JP3654888B2 - 低背型スイッチングトランス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング用の低背型スイッチングトランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トランスには、インバータ電源に用いられるものがある。このインバータ電源は、音響機器にも用いられている。この電源からは可聴範囲の周波数を含むノイズが発生するので、インバータ電源が音響機器に用いられた場合、発生したノイズが音響機器に影響を与えることになる。このノイズは、インバータ電源に用いられているトランスから多く発生する。
【０００３】
そこで、トランスからのノイズを防ぐために、シールド用のショートリングが用いられる。つまり、図１０に示すように、トランス１００に銅製のショートリング１１０を巻いて、ノイズの発生を防いでいる。なお、図１０では、１０１がボビン、１０２がコイル、１０３がコア、１０４が端子であり、ボビン１０１にコイル１０２が巻かれる。コイル１０２の発生する磁束が通る閉磁路は、コア１０３により形成される。そして、トランス１００による電圧が端子１０４から出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ショートリングでシールドされた前述のトランスには、次のような問題がある。図１０に示すように、銅製のショートリング１１０がトランスに巻かれる。このとき、ノイズの漏れを防ぐためには、ショートリング１１０をトランス１００のコイル１０２およびコア１０３の表面に密着して巻く必要がある。このために、ショートリング１１０の取り付け工程に手間を要するという課題がある。
【０００５】
本発明は、前記の課題を解決し、ノイズの発生を抑えることができる低背型スイッチングトランスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、コイルとボビンと磁気コアとを備え、前記ボビンは前記コイルが巻かれる巻回部と、前記巻回部を挟むように設けられた側板部とを具備し、前記各側板部の表面には前記巻回部を一巡するように磁気コアを配置するための凹部分が設けられたトランス本体と、前記トランス本体を覆う収納ケースと、前記収納ケースの内面に設けられ、前記トランス本体を覆う導体からなるシールド部と、前記トランス本体が設けられた前記収納ケースに注入された樹脂とから構成されたことを特徴とする低背型スイッチングトランスである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記シールド部は金属製の箱体であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記シールド部と前記トランス本体との間に隙間を形成する離間手段を備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記収納ケースに対する前記トランス本体の位置決めを行う位置決め手段を備えたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３または４に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記シールド部は、この底面に空けられた複数の第１の通り穴を備え、前記離間手段は、前記各第１の通り穴を通って前記収納ケースの内側底面に当接すると共に、前記内側底面と向かい合う前記ボビンの側板部にそれぞれ設けられた突起であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記シールド部は、この底面に開けられた４つの第２の通り穴を備え、前記位置決め手段は、前記収納ケースの内側底面と向かい合う前記ボビンの側板部の各端部を凹状に２つ切り込んだ切込部分と、前記内側底面に設けられ、Ｌ字状の形状をしていると共に、前記第２の通り穴を通って、Ｌ字状の各端部が前記各切込部分に当接する突起とを備えたことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記側板部の一方の端部に設けられた２つの切込部分の底部分に溝がそれぞれ設けられ、前記突起の一方の端部が前記各溝内に入り込んだことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の低背型スイッチングトランスにおいて、前記樹脂は真空の雰囲気で注入されたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
【０００８】
［実施の形態１］
本実施の形態による低背型スイッチングトランスを図１に示す。この低背型スイッチングトランスは、音響機器用のインバータ電源に使用される。この低背型スイッチングトランスは、トランス本体１、収納ケース２、およびシールド部としてシールドケース３を備えている。また、図１では４が絶縁性の樹脂である。
【０００９】
トランス本体１は、図２および図３に示すように、ボビン１１、コイル１２、および磁気コア１３を備えている。磁気コア１３は、図４に示すように、２つの側足１３Ａの間に中足１３Ｂを配置し、側足１３Ａ、中足１３Ｂの端面をそれぞれ連結した形状である。これによって、磁気コア１３には、貫通穴１３Ｃが形成される。また、磁気コア１３は、上下に分割されて、ボビン１１に取り付けられる。つまり、磁気コア１３はＥ型コアを２つ用いた構造である。
【００１０】
ボビン１１は、図５および図６に示すように、長方形状の上側板部１１Ａと下側板部１１Ｂと備えている。上側板部１１Ａと下側板部１１Ｂとの間には、コイル１２を巻き付けるための巻回部１１Ｃが設けられている。上側板部１１Ａおよび下側板部１１Ｂには、段差が設けられて、凹部分１１Ａ_１、１１Ｂ_１がそれぞれ形成されている。上側板部１１Ａ、下側板部１１Ｂ、および巻回部１１Ｃを貫通して、開口１１Ｄが形成されている。そして、開口１１Ｄが形成された凹部分１１Ａ_１、１１Ｂ_１は磁気コア１３の貫通穴１３Ｃを通り、開口１１Ｄには磁気コア１３の中足１３Ｂが入る。
【００１１】
下側板部１１Ｂの両端部には、端子１１Ｂ_２が複数設けられている。端子１１Ｂ_２は、Ｌピンを用いることによって形成されている。Ｌピンの他端は、からげ部１１Ｂ_３である。このＬピンの採用によって、トランス本体１が低背化をされている。下側板部１１Ｂには、突起１１Ｂ_４が設けられている。低背型スイッチングトランスが実装されたとき、突起１１Ｂ_４は低背型スイッチングトランスと基板（図示を省略）の間にスペースを形成する。
【００１２】
上側板部１１Ａの一方の段差に沿って、断面形状が台形をした細長の台部分１１Ａ_２が設けられ、他方の段差に沿って、台部分１１Ａ_２と同じ形状の台部分１１Ａ_３が設けられている。台部分１１Ａ_２、１１Ａ_３には、高さがＨの突起１１Ａ_４が設けられている。突起１１Ａ_４は、シールドケース３から磁気コア１３を離して、樹脂４による磁気コア１３の絶縁を可能にするための離間手段である。
【００１３】
上側板部１１Ａの一端部と台部分１１Ａ_２と間には、この一端部を等間隔に切り欠いた切込部分１１Ａ_５が設けられている。さらに、切込部分１１Ａ_５の凹状の底部分には、溝１１Ａ_６が設けられている。上側板部１１Ａの他端部と台部分１１Ａ_３との間には、切込部分１１Ａ_５と同じように、切込部分１１Ａ_７が設けられている。
【００１４】
収納ケース２は、トランス本体１を収納するための合成樹脂製の箱体である。本実施の形態では、収納ケース２の材質はＰＢＴである。図７に示すように、収納ケース２の内側底面２Ａの一端側にはＬ字状の２つの突起２Ｂが設けられ、他端側にはＬ字状の突起２Ｃが設けられている。突起２Ｂの間隔および突起２Ｃの間隔はボビン１１の溝１１Ａ_６の間隔と同じである。突起２Ｂの直線部分２Ｂ_１は、ボビン１１の溝１１Ａ_６に入る。また、突起２Ｃの直線部分２Ｃ_１がボビン１１の切込部分１１Ａ_７に入り、直線部分２Ｃ_１の端面が切込部分１１Ａ_７の凹状の底部分と接触する。かつ、直線部分２Ｃ_１と、直線部分２Ｃ_１に対して直角な部分とが切込部分１１Ａ_７の両側面と当接する。
【００１５】
突起２Ｂ、２Ｃを備える収納ケース２によって、収納ケース２に置かれたトランス本体１が収納ケース２の内側底面２Ａに沿って移動することはない。具体的には、上側板部１１Ａに設けられた台部分１１Ａ_２、１１Ａ_３の長手方向に対する動きは、突起２Ｂの直線部分２Ｂ_１がボビン１１の溝１１Ａ_６に入り、かつ、突起２Ｃの直角な部分が切込部分１１Ａ_７の両側面と当接することにより抑えられる。また、その長手方向に対して直交する方向に対する動きは、突起２Ｂの直線部分２Ｂ_１がボビン１１の溝１１Ａ_６に入り、かつ、突起２Ｃの直線部分２Ｃ_１の端面が切込部分１１Ａ_７の凹状の底部分と接触することにより抑えられる。つまり、トランス本体１が位置決めをされる。本実施の形態では、ボビン１１の溝１１Ａ_６および切込部分１１Ａ_７と、収納ケース２の突起２Ｂ、２Ｃとによって位置決め手段が形成される。
【００１６】
収納ケース２の縁部には、係止用の突起２Ｄが設けられている。突起２Ｄは、収納ケース２に置かれたシールドケース３を係止する。
【００１７】
シールドケース３は、トランス本体１をシールドする金属製の箱体である。シールドケース３は、図８に示すように、１枚の銅板で作られている。つまり、長方形状の底面板３Ａの周辺を囲むように、側面板３Ｂ、３Ｃが設けられている。そして、折り曲げ線３Ｄに沿って折り曲げると、シールドケース３が形成される。また、シールドケース３の厚さは、トランス本体１のボビン１１に設けられた突起１１Ａ_４の高さＨに比べて、薄くなっている。
【００１８】
シールドケース３の底面板３Ａは収納ケース２の内側底面２Ａと同じ大きさである。底面板３Ａには、通り穴３Ａ_１〜３Ａ_３が開けられている。通り穴３Ａ_１は、トランス本体１のボビン１１に設けられている突起１１Ａ_４が通るための穴である。通り穴３Ａ_２は、収納ケース２に設けられている突起２Ｂが通るための穴である。通り穴３Ａ_３は、収納ケース２に設けられている突起２Ｃが通るための穴である。
【００１９】
また、シールドケース３の側面板３Ｂの高さが収納ケース２の深さより低く、側面板３Ｂの縁がシールドケース３の突起２Ｄと接触する。これによって、収納ケース２に置かれたシールドケース３が収納ケース２内に係止される。この結果、シールドケース３は収納ケース２から抜け落ちることがない。
【００２０】
前記構成の低背型スイッチングトランスは次のようにして組み立てられる。収納ケース２内にシールドケース３を入れる。このとき、収納ケース２に設けられた係止用の突起２Ｄによって、シールドケース３は収納ケース２内に保持される。シールドケース３を保持した後、収納ケース２にトランス本体１を配置する。このとき、収納ケース２の突起２Ｂの直線部分２Ｂ_１を、ボビン１１の溝１１Ａ_６に入れる。また、突起２Ｃの直線部分２Ｃ_１をボビン１１の切込部分１１Ａ_７に入れ、突起２Ｃの端面を切込部分１１Ａ_７の凹状の底部分に接触させる。これによって、収納ケース２に置かれたトランス本体１が収納ケース２の内側底面に沿って移動することがなく、トランス本体１は位置決めをされる。
【００２１】
さらに、トランス本体１のボビン１１に設けられた突起１１Ａ_４の高さＨがシールドケース３の厚さより高いので、トランス本体１をトランス本体１に配置したときに、ボビン１１の上側板部１１Ａおよび磁気コア１３と、収納ケース２の内側底面２Ａとの間に隙間が発生する。この隙間は、シールドケース３と磁気コア１３との間を絶縁するためのものである。このような状態で、トランス本体１が配置された収納ケース２を真空の雰囲気にする。この後、収納ケース２内に樹脂４を注入する。つまり、真空バリアモールドを行う。これによって、トランス本体１は絶縁され、かつ、収納ケース２内に固定される。樹脂４としては、エポキシ樹脂などの各種の樹脂を用いることが可能である。
【００２２】
本実施の形態によれば、収納ケース２の内側にシールドケース３を配置したので、トランス本体１をシールドすることができる。このとき、図１０に示すショートリング１１０を不要にすることができる。また、真空バリアモールドによって、樹脂４が隙間なく収納ケース２内に注入されるので、トランス本体１が確実に絶縁される。つまり、低背化をしたトランス本体１に用いられているＬピンや磁気コア１３と、収納ケース２内のシールドケース３との絶縁距離を最小にすることができ、低背型スイッチングトランスの小型化が可能である。
【００２３】
［実施の形態２］
本実施の形態による低背型スイッチングトランスでは、実施の形態１のシールドケース３と異なるものを用いる。図９に示すように、本実施の形態で用いるシールドケース５は、実施の形態１のシールドケース３の側面板３Ｂの高さを低くし、側面板３Ｅとしている。なお、図９では、図８と同じ符号を付与してあるものは、同じものであるので、それらについての説明を省略する。
【００２４】
本実施の形態によれば、図８のシールドケース３と同じようにトランス本体１をシールドすることができる。かつ、側面板３Ｅの高さを低くしているので、低背型スイッチングトランスの軽量化が可能である。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態１、２を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。たとえば、実施の形態１、２では、シールド部としてシールドケースを用いたが、収納ケースの内面を覆う静電塗料を用いてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明によれば、収納ケースの内面にシールド部を設けてトランス本体をシールドしたので、シールド用のショートリングを不要にし、ノイズの発生を抑えることができる。かつ、トランス本体を樹脂で絶縁してあるので、ボビンに設けられた端子やコアとシールド部との絶縁距離を最小にし、形状を小型にすることができる。
請求項２の発明によれば、シールド部を金属製の箱体にしたので、このシールド部を収納ケースに簡単に取り付けることができる。
請求項３および請求項４の発明によれば、離間手段や位置決め手段によって、収納ケースの内面にシールド部とトランス本体とに隙間を設けて、トランス本体を収納ケースに対して位置決めをするので、絶縁距離を確実に確保することができる。
請求項５および請求項６の発明によれば、離間手段や位置決め手段として突起を用いたので、これらの手段を簡単な構造で実現することができる。
請求項７の発明によれば、位置決め手段の切込部分に溝を設けて、この溝にＬ字状の突起の端部が入るようにしたので、トランス本体の確実な位置決めが可能である。
請求項８の発明によれば、樹脂を真空の雰囲気で注入するので、樹脂注入の際に空気が混入することを防ぎ、トランス本体の絶縁を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による低背型スイッチングトランスを示す断面図である。
【図２】図１のトランス本体を示す正面図である。
【図３】図２のトランス本体を示す平面図である。
【図４】図２の磁気コアを示す斜視図である。
【図５】図２のボビンを示す正面図である。
【図６】図５のボビンを示す平面図である。
【図７】図１の収納ケースを示す斜視図である。
【図８】図１のシールドケースを説明するための説明図である。
【図９】実施の形態２で用いるシールドケースを示す斜視図である。
【図１０】シールドされた従来のトランスを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１ トランス本体
１１ ボビン
１１Ａ 上側板部
１１Ａ_１、１１Ｂ_１ 凹部分
１１Ａ_２、１１Ａ_３ 台部分
１１Ａ_４、１１Ｂ_４ 突起
１１Ａ_５、１１Ａ_７ 切込部分
１１Ａ_６ 溝
１１Ｂ 下側板部
１１Ｂ_２ 端子
１１Ｂ_３ からげ部
１１Ｃ 巻回部
１１Ｄ 開口
１２ コイル
１３ 磁気コア
１３Ａ 側足
１３Ｂ 中足
１３Ｃ 貫通穴
２ 収納ケース
２Ａ 内側底面
２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 突起
２Ｂ_１、２Ｃ_１ 直線部分
３、５ シールドケース
３Ａ 底面板
３Ａ_１〜３Ａ_３ 通り穴
３Ｂ、３Ｃ、３Ｅ 側面板
３Ｄ 折り曲げ線
４ 樹脂

Claims (8)

1. コイル（１２）とボビン（１１）と磁気コア（１３）とを備え、前記ボビン（１１）は前記コイル（１２）が巻かれる巻回部（１１Ｃ）と、前記巻回部（１１Ｃ）を挟むように設けられた側板部（１１Ａ、１１Ｂ）とを具備し、前記各側板部（１１Ａ、１１Ｂ）の表面には前記巻回部（１１Ｃ）を一巡するように磁気コア（１３）を配置するための凹部分（１１Ａ_１、１１Ｂ_１）が設けられたトランス本体（１）と、
   前記トランス本体（１）を覆う収納ケース（２）と、
   前記収納ケース（２）の内面に設けられ、前記トランス本体（１）を覆う導体からなるシールド部と、
   前記トランス本体（１）が設けられた前記収納ケース（２）に注入された樹脂（４）とから構成されたことを特徴とする低背型スイッチングトランス。
2. 前記シールド部は金属製の箱体であることを特徴とする請求項１に記載の低背型スイッチングトランス。
3. 前記シールド部と前記トランス本体（１）との間に隙間を形成する離間手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の低背型スイッチングトランス。
4. 前記収納ケース（２）に対する前記トランス本体（１）の位置決めを行う位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の低背型スイッチングトランス。
5. 前記シールド部は、この底面に空けられた複数の第１の通り穴（３Ａ_１）を備え、
   前記離間手段は、前記各第１の通り穴（３Ａ_１）を通って前記収納ケース（２）の内側底面（２Ａ）に当接すると共に、前記内側底面（２Ａ）と向かい合う前記ボビン（１１）の側板部（１１Ａ）にそれぞれ設けられた突起（１１Ａ_４）であることを特徴とする請求項３または４に記載の低背型スイッチングトランス。
6. 前記シールド部は、この底面に開けられた４つの第２の通り穴（３Ａ_２、３Ａ_３）を備え、
   前記位置決め手段は、
   前記収納ケース（２）の内側底面（２Ａ）と向かい合う前記ボビン（１１）の側板部（１１Ａ）の各端部を凹状に２つ切り込んだ切込部分（１１Ａ_５、１１Ａ_７）と、
   前記内側底面（２Ａ）に設けられ、Ｌ字状の形状をしていると共に、前記第２の通り穴（３Ａ_２、３Ａ_３）を通って、Ｌ字状の各端部が前記各切込部分（１１Ａ_５、１１Ａ_７）に当接する突起（２Ｂ、２Ｃ）とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の低背型スイッチングトランス。
7. 前記側板部（１１Ａ）の一方の端部に設けられた２つの切込部分（１１Ａ_５）の底部分に溝（１１Ａ_６）がそれぞれ設けられ、前記突起の一方の端部が前記各溝（１１Ａ_６）内に入り込んだことを特徴とする請求項６に記載の低背型スイッチングトランス。
8. 前記樹脂（４）は真空の雰囲気で注入されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の低背型スイッチングトランス。

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