JP3803007B2 - トランス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源に使用するトランスに関し、特に、１次コイルと２次コイルに導体板を使用した構造のトランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スイッチング電源に使用するトランスにあっては、コイルに流れる電流の増加に伴う銅損の増加を低減するため、１次コイルと２次コイルに実効断面積を十分に確保することのできる導体板を使用したトランスが使用され、この種のトランスとしては例えば図７に示すものがある。
【０００３】
図７において、トランス１０１はコア１０６におけるコア中心部１０６ａに対しリング状導体板で形成した１次コイル１０３と２次コイル１０４を絶縁紙１０５を介して積層配置している。
【０００４】
図８は図７の１次コイル１０３と２次コイル１０４を取出しており、間に介在する絶縁紙１０５は省略している。１次コイル１０３と２次コイル１０４は、コイル端子１０３ａ，１０３ｂ及び１０４ａ，１０４ｂの各々を図示しないフレームに支持固定することでコア中心部１０６ａに対し同心となるように配置される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の導体板を１次コイルと２次コイルに使用したトランスにあっては、コア１０６に対する１次コイル１０３と２次コイル１０４の支持固定がコイル端子１０３ａ，１０３ｂ及び１０４ａ，１０４ｂによる片持ち支持となっていたため、トランスを組立てた際のコア中心部１０６ａに対するコイルの位置は図７のような理想的な同心配置とはならず、数ミリ程度の範囲でずれることが多い。
【０００６】
そこで従来のトランスにあっては、コイルを配置した際にずれを生じても十分な絶縁距離Ｌを確保できるようにするため、図８のように、各コイルの導体板内径を大きく取っている。このように導体板内径を大きくとれば、例えば図９のように１次コイル１０３が右にずれた場合にも、１次コイル１０３と２次コイル１０４の内周の間の絶縁距離Ｌを十分に確保できる。
【０００７】
しかし、絶縁距離を確保するために導体板内径を大きく取ると、導体板の実効断面積が小さくなってしまい、トランスの損失が増加してしまうという問題点があり、これを解消するために導体板外径を大きくするとトランスが大型化する問題がある。
【０００８】
本発明は、コイル外径を変えることなくコイル断面積の増加と絶縁距離の確保を図るようにした構造のトランスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、１次コイル及び２次コイルをリング状導体板で形成し、１次コイルと２次コイルを絶縁部材を介して積層した状態で中心部にコアを通すように配置した構造のトランスを対象とする。
【００１０】
このようなトランスにつき本発明は、１次コイル及び２次コイルとなる各リング状導体板の内周に、中心部に位置するコアに対しコイルを位置決めする歯車状の凹凸による少なくとも一対の位置決め突起を形成し、１次コイルと２次コイルを積層状態で位置決め突起を相対せずに相互にずれる位置に配置したことを特徴とする。
【００１１】
ここで１次コイル及び２次コイルの内周に形成した位置決め突起は、絶縁部材を介して相対した他のリング状導体の内周からの距離が規定の絶縁距離を確保する突出量をもつ。
【００１２】
このように本発明は、１次コイル及び２次コイルの導体板の内周に歯車状凹凸の位置決め突起を形成して相互に相対しないようにずらして配置したことで、位置決め突起が中心を通るコアに当接することで、コアに対しコイルを同心に位置決め固定して、コイル導体板のずれを防ぎ、規定の絶縁距離を確保する。同時に導体板の内径を小さくして内周側をコアに近づけることで、導体板の実効断面積を大きくし、トランスの損失を低減する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
第１図は、本発明の一実施形態の説明図である。
【００１４】
図１において、本発明のトランス１は、トランス枠体もしはボビンとして樹脂成形されたフレーム２に、リング状に形成した導体板を用いた１次コイル３と２次コイル４の間に同じくリング状態の絶縁紙５を介在して積層配置し、コイル内をコア中心が通るようにコア６を配置している。
【００１５】
１次コイル３は一対のコイル端子３ａ，３ｂをフレーム２の凹部に嵌合することで、片持ち状態で支持している。この点は２次コイル４も同様であり、一対のコイル端子４ａ，４ｂをフレーム２の反対側凹部に嵌合することで、片持ち状態で支持している。
【００１６】
コイル端子３ａ，３ｂは、図２（Ａ）のコイル端子３ａのように、コイル端子３ａの切欠き部を基板１３のパッド１１に半田付けで固定した接続端子１０に嵌合し、図２（Ｂ）のように半田付け１２で固定する。この点は、２次コイル４のコイル端子４ａ，４ｂについても同様である。尚、コイル端子３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂの基板に対する接続構造は、図２に限定されず、基板にピンを立ててコイル端子を半田接続するなど、適宜の構造でよい。
【００１７】
図３は図１の断面図であり、コア中心部６ａに対し同心に、１次コイル３と２次コイル４が間に絶縁紙５を介在して積層配置されている。コア中心部６ａの外側、即ちコア中足の周囲には絶縁テープを巻くなどの絶縁構造が施される。またコア中足に絶縁テープを巻くなどの絶縁構造とする替わりに、ボビンを用いてもよい。
【００１８】
図４は図３の１次コイル３と２次コイル４を取出して平面で示しており、絶縁紙５は省略している。この１次コイル３と２次コイル４は図５に示す構造をもつ。
【００１９】
図５（Ａ）は１次コイル３であり、コイル内周３ｃはコア中心部６ａに近い小さい内径であり、このコイル内周３ｃの２箇所の中心を介して向かい合う位置に、歯車状の凹凸による位置決め突起８を形成しており、位置決め突起８の内周８ａは、コア中心部６ａの外径と同じ内径とする。
【００２０】
図５（Ｂ）は２次コイル４であり、コイル内周４ｃはコア中心部６ａに近い小さい内径であり、このコイル内周４ｃの２箇所の中心を介して向かい合う位置に、歯車状の凹凸による位置決め突起９を形成しており、位置決め突起９の内周９ａは、コア中心部６ａの外径と同じ内径とする。
【００２１】
この２次コイル４の位置決め突起９は、図４のように１次コイル３と重ね合わせた際に、位置決め突起８，９が相互に相対せずにずれた位置となるように、９０°異なる位置に形成している。
【００２２】
このような図５に示した形状の位置決め突起８，９をもつ１次コイル３と２次コイル４を図４のように積層してコア中心６ａに対し配置すると、位置決め突起８，９がコア中心６ａに当って１次コイル３と２次コイル４を同心となるように位置決めし、この状態でコイル端子３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂを図１のようにフレーム２側に固定することで、コイルに位置ずれを起すことのない位置決め構造となっている。
【００２３】
また１次コイル３と２次コイル４の内周の間の絶縁距離は、図４のＡ−Ａ断面となる図３に示すように、位置決め突起８の内周８ａとコイル内周４ｃとの絶縁距離Ｌとなり、コイル内周４ｃの径を任意に設定することで、必要とする絶縁距離を確保することができる。この点は、２次コイル４の位置決め突起９と１次コイル３との間の絶縁距離についても同様である。
【００２４】
さらに、１次コイル３および２次コイル４のコイル内周３ｃ，４ｃはコア中心部６ａに近い小さい内径としているため、導体板の実効断面積を大きくし、トランスの損失を低減する。
【００２５】
図６は本発明の他の実施形態であり、図１の実施形態のフレーム１を無くし、第１コイル３、第２コイル４及びコア６のみで構成したことを特徴とする。この構造のトランスは、図２のように、コイル端子３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂを基板１３の接続端子１０に嵌合して半田付けし、またコア６は基板にシリコンゴムを塗布して固定する。また第１コイル３と第２コイル４をコア６に組み付けた状態でワニスを含浸して固定するようにしてもよい。
【００２６】
尚、上記の実施形態にあっては、コイル内周に一対の位置決め突起を形成する場合を例にとるものであったが、位置決め突起の数を更に３枚、４枚というように増加させてもよい。
【００２７】
また上記の実施形態は、１次コイル及び２次コイルを１ターンとした場合を例にとるものであったが、複数ターンとしてもよく、複数ターンの場合は特定の１ターンに２以上の位置決め突起を形成すればよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１次コイルおよび２次コイルに使用した導体板のコアに対する位置決めが確実にでき、導体板の内径を余分に大きくすることなく絶縁距離を確保でき、このため導体板の実効断面積が増加しトランスの損失を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示した説明図
【図２】図１のコイル端子を基板に取付ける構造の説明図
【図３】図１の断面図
【図４】図３の第１コイルと第２コイルを取出して積層配置を示した説明図
【図５】本発明の第１コイルと第２コイルの説明図
【図６】フレームを使用しない本発明の他の実施形態を示した説明図
【図７】従来のトランスの断面図
【図８】図７の第１コイルと第２コイルを取出して積層配置を示した説明図
【図９】１次コイルがずれて配置された場合の断面図
【符号の説明】
１：トランス
２：フレーム
３：１次コイル
３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ：コイル端子
３ｃ，４ｃ：コイル内周
４：２次コイル
５：絶縁紙
６：コア
６ａ：コア中心部
８，９：位置決め突起
８ａ，９ａ：位置決め突起の内周
１０：接続端子
１１：パッド
１２：半田付け
１３：基板

Claims (1)

1. １次コイル及び２次コイルをリング状導体板で形成し、前記１次コイルと２次コイルを絶縁部材を介して積層した状態で中心部を通じるコアに対し配置した構造のトランスに於いて、
   前記１次コイル及び２次コイルとなる各リング状導体板の内周に、中心部を通る前記コアに対しコイルを位置決めする歯車状の凹凸による少なくとも一対の位置決め突起を形成し、
   １次コイルと２次コイルの積層状態で前記位置決め突起を相対せずに相互にずれる位置に配置し、
   前記位置決め突起は、前記絶縁部材を介して相対した他のリング状導体の内周からの距離が規定の絶縁距離を確保する突出量を持つことを特徴とするトランス。

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