JP4020909B2 - トランス - Google Patents

Description

本発明は、例えば、スイッチング電源装置に用いられるものであって、ボビンに一次巻線と二次巻線とをボビンの径方向に重ねて巻回して小型化を図った高周波電源用のトランスに関するものである。

小型化を図ることを目的とした高周波電源用のトランスでは、一般に、ボビンに一次巻線と二次巻線をボビンの径方向に重ねて巻回した構成になっている。この種のトランスでは、安全規格で定められた一次巻線と二次巻線間の電気絶縁および空間・沿面距離の条件を満足する必要がある。このような安全性を確保するために、一次巻線および二次巻線として、エナメルコーティング電線のような、電線の表面に単層の絶縁膜をコーティングした軽絶縁電線を用いたトランスでは、コイルボビンの巻枠部における軸心方向の両端部にそれぞれバリアテープを巻き付けることにより、一次巻線と二次巻線との相互間に所要の空間・沿面距離を確保している。しかし、このトランスでは、バリアテープの設置スペース分だけコイルボビンの形状が大きくなるため、特に、小型化を目的とする高周波電源用のトランスにおいて、その要求に相反することになる。

そこで、近年においては、図６に示すように、三層に絶縁被覆を施した三層絶縁電線のような重絶縁電線を用いて一次巻線１Ａ，１Ｂを形成することにより、バリアテープを除外したトランス（実開平7-42507 号公報）が案出されている。このトランスは、一層目と四層目の各コイル巻層をそれぞれ形成する一次巻線１Ａ，１Ｂに三層の絶縁被覆層を施すことにより、この一次巻線１Ａ，１Ｂと、エナメルコーティング電線で形成された二次巻線２Ａ，２Ｂとの間に所要の絶縁性を確保している。また、コイル巻層間は、絶縁テープ４により電気絶縁されている。コイルボビン５は、磁気回路を構成する、例えば、Ｅ型コア部６ａとＩ型コア部６ｂからなるＥＩ型コア６に取り付けられている。

ところで、一次巻線１Ａ，１Ｂを形成する三層絶縁電線の一次側端子ピン８Ａへの接続は、一次巻線１Ａ，１Ｂの巻端部からの引出し部１ａをコイルボビン５の一方（図の下方）のつば部５ａの引出し溝５ｂから引出し、一方のつば部５ａとコイルボビン５の端子板部５ｃとの間に設けられた引出し線ガイド溝３を介して一次側の端子ピン８Ａまで導くとともに、その引出し部１ａの先端を半田Ｈ付けすることにより行われる。そのため、前記引出し部１ａにおける図６の平行横線で図示した半田付け処理部分Ｓ１の三層絶縁被覆層が熱劣化により著しく絶縁性が低下する。この三層絶縁電線は、絶縁性が低下すると、空間・沿面距離を確保するための機能を失う。

そこで、コイルボビン５に上述の引出し線ガイド溝３を設けるとともに、三層絶縁電線からなる一次巻線１Ａの巻き始め端を、一次側の端子ピン８Ａに半田Ｈ付けにより接続し、その引出し部１ａを引出し線ガイド溝３に沿ってコイルボビン５に対し約半周するよう巻き付けたのちに、一方のつば部５ａの引出し溝５ｂを通ってコイルボビン５の巻枠部に連続的に巻き付けている。一次巻線１Ｂの巻き終わり端も、上述とは逆の経路、つまり、引出し溝５ｂおよび引出し線ガイド溝３を通って一次側の他の端子ピン８Ａに接続される。一方、二次巻線２Ａ，２Ｂは、コイルボビン５の巻枠部における引出し部２ａが、引出し溝５ｂおよび引出し線ガイド溝３をコイルボビン５の軸心方向に通って二次側の端子ピン８Ｂに半田Ｈ付けにより接続される。それにより、一次巻線１Ａ，１Ｂの引出し部１ａにおける絶縁被覆層の熱劣化していない先端部Ｓ２と二次巻線２ａとの間に、安全規格の規定を満足する空間・沿面距離Ｄを確保している。

しかしながら、上記トランスは、安全規格の規定を満足する空間・沿面距離Ｄを確保することはできるが、三層絶縁電線（図６では一次巻線１の場合を例示）が、ほぼ直角に折り曲げられて引出し線ガイド溝３から比較的狭い幅の引出し溝５ｂに導かれるようになっているため、三層絶縁電線の直角に折り曲げられる部分は、巻き付けるときに引出し溝５ｃの角部で強くこすれて、その絶縁被覆層が剥がれて絶縁破壊することがある。しかも、一次と二次の両巻線１，２の各々の引出し部１ａ，２ａは、互いに重ねるようにして単一の引出し溝５ｂに挿通されるため、万一、三層絶縁電線に絶縁破壊が生じると、両巻線１，２間が電気的に短絡するトラブルが生じてトランスの寿命が短くなる。さらに、多出力仕様の場合には、巻線の数が多くなることから、上記の絶縁被覆層の剥がれが発生する可能性がさらに高くなる上に、単一の引出し溝５ｂに巻線の多くの引出し部が集中するために、混線状態が発生して引出しおよび半田付け作業が難しくなり、生産の自動化が困難となる。

また、三層絶縁電線は、比較的幅の狭い引出し線ガイド溝３に約半周巻き付けるとともに、ほぼ直角に折り曲げて引出し溝５ｂからコイルボビン５の巻枠部に導く不自然な巻回状態となるので、生産性が低下する。さらに、上記トランスでは、所要の空間・沿面距離Ｄを確保するために、巻線を巻き付ける用途とは無関係な引出し線ガイド溝３を形成しているので、所定の巻数の巻線を巻くよう設定した場合に、コイルボビン５の軸心方向（図６の上下方向）および径方向（図６の左右方向）の寸法が大きくなり、小型化を目的とする高周波電源用のトランスとして適したものにならない。

そこで、本発明は、巻線間に安全規格を満足する空間・沿面距離を確保しながらも、巻線間に電気的短絡といったトラブルが発生することがなく、生産性の向上および小型化を達成できる構成を備えたトランスを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、第１の発明に係るトランスは、一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層の絶縁被覆を施した重絶縁電線で形成され、コアに取り付けられたボビンに、前記一次巻線と二次巻線がボビンの径方向に重ねて巻かれたトランスであって、前記ボビンは、主巻枠部と補助巻枠部とが中間つば部を介在してボビンの軸心方向に並設されて一体成形され、前記補助巻枠部のつば部に、前記ボビンにおける径方向で相対向する第１と第２の側部に位置して、それぞれ二次巻線用と一次巻線用の端子ピンが配設され、前記中間つば部に、前記第１と第２の側部に対してボビンの周方向に９０°ずれた位置において径方向で相対向する第３と第４の側部のそれぞれに位置した、前記中間つば部の端部から底部に向かって進入し、かつ前記第３または第４の側部の幅に対し１／４以上で３／４以下の幅を有する挿通溝が、それぞれ形成され、前記二次巻線が、前記二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされており、前記主巻枠部に、さらに前記一次巻線が巻かれるとともに、前記補助巻枠部に、前記重絶縁電線からなるベース巻線が巻かれている。

この第１の発明では、補助巻枠部のつば部に、ボビンの径方向で相対向する第１と第２の側部に位置する二次巻線用と一次巻線用の端子ピンがそれぞれ設けられた縦型トランスにおいて、一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層、例えば三層の絶縁被覆層を施した三層絶縁電線で形成されているから、この三層の絶縁被覆層により一次巻線と二次巻線による各コイル巻層間の空間・沿面距離が確保される。一方、三層絶縁電線からなる重絶縁電線である二次巻線は、二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされている。したがって、端子ピンに接続された二次巻線の引出し部における熱劣化していない先端部から一次巻線までの空間・沿面距離は、補助巻枠部の軸心方向の長さに加えてボビンの第１または第２の側部から第３または第４の側部に回り込んだ分だけ長くなり、安全規格を十分確保できる長さとなる。

しかも、ボビンの第３または第４の側部の幅に対し１／４以上で３／４以下の比較的大きな幅を有する挿通溝を有しているため、重絶縁電線からなる二次巻線は僅かに曲げるだけで斜めに挿通溝を通過させることができるから、補助巻枠部での巻き付け方向にほぼ沿って主巻枠部に向かい連続的に巻き付けできる。それにより、二次巻線は、挿通溝の角部への接触によるストレスが殆どなく、巻き付け時に絶縁被覆層が剥がれるおそれが殆どない。また、挿通溝には二次巻線が通されるだけであるから、混線状態が生じないうえに、絶縁被覆層が剥がれるおそれがないので、挿通溝内での両巻線間の電気的短絡といったトラブルが発生することがない。

さらに、二次巻線を補助巻枠部から挿通溝を通って主巻枠部にスムーズに巻き付けできることと、挿通溝には二次巻線が通されるだけであって混線状態が生じないことから、引出しおよび半田付け作業が容易になることとにより、生産性を高めることができる。また、重絶縁電線からなるベース巻線を巻き付けるための補助巻線部を利用して安全規格に規定された所要の空間・沿面距離を確保するようになっており、本来の用途である巻線の巻き付けとは無関係の引出し線ガイド溝を利用して所要の空間・沿面距離を確保する従来トランスに比較して、同じ巻数の巻線を巻くよう設定した場合に、ボビンの形状が小さくなり、小型化を要求される高周波電源用のトランスとして適したものとなる。

また、第２の発明に係るトランスは、一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層の絶縁被覆を施した重絶縁電線で形成され、コアに取り付けられたボビンに、前記一次巻線と二次巻線がボビンの径方向に重ねて巻かれたトランスであって、前記ボビンは、主巻枠部と補助巻枠部とが中間つば部を介在してボビンの軸心方向に並設されて一体成形され、前記ボビンにおける第１の側部に位置して、前記主巻枠部のつば部と補助巻枠部のつば部のそれぞれに対応して一次巻線用の端子ピンと二次巻線用の端子ピンとが配設され、前記中間つば部に、前記径方向で前記第１の側部に対向する第２の側部に対してボビンの周方向に９０°ずれた位置において径方向で相対向する第３と第４の側部のそれぞれに位置した、前記中間つば部の端部から底部に向かって進入し、かつ前記側部の幅に対し１／４以上で３／４以下の幅を有する挿通溝が、それぞれ形成され、前記二次巻線が、前記二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされており、前記主巻枠部に、さらに前記一次巻線が巻かれるとともに、前記補助巻枠部に、前記重絶縁電線からなるベース巻線が巻かれている。

この第２の発明は、主巻枠部のつば部と補助巻枠部のつば部のそれぞれに、ボビンの特定の側部に位置する端子ピンが設けられた横型トランスにおいて、第１発明と同様に、安全規格を十分確保できる長さの空間・沿面距離を形成できる構成としながらも、重絶縁電線である二次巻線の絶縁被覆層が剥がれるおそれがなく、かつ混線状態が生じないことより、一次および二次の両巻線間の電気的短絡といったトラブルが発生することがなく、さらに、生産性の向上とボビンの小型化といった効果を得ることができる。

さらに、第３の発明に係るトランスは、一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層の絶縁被覆を施した重絶縁電線で形成され、コアに取り付けられたボビンに、前記一次巻線と二次巻線がボビンの径方向に重ねて巻かれたトランスであって、前記両巻線が巻かれるボビン本体の外周面が円形となった前記ボビンは、主巻枠部と補助巻枠部とが中間つば部を介在してボビンの軸心方向に並設されて一体成形され、前記補助巻枠部のつば部に、前記ボビンにおける径方向で相対向する第１と第２の側部に位置して、それぞれ二次巻線用と一次巻線用の端子ピンが配設され、前記中間つば部に、前記第１と第２の側部に対してボビンの周方向に９０°ずれた位置において径方向で相対向する第３と第４の側部のそれぞれに位置した挿通溝が形成され、前記各挿通溝は、前記中間つば部の端部から底部に向かって進入し、かつ前記二次巻線用の端子ピンの配列方向にほぼ直角に位置する第１カット面と、この第１カット面に対してボビン本体の軸心回りに３０°以上で９０°以下の角度だけ離れた第２カット面とによりほぼＶ字形状となっており、 前記二次巻線が、前記二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされており、前記主巻枠部に、さらに前記一次巻線が巻かれるとともに、前記補助巻枠部に、前記重絶縁電線からなるベース巻線が巻かれている。

この第３の発明は、第１の発明と同等の効果を得られるのに加えて、ボビンのボビン本体の外周面が円形になっているので、巻線を円滑に巻き付けられる利点がある。また、第１の発明のトランスの挿通溝と同等の機能を得られる挿通溝を、ボビン本体の円形の外周面に支障なく一体形成できる形状を有しており、ボビンを、第１の発明のボビンを樹脂成形するための金型と同じ割り数の金型で樹脂成形できる。

本発明のトランスによれば、縦型および横型のいずれのトランスにおいても、安全規格を十分確保できる空間・沿面距離を形成できる。そのうえに、中間つば部の所要の箇所に大きな幅の挿通溝を形成したので、重絶縁電線からなる巻線を、僅かに曲げるだけで挿通溝を通過させながら補助巻枠部と主巻枠部との間に連続的に巻き付けできる結果、重絶縁電線の絶縁被覆層の剥がれや、隣接する巻線間が電気的短絡するといったトラブルの発生が絶無となる。また、重絶縁電線を挿通溝を通ってスムーズに巻き付けできることと、挿通溝に混線状態が生じないことから引出しおよび半田付け作業が容易になることとにより、生産性を高めることができる。さらに、巻線を巻くための補助巻線部を利用して所要の空間・沿面距離を確保する構成としたので、ボビンの形状を小さくでき、小型化を要求される高周波電源用のトランスとして適したものとなる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る縦型のトランスを示す縦断面図で、図２はそのボビンを示す斜視図である。これらの図において、ボビン１０は、巻線が巻かれる芯となる角筒形のボビン本体１０ａと、その両端のつば部１５，１９と、中間つば部１４とが一体成形された構成になっており、ボビン本体１０ａにはコア６の挿通孔１３が形成されている。このボビン１０は、つば部１９と中間つば部１４との間に主巻枠部１１が形成されているとともに、中間つば部１４とつば部１５との間に主巻枠部１１よりも軸心方向の長さが短い補助巻枠部１２が形成されている。

また、中間つば部１４には、ボビン１０における第１の側部Ｆ１に対しその両方へ周方向に９０°ずれてボビン１０の径方向で相対向する第３および第４の側部Ｆ３，Ｆ４のそれぞれに位置して、その端部から底部に向かって進入する第１の挿通溝１４ａが形成されているとともに、第１の側部Ｆ１に対しボビン１０の径方向で相対向する第２の側部Ｆ２に位置して、第２の挿通溝１４ｂが形成されている。図２に示す第１の挿通溝１４ａの幅Ｗ１は，第３，第４の側部Ｆ３，Ｆ４におけるボビン本体１０ａの幅Ｗ２の１／２程度の幅になっている。挿通溝１４ａの幅Ｗ１はボビン本体１０ａの幅Ｗ２の１／４以上で３／４以下が好ましく、１／４以上で２／３以下がより好ましく、１／３以上で２／３以下がさらに好ましい。また、第１の挿通溝１４ａは、第１の側部Ｆ１よりも第２の側部Ｆ２寄りに位置する方が好ましい。

補助巻枠部１２のつば部１５には、第１と第２の側部にＦ１，Ｆ２に位置して、それぞれ複数個の引出し溝１５ａが形成されているとともに、このつば部１５における引出し溝１５ａが形成されている二つの端面に、複数個の引出し溝１５ｂが形成されている。さらに、補助巻枠部１２のつば部１５には、第１と第２の側部Ｆ１，Ｆ２に位置して、所要本数の一次側と二次側の端子ピン８Ａ，８Ｂがその突出した脚部をボビン１０の軸心方向に向けた状態でインサート成形により配設されている。前記端子ピン８Ａ，８Ｂの脚部が配線基板５０に差し込まれる。これにより、コア６が配線基板５０に垂直になる（縦型トランス）。

この実施形態ではスイッチング電源装置用の縦型トランスを例示してある。図１では、一次巻線１６、二次巻線１７およびベース巻線１８の各々について、便宜上、それらのコイル巻層ごとに区分した符号を付してある。ボビン１０の主巻枠部１１には、一次巻線１６Ａ，１６Ｂの大部分と二次巻線１７Ａ、１７Ｂの全部とがボビン１０の径方向に重ねて巻かれているとともに、ボビン１０の補助巻枠部１２には、スイッチング素子駆動用のベース巻線１８（他の巻線の一種）と、一次巻線１６Ａ，１６Ｂの各一部とがボビン１０の径方向に重ねて巻かれている。これら一次巻線１６Ａ，１６Ｂ、二次巻線１７Ａ、１７Ｂおよびベース巻線１８は、図３に示すように、コア６を介して磁気結合されている。

図１の主巻枠部１１の１層目と４層目のコイル巻層を形成する一次巻線１６Ａ，１６Ｂおよび補助巻枠部１２の１層目のコイル巻層を形成するベース巻線１８は、それぞれ三層絶縁電線のような重絶縁電線により形成されている。上記三層絶縁電線は、例えば下２層に変性ポリエステル、上１層にポリアミドの各被覆を電線の表面に施したものである。主巻枠部１１の２層目と３層目のコイル巻層を形成する二次巻線１７Ａ，１７Ｂは、通常のエナメルコーティング電線のような軽絶縁電線で形成されている。一方、隣接する各コイル巻層間は、既存の絶縁テープ４で電気絶縁されている。この絶縁テープ４は、各巻線１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ，１７Ｂ，１８に対して、その巻き乱れを防止するとともに、ボビン１０の径方向内方に加えられる力に抗して機械的に保護している。

重絶縁電線からなる一次巻線１６は、図２に実線で示すように、一方の引出し部１６ａが第１の側部Ｆ１にある一次側の端子ピン８Ａに半田Ｈ付けされ、この端子ピン８Ａからつば部１５の引出し溝１５ａを通って、矢印方向に補助巻枠部１２に巻かれたのち、または巻かれないで補助巻枠部１２を通過したのち、第３の側部Ｆ３にある第１の挿通溝１４ａを通って主巻枠部１１に巻かれる。一次巻線１６はつづいて、第４の側部Ｆ４にある第１の挿通溝１４ａを通り、補助巻枠部１２を通過し、別の引出し溝１５ａを通って、他方の引出し部１６ｂ（図１）が別の一次側の端子ピン８Ａに半田Ｈ付けされている。

他方、軽絶縁電線からなる二次巻線１７は、図２に一点鎖線で示すように、一方の引出し部１７ａが第２の側部Ｆ２にある二次側の端子ピン８Ｂに半田Ｈ付けされ、この端子ピン８Ｂからつば部１５の引出し溝１５ａを通って補助巻枠部１２を通過したのち、第２の側部Ｆ２にある第２の挿通溝１４ｂを通って主巻枠部１１に巻かれる。ついで、二次巻線１７は、再び第２の挿通溝１４ｂを通り、補助巻枠部１２を通過して、他方の引出し部１７ｂ（図１）が別の二次側の端子ピン８Ｂに半田付けされる。ここで、一次巻線１６は重絶縁電線なので、絶縁性は高いから、二次巻線１７の引出し部１７ａ，１７ｂと一次巻線１６間の絶縁距離を大きくとる必要はない。さらに、ベース巻線１８は、補助巻枠部１２における巻線端からの引出し部１８ａが引出し溝１５ａを介して一次側の端子ピン８Ａまで引き出されたのちに、半田Ｈ付けにより端子ピン８Ａに接続されている。

上記トランスは、重絶縁電線からなる一次巻線１６Ａ，１６Ｂの三層の絶縁被覆層により互いに隣接する一次巻線１６Ａ，１６Ｂと二次巻線１７Ａ，１７Ｂによる各コイル巻層間の空間・沿面距離が十分に確保されている。一方、重絶縁電線からなる一次巻線１６Ａ，１６Ｂの端部は、半田Ｈ付けによって、絶縁被覆層の図１に平行横線Ｓ１で示す部分が熱劣化で絶縁性が低下するが、この一次巻線１６Ａ，１６Ｂの引出し部１６ａ，１６ｂにおける熱劣化していない先端部Ｓ２から隣接する二次巻線１７Ａ，１７Ｂの主巻枠部１１における巻端部Ｓ３までの空間・沿面距離Ｄ１は、図２に図示する長さとなり、安全規格に規定された長さを十分有している。

すなわち、上記トランスは、中間つば部１４の第３と第４の側部Ｆ３，Ｆ４にそれぞれ位置する第１の挿通溝１４ａが形成されているから、主巻枠部１１に巻かれた一次巻線１６は、第１の挿通溝１４ａを通って第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４から第１または第２の側部Ｆ１，Ｆ２に回り込んだうえで、第１の側部Ｆ１にある一次側の端子ピン８Ａに半田Ｈ付けで接続される。したがって、この場合の空間・沿面距離Ｄ１は、図１の端子ピン８Ａに接続された引出し部１６ａ，１６ｂにおける熱劣化していない先端部Ｓ２から、主巻枠部１１に巻かれた二次巻線１７における第１の挿通溝１４ａで露出する巻端部Ｓ３までの距離となる。この空間・沿面距離Ｄ１は、一次巻線１６を軸心方向に沿って補助巻枠部１２を通過させて引き出す場合に比較して、第１の側部Ｆ１から第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４に回り込む分だけ、大幅に長くなる。その結果、安全規格をより一層十分に確保できる。

また、第１の挿通溝１４ａは、第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４における第２の側部Ｆ２寄りの部位に位置しているとともに、第３，第４の側部Ｆ３，Ｆ４におけるボビン本体１０ａの幅Ｗ２のほぼ半分にも及ぶ大きな幅Ｗ１に形成されている。そのため、重絶縁電線からなる一次巻線１６は、僅かに曲げるだけで斜めに第１の挿通溝１４ａを通過させることができるから、補助巻枠部１２での巻き付け方向にほぼ沿って主巻枠部１１に向かい連続的に巻き付けできる。それにより、一次巻線１６の中間つば部１４およびボビン本体１０ａとの接触によるストレスが殆どなくなり、一次巻線１６の絶縁被覆層の安全性が高まる。したがって、図１と図６との比較から明らかなように、従来のトランスのように重絶縁電線のほぼ直角に折り曲げられた部位が中間つば部１４の角部でこすれて絶縁被覆層が剥がれ、重絶縁電線の絶縁破壊によって両巻線１６，１７が電気的に短絡するといったトラブルは生じない。また、一次巻線１６を補助巻枠部１２から第１の挿通溝１４ａを通って主巻枠部１１にスムーズに巻き付けできるので、生産性を高めることもできる。

しかも、第１の挿通溝１４ａが大きな幅Ｗ１に設定されているとともに、一次巻線１６を第１の挿通溝１４ａに通し、二次巻線１７を第２の挿通溝１４ｂに通しているから、多出力仕様となって巻線の数が多くなっても、図６の従来トランスのように単一の引出し溝５ｂに両方の巻線１，２を通す場合と異なり、混線状態が発生せず、かつ各挿通溝１４ａ，１４ｂに巻線が集中することによる巻き太りや巻き乱れが生じないので、引き出しおよび半田付け作業が容易になるともに、重絶縁電線の絶縁被覆層の劣化による両巻線１６，１７間の電気的短絡の発生をより確実に防止できる。

また、この実施形態では、主巻枠部１１に重ねて巻かれる一次巻線１６Ａ，１６Ｂまたは二次巻線１７Ａ，１７Ｂのうちの、重絶縁電線で形成された方の巻線の一部を、補助巻枠部１２に巻くことにより、ボビン１０における一次巻線１６Ａ，１６Ｂの一部とベース巻線１８を巻くための補助巻線部１２を利用して安全規格に規定された所要の空間・沿面距離Ｄ１を確保するようになっている。これに対し、図６に示す従来トランスのボビンでは、巻線の巻き付けとは無関係な用途に用いる引出し線ガイド溝３を形成して所要の空間・沿面距離Ｄを確保している。したがって、図１と図６との比較から明らかなように、第１実施形態のトランスのボビン１０は、図６と同じ巻数の巻線を巻くよう設定した場合に上下方向（軸心方向）および左右方向（径方向）の寸法が図６のボビンよりも小さくなり、小型化を要求される高周波電源用のトランスとして適したものとなる。

なお、一次巻線１６および二次巻線１７の両方を重絶縁電線で形成すると、両巻線間の磁気的結合を弱める結果を招いて所期の変圧性能を得られないのに対し、この実施形態では、重絶縁電線が一次巻線１６のみに用いられているから、一次及び二次の両巻線１６、１７間に高い磁気的結合を得てトランスの所期の性能が保持される。また、補助巻枠部１２にはベース巻線１８のみを巻いて、重絶縁電線からなる一次巻線１６の全てを主巻枠部１１に巻いた構成とすれば、巻き付け工程を簡略化できる利点がある。

図４は本発明の第２実施形態に係る横型のトランスを示す縦断面図である。
このトランスのボビン１０の全体形状は第１実施形態のボビン１０とほぼ同様であるが、主巻枠部１１のつば部１９にも、補助巻枠部１２のつば部１５の引出し溝１５ａと同様の引出し溝１９ａが形成されている。また、補助巻枠部１２のつば部１５および主巻枠部１１のつば部１９のそれぞれの一端面に、ボビン１０の第１の側部Ｆ１に位置して、所要本数の一次側と二次側の端子ピン８Ａ，８Ｂが、それらの脚部をボビン１０の径方向に向けた状態で配設されている。これにより、配線基板（図示せず）に対してコア（図示せず）が平行となる（横型トランス）。

中間つば部１４には、第１実施形態と同様に、ボビン１０における第１の側部Ｆ１に対しその両方へ周方向に９０°ずれてボビン１０の径方向で相対向する第３および第４の側部Ｆ３，Ｆ４のそれぞれに位置して、その端部から底部に向かって進入する合計２つの挿通溝１４ａが形成されている。この挿通溝１４ａの幅とボビン本体１０ａの幅との好ましい関係は、図示していないが、前述の第１実施例の場合と同様である。すなわち、挿通溝１４ａの幅はボビン本体１０ａの第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４の幅の１／４以上で３／４以下が好ましく、１／４以上で２／３以下がより好ましく、１／３以上で２／３以下がさらに好ましい。また、挿通溝１４ａは、第１の側部Ｆ１よりも第２の側部Ｆ２寄りに位置する方が好ましい。

重絶縁電線からなる一次巻線１６は、実線で示すように、一方の引出し部１６ａが補助巻枠部１２のつば部１５に設けられた一次側の端子ピン８Ａに半田付けされ、この端子ピン８Ａからつば部１５の引出し溝１５ａを通って補助巻枠部１２に巻かれたのち、または巻かれないで補助巻枠部１２を通過したのち、第３の側部Ｆ３にある挿通溝１４ａを通って主巻枠部１１に巻かれる。つづいて、第３の側部Ｆ３または第４の側部Ｆ４にある挿通溝１４ａを通り、補助巻枠部１２を通過し、引出し溝１５ａを通って、他方の引出し部１６ｂが一次側の端子ピン８Ａに半田付けされる。主巻枠部１１に巻かれた一次巻線１６は、図示しないが、その中間部が第３の側部Ｆ３または第４の側部Ｆ４にある挿通溝１４ａおよび補助巻枠部１２を通過して、別の一次側の端子ピン８Ａに半田付けされて、中間タップ（図３参照）を形成している。

他方、軽絶縁電線からなる二次巻線１７は、一点鎖線で示すように、一方の引出し部１７ａが主巻枠部１２のつば部１９に設けられた二次側の端子ピン８Ｂに半田付けされ、この端子ピン８Ｂからつば部１９の引出し溝１９ａを通って主巻枠部１１に巻かれる。二次巻線１７の他方の引出し部１７ｂは、別の引出し溝１９ａを通って別の端子ピン８Ｂに半田付けされる。

したがって、この実施形態のトランスは、主に端子ピン８Ａ，８Ｂの取付形態が異なるだけで、第１実施形態とほぼ同様であり、一次巻線１６Ａ，１６Ｂと二次巻線１７Ａ，１７Ｂとの間の空間・沿面距離は、図示していないが、第１実施形態と同様に安全規格に規定の長さを十分有している。すなわち、端子ピン８Ａ，８Ｂが配設された第１の側部Ｆ１と９０°ずれた第３の側部Ｆ３および第４の側部Ｆ４に挿通溝１４ａが形成されているから、重絶縁電線からなる一次巻線１６は、挿通溝１４ａを通って第３または第４の側部から第１の側部に回り込んだうえで、端子ピン８Ａに半田Ｈ付けで接続される。この場合の空間・沿面距離Ｄ２は、端子ピン８Ａに接続された引出し部１６ａ，１６ｂにおける熱劣化していない先端部から、主巻枠１１に巻かれた二次巻線１７が露出する各挿通溝１４ａまでの距離となる。この空間・沿面距離Ｄ２は、一次巻線１６を補助巻枠部１２の軸心方向に沿って引き出す場合と比較して、第１の側部Ｆ１から第３の側部Ｆ３，Ｆ４に回り込む分だけ、大幅に長くなる。

また、２つの挿通溝１４ａは、第１実施形態と同様に、第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４における第２の側部Ｆ２寄りの部位に位置して、第３，第４の側部Ｆ３，Ｆ４におけるボビン本体１０ａの幅のほぼ半分にも及ぶ大きな幅に形成されている。そのため、重絶縁電線からなる一次巻線１６は、僅かに曲げるだけで第１の挿通溝１４ａを通過させることができるから、一次巻線１６が中間つば部１４の角部でこすれて絶縁被覆層が剥がれるといったおそれがない。また、挿通溝１４ａを２つ設けたから、単一の挿通溝に一次巻線１６のすべての挿通部分を通過させる場合と異なり、混線状態が発生しないので、引き出しおよび半田付け作業が容易になる。
ただし、挿通溝１４a は単一としてもよく、その場合、端子ピン８Ａ，８Ｂが設けられた第１の側部Ｆ１から最も遠い第２の側部に挿通溝１４ａのみを設けるのが好ましく、これにより、空間・沿面距離を長くとることができる。

図５は本発明の第３実施形態に係る縦型のトランスを示す斜視図である。
このトランスのボビン１０は、ボビン本体１０ａの外周面が円形に形成されている。補助巻枠部１２のつば部１５に、ボビン１０における径方向で相対向する第１と第２の側部Ｆ１，Ｆ２に位置して、それぞれ一次巻線用と二次巻線用の端子ピン８Ａ，８Ｂが配設されている。中間つば部１４には、ボビン１０における径方向で相対向する第３と第４の側部Ｆ３，Ｆ４の両方に位置して、中間つば部１４の端部から底部に向かって進入し、かつ端子ピン８Ａ，８Ｂの配列方向にほぼ直角に位置し、かつボビン本体１０ａの外周面に対して、ほぼ、その接線方向に延びる第１カット面２０と、この第１カット面２０に対してボビン本体の軸心回りに９０°の角度だけ離れた第２カット面２１とによりほぼＶ字形状となった第１の挿通溝１４ａが形成されている。この第１の挿通溝１４ａの角度θは、３０°以上で９０°以下が好ましく、４５°以上で９０°以下がより好ましい。さらに、中間つば部１４には、第２の側部Ｆ２に対向する辺に、二次巻線１７を個々に挿通させるための複数個の第２の挿通溝１４ｂが形成されている。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

この実施形態のトランスは、図２と図５との比較から明らかなように、各巻線１６、１７が第１実施形態とほぼ同様に巻かれており、二次巻線１７が中間つば部１４の複数個の第２の挿通溝１４ｂに個々に通される構成においてのみ第１実施形態と相違する。このトランスにおいても、中間つば部１４の第３と第４の側部Ｆ３，Ｆ４にそれぞれ位置する第１の挿通溝１４ａが形成されているから、主巻枠部１１に巻かれた一次巻線１６は、第１の挿通溝１４ａを通って第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４から第１または第２の側部Ｆ１，Ｆ２に回り込んだうえで、第１の側部Ｆ１にある一次側の端子ピン８Ａに半田Ｈ付けで接続される。したがって、この場合の空間・沿面距離Ｄ３は、端子ピン８Ａに接続された引出し部１６ａ，１６ｂにおける熱劣化していない先端部から、主巻枠部１１に巻かれた二次巻線１７にまでの距離となり、この空間・沿面距離Ｄ３は、一次巻線１６を軸心方向に沿って補助巻枠部１２を通過させて引き出す場合に比較して、第１の側部Ｆ１から第３または第４の側部Ｆ３，Ｆ４に回り込む分だけ、大幅に長くなる。

その他に、前述した第１実施形態の種々の効果と同等の効果を得ることができる。それに加えて、二次巻線１７を個々の挿通溝１４ｂを通して混線なく補助巻枠部１２を通過させることができる。さらに、ボビン１０のボビン本体１０ａの外周面が円形になっているので、巻線１６，１７を円滑に巻き付けられる利点がある。この実施形態のトランスは、第１実施形態のトランスの第１および第２の挿通溝１４ａ、１４ｂと同等の機能を得られる第１および第２の挿通溝１４ａ、１４ｂを、円形の外周面を有するボビン本体１０ａに支障なく一体形成できる形状としたものであり、このボビン１０は、第１実施形態のボビン１０を樹脂成形するための金型と同じ割り数の金型で樹脂成形できる。

なお、上述の各実施形態では、一次巻線を重絶縁電線で形成した場合を示したが、二次巻線を重絶縁電線で形成し、一次巻線およびベース巻線を軽絶縁電線で形成してもよい。この場合、各巻線を巻き付ける箇所を変更する。例えば、二次巻線を重絶縁電線で形成して、この二次巻線の大部分の巻数を主巻枠部に巻くとともに、残りの巻数を補助巻枠部に巻き、一次巻線およびベース巻線は、いずれも軽絶縁電線で形成するとともに、その全ての巻数を主巻枠部に巻く構成としてもよい。さらに、ベース巻線は、軽絶縁電線で形成するとともに、補助巻枠部に個別に、あるいは一次巻線または二次巻線の一部と重ねて巻いてもよい。

要は、主巻枠部に少なくとも一次巻線と二次巻線の巻数の大部分が巻かれるとともに、この一次，二次巻線のうち、重絶縁電線からなる巻線の接続用の引出し部が、補助巻枠部を通過して端子ピンに接続される、或いは補助巻枠部に一部を巻かれて端子ピンに接続される構成を備えていれば、安全規格に規定の空間・沿面距離を確保できる。

また、一次巻線、二次巻線およびベース巻線の全てを重絶縁電線で形成してもよい。

本発明の第１実施形態に係るトランスを示す縦断側面図である。 同上トランスのボビンを示す斜視図である。 同上のンスの配線を示す回路図である。 本発明の第２実施形態に係るトランスのボビンを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るトランスのボビンを示す斜視図である。 従来のトランスを示す縦断面図である。

符号の説明

６…コア、８Ａ，８Ｂ…端子ピン、１０…ボビン、１１…主巻枠部、１２…補助巻枠部、１４…中間つば部、１５…補助巻枠部側のつば部、１９…主巻枠側のつば部、１６，１６Ａ，１６Ｂ…一次巻線、１６ａ，１６ｂ…一次巻線の引出し部、１７，１７Ａ，１７Ｂ…二次巻線、１７ａ，１７ｂ…二次巻線の引出し部、１８…ベース巻線（他の巻線）、１９…補助巻枠部のつば部、２０…第１カット面、２１…第２カット面、Ｆ１…第１の側部、Ｆ２…第２の側部，Ｆ３…第３の側部、Ｆ４…第４の側部。

Claims (3)

1. 一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層の絶縁被覆を施した重絶縁電線で形成され、コアに取り付けられたボビンに、前記一次巻線と二次巻線がボビンの径方向に重ねて巻かれたトランスにおいて、
   前記ボビンは、主巻枠部と補助巻枠部とが中間つば部を介在してボビンの軸心方向に並設されて一体成形され、
   前記補助巻枠部のつば部に、前記ボビンにおける径方向で相対向する第１と第２の側部に位置して、それぞれ二次巻線用と一次巻線用の端子ピンが配設され、
   前記中間つば部に、前記第１と第２の側部に対してボビンの周方向に９０°ずれた位置において径方向で相対向する第３と第４の側部のそれぞれに位置した、前記中間つば部の端部から底部に向かって進入し、かつ前記第３または第４の側部の幅に対し１／４以上で３／４以下の幅を有する挿通溝が、それぞれ形成され、
   前記二次巻線が、前記二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされており、
   前記主巻枠部に、さらに前記一次巻線が巻かれるとともに、前記補助巻枠部に、前記重絶縁電線からなるベース巻線が巻かれているトランス。
2. 一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層の絶縁被覆を施した重絶縁電線で形成され、コアに取り付けられたボビンに、前記一次巻線と二次巻線がボビンの径方向に重ねて巻かれたトランスにおいて、
   前記ボビンは、主巻枠部と補助巻枠部とが中間つば部を介在してボビンの軸心方向に並設されて一体成形され、
   前記ボビンにおける第１の側部に位置して、前記主巻枠部のつば部と補助巻枠部のつば部のそれぞれに対応して一次巻線用の端子ピンと二次巻線用の端子ピンとが配設され、
   前記中間つば部に、前記径方向で前記第１の側部に対向する第２の側部に対してボビンの周方向に９０°ずれた位置において径方向で相対向する第３と第４の側部のそれぞれに位置した、前記中間つば部の端部から底部に向かって進入し、かつ前記側部の幅に対し１／４以上で３／４以下の幅を有する挿通溝が、それぞれ形成され、
   前記二次巻線が、前記二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされており、
   前記主巻枠部に、さらに前記一次巻線が巻かれるとともに、前記補助巻枠部に、前記重絶縁電線からなるベース巻線が巻かれているトランス。
3. 一次巻線と二次巻線のうちの少なくとも二次巻線が、複数層の絶縁被覆を施した重絶縁電線で形成され、コアに取り付けられたボビンに、前記一次巻線と二次巻線がボビンの径方向に重ねて巻かれたトランスにおいて、
   前記両巻線が巻かれるボビン本体の外周面が円形となった前記ボビンは、主巻枠部と補助巻枠部とが中間つば部を介在してボビンの軸心方向に並設されて一体成形され、
   前記補助巻枠部のつば部に、前記ボビンにおける径方向で相対向する第１と第２の側部に位置して、それぞれ二次巻線用と一次巻線用の端子ピンが配設され、
   前記中間つば部に、前記第１と第２の側部に対してボビンの周方向に９０°ずれた位置において径方向で相対向する第３と第４の側部のそれぞれに位置した挿通溝が形成され、
   前記各挿通溝は、前記中間つば部の端部から底部に向かって進入し、かつ前記二次巻線用の端子ピンの配列方向にほぼ直角に位置する第１カット面と、この第１カット面に対してボビン本体の軸心回りに３０°以上で９０°以下の角度だけ離れた第２カット面とによりほぼＶ字形状となっており、
   前記二次巻線が、前記二次巻線用の一つの端子ピンに半田付けされ、前記補助巻枠部と第３の側部にある挿通溝とを通って主巻枠部に巻かれ、第４の側部にある挿通溝と補助巻枠部とを通って前記二次巻線用の他の端子ピンに半田付けされており、
   前記主巻枠部に、さらに前記一次巻線が巻かれるとともに、前記補助巻枠部に、前記重絶縁電線からなるベース巻線が巻かれているトランス。

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