コイル溝12の表面には対応して突起した複数の突出部121が設けられるとともに、前記ボビン本体1にて前記貫通穴11の一端の周側には対向する二つの接続バス13、14が設けられており、前記接続バス13上には複数の一次側導電柱131が設けられており、前記接続バス14上には複数の予備導電柱143及び二つの凹欠け口141、142が設けられており、前記ボビン本体1にて前記貫通穴11の他端辺縁には、少なくとも二つの対向する結合部122(ツメ部としてもよい)がそれぞれ設けられている。
前記金属板3は長尺板状体であって、折り曲げることで前記貫通穴11を平行で囲む中空部31を中央に形成するとともに、前記金属板3の両端部はさらに前記中空部31に垂直となる方向で平行に延出する屈折部32、33としてそれぞれ折り曲げられ、前記屈折部32、33の末端はさらに前記中空部31に平行となる接続端321、331としてそれぞれ折り曲げられている。
前記ボビンカバー2は板状体であり、その中央には対応して且つ前記貫通穴11と同じである開口部21が設けられており、前記開口部21内周側には前記結合部122(ツメ部)に対応する少なくとも二つの被結合部22(かえし部としてもよい)が設けられており、前記ボビンカバー2はさらに前記接続バス13、14に対応する両側辺縁には間隔を空けて設けられた複数の挟持溝23がそれぞれ設けられている。
前記鉄芯4は中央に前記ボビン本体1の貫通穴11に差し込むことが可能な主芯部41が凸設されており、前記主芯部41の外両側側部には対応する二つの側翼部42が設けられるとともに、前記主芯部41と前記側翼部42との間には前記ボビン本体1を収容可能な環状収容空間43が形成され、かつ前記環状収容空間43は開放する二つの対向する側部開口44、45を有しており、前記鉄芯4にて前記主芯部41から離れた側の辺縁には対向する固定凹部46が設けられている。
図6ないし図8を参照されたい。これから分かるように、まず金属板3が中空部31をボビン本体1のコイル溝12の周側に嵌合させるとともに、接続端321、331がそれぞれ二つの凹欠け口141、142を通過して予備導電柱143、一次側導電柱131と同じ方向に延出して、さらにボビンカバー2が前記ボビン本体1にて接続バス13、14から離れた一端側を覆合して、突出部121を利用して前記ボビンカバー2の一側部に当て止めして、結合部122(ツメ部)が合わせて被結合部22(かえし部)に係止して、前記ボビンカバー2と前記ボビン本体1とを安定的に結合させるとともに、前記金属板3が外側に脱落するのを規制して、前記金属板3の外周部ではさらに導線(エナメル線)を一次コイル123として巻回するよう利便性を図るものであるが、必要な場合少なくとも一つの制御コイル(図示しない)を別途巻回するとともに、前記一次コイル123の二つの端部及び前記制御コイルの二つの端部をまず各々異なる挟持溝23内にそれぞれ嵌入して仮留めすることができ、さらに二つの鉄芯4がそれぞれ主芯部41を前記ボビン本体1の貫通穴11の二つの端に差し込んで接触され、かつ前記ボビン本体1の接続バス13、14もまたそれぞれ側部開口44、45を経て外向きに延出して、さらに二つのクランプ47が共同してそれぞれ前記二つの鉄芯4の固定凹部46を係合して、前記二つの鉄芯4を互いに密着した結合状態として保持し、最後に、前記一次コイル123の二つの端部を前記一次側導電柱131に半田付けして、前記制御コイルにおける二つの端部を前記各予備導電柱143に半田付けすることで、変圧器全体の組み付けが完成する。
本考案では上記した金属板3でコイル溝12及び鉄芯4の主芯部41を平行で囲む設計により、漏洩インダクタンスの透過面積を効果的に減らし、エデイ(Eddy)損失を低減するとともに銅損を減らして、ひいては直流電流の搬送効果を向上することができる。
上記から分かるように、本考案の変圧器の改良構造は確実に構造及び組み立て手順を簡素化し、鉄芯の主芯部に密着する方向に延出する金属板の二次コイルを備えた変圧器を製造できるという効果を有していることから、産業上の利用可能性、新規性及び進歩性などの実用新案の要件を備えることは間違いない。
上記したものは、単に本考案の一好ましい実施例に過ぎず、本考案の範囲を限定するためのものではない。本考案のクレームによりなされる均等の変化及び付加は、いずれも本考案のクレームの範囲に含まれるものである。
1 ボビン本体
11 貫通穴
12 コイル溝
121 突出部
122 結合部
123 一次コイル
13 接続バス
131 一次側導電柱
14 接続バス
141 凹欠け口
142 凹欠け口
143 予備導電柱
2 ボビンカバー
21 開口部
22 被結合部
23 挟持溝
3 金属板
31 中空部
32 屈折部
33 屈折部
321 接続端
331 接続端
4 鉄芯
41 主芯部
42 側翼部
43 環状収容空間
44 側部開口
45 側部開口
46 固定凹部
47 クランプ
7 鉄芯
70 E型鉄芯
71 主芯部
72 側部
73 収容空間
74 欠け口
8 金属板
80 金属板
801 極端子
802 カバー
803 収容空間
804 側面開口部
81 開口部
82 隙間
83 極端子
84 スペーサ
9 ボビン
90 ボビン
901 貫通穴
902 凹溝
903 一次コイル
904 接続バス
905 接続ピン
91 貫通穴
92 一次コイル
93 仕切板
931 位置決め部
94 接続バス
941 接続ピン

Claims (10)

  1. 貫通した貫通穴を中央に有する筒状体であって、前記貫通穴の外周側にはコイル溝が形成されるとともに、貫通穴の一端の周側には対向する二つの接続バスが設けられているボビン本体と、
    長尺板状体であり折り曲げることで前記貫通穴の外周側を平行で囲む中空部を中央に形成するとともに、両端部がさらに前記中空部に垂直となる方向で平行に延出する屈折部としてそれぞれ折り曲げられた金属板と、
    前記ボビン本体にて接続バスから離れた一端側を覆合可能な板状体であって、ボビン本体の貫通穴に対応している開口部が設けられているボビンカバーと、
    前記ボビン本体の貫通穴の二つの端に差し込むことが可能な主芯部がそれぞれ中央に凸設されており、前記主芯部の外両側側部には対応する二つの側翼部が設けられるとともに、各主芯部と側翼部との間には前記ボビン本体を収容可能な環状収容空間が形成され、かつ前記各環状収容空間は前記各接続バスを外向きに突出させる開放する二つの対向する側部開口を有する二つの鉄芯と、を備えた、ことを特徴とする変圧器の改良構造。
  2. 前記金属板の外周側に一次コイルが設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の変圧器の改良構造。
  3. 前記一次コイルがエナメル線を巻回してなるものである、ことを特徴とする請求項1に記載の変圧器の改良構造。
  4. 前記接続バス上には複数の凹欠け口が設けられており、しかも前記金属板は前記各屈折部の末端にて前記各凹欠け口を通過可能な接続端としてそれぞれ折り曲げられている、ことを特徴とする請求項2に記載の変圧器の改良構造。
  5. 前記複数の凹欠け口を有する接続バス上には複数の予備導電柱がさらに設けられており、他方の接続バス上には複数の一次側導電柱が設けられており、かつ前記一次コイルの二つの端部が前記一次側導電柱に接続されている、ことを特徴とする請求項4に記載の変圧器の改良構造。
  6. 前記ボビン本体の貫通穴の各接続バスから離れた一端辺縁には少なくとも二つの対向する結合部がそれぞれ設けられており、前記ボビンカバーにて前記開口部内周縁には対応して且つ前記各結合部に係止固定可能な少なくとも二つの被結合部が設けられており、前記結合部が前記被結合部に係止することで、前記ボビンカバーと前記ボビン本体とを安定的に結合させることができる、ことを特徴とする請求項1に記載の変圧器の改良構造。
  7. 前記結合部がツメ部であり、前記被結合部が前記結合部に係止可能なかえし部である、ことを特徴とする請求項6に記載の変圧器の改良構造。
  8. 前記ボビン本体にて前記コイル溝の表面には、前記ボビンカバーの開口部の一側部周縁の部位に当て止めする、対応して突起した複数の突出部が設けられている、ことを特徴とする請求項6に記載の変圧器の改良構造。
  9. 前記各鉄芯にて前記主芯部から離れた側の辺縁には、二つの端部にそれぞれ予め設けられている係止ツメがそれぞれ差し込まれて係合することで、前記二つの鉄芯を互いに密着した結合状態として保持するクランプのために、対向する固定凹部が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の変圧器の改良構造。
  10. 前記ボビンカバーは前記各接続バスに対応する両側辺縁には間隔を空けて設けられた複数の挟持溝がそれぞれ設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の変圧器の改良構造。
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