JP4314793B2 - トランスの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、入力電圧よりも高い出力電圧を得るための電源装置等においては、トランスを用いて入力電圧を所望の電圧まで昇圧していた。ここで、トランスの2次側に所望の電圧を得るためには、トランスの1次電圧(入力電圧)と2次電圧(出力電圧)との比(昇圧比)を適正な値に設定する必要があり、従来は1次線と2次線の巻数比(構成比)によって所望の昇圧比を得るようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のように巻数比によって昇圧比を調整する方法では、離散的にしか昇圧比を変化させることができないという問題や、磁芯や巻線の種類等によって漏れ磁束の大きさが異なるために1次線と2次線の結合係数が変化して所望の昇圧比を正確に得ることが困難であるといった問題があった。
【0004】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、昇圧比を連続的且つ正確に調整可能なトランスの製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、棒状の磁芯の周りに軸方向に沿って2次線を巻回し、さらに2次線の周りに磁芯の軸方向に沿って1次線を巻回してなるトランスの製造方法において、2次線に対して磁芯の軸方向に沿って移動自在に1次線を巻回し、1次線を磁芯の軸方向に沿って移動させることで1次線の巻回幅を変化させずに2次線に対する1次線の巻回位置を変化させることを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、着脱自在の仮固定手段にて1次線及び2次線を仮固定した後に昇圧比を計測し、その計測値と所望の昇圧比との差に応じて巻回幅又は巻回位置を変化させることを特徴とする。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、2次線の表面を平滑にすることを特徴とする。
【0012】
請求項4の発明は、請求項3の発明において、合成樹脂で2次線の表面をコーティングすることを特徴とする。
【0013】
請求項5の発明は、請求項3の発明において、絶縁性を有したテープを2次線の表面に貼着することを特徴とする。
【0014】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、トランスの昇圧比と2次線に対する1次線の巻回位置及び巻回幅との対応関係を示すデータベースを予め作成しておき、このデータベースを参照することで2次線に対する1次線の巻回位置及び巻回幅を決定することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の参考例1について説明する。
図1に示すように、本参考例1におけるトランス1は、断面形状が円形又は長円形である棒状の磁芯2の周りに軸方向に沿って2次線4を巻回し、さらに2次線4の周りに磁芯2の軸方向に沿って1次線3を巻回してなる。磁芯2は、例えば直径又は辺の長さが10mm程度、軸方向の長さが30mm程度のフェライト製である。また、2次線4は厚み0.05〜1.0mm、幅が1.0〜1.2mm程度の平角エナメル線からなり、磁芯2の周りにエッジワイズ巻によって巻回される。さらに、1次線3はフッ素樹脂で被膜された絶縁線からなる。なお、このトランス1は自動車の前照灯に用いる高圧放電灯を点灯するための点灯装置に利用され、自動車のバッテリ電圧から高圧放電灯の点灯に必要な高電圧を得るものである。
【0016】
次に、このトランス1の製造方法について説明する。
【0017】
まず、従来周知の巻線機を用いて、平角線からなる2次線4をエッジワイズ巻により磁芯2の周りに軸方向に沿って巻回する。さらに、上記巻線機を用いて磁芯2に巻回した2次線4の周りに1次線3を巻回する。このとき、2次線4に対する1次線3の巻回位置(2次線4の右端からの距離X)あるいは磁芯2の軸方向に沿った1次線3の巻回幅Wの少なくとも何れか一方を変化させる。例えば、図2に示すように1次線3の中央寄りの一端(巻始め)の位置P1を固定し、巻線機で巻回する際の巻回幅W,W’を変化させる。また、図3に示すように1次線3の巻回幅Wを変化させずに2次線4に対する1次線3の巻回位置P1,P2を変化させるか、あるいは巻回幅Wと巻回位置P1の両方を変化させても構わない。
【0018】
而して、上述のように1次線3の巻回幅Wや巻回位置P1の少なくとも何れか一方を変化させると、1次線3と2次線4の結合係数が巻回幅W又は巻回位置P1あるいはその両方に応じて変化することとなり、トランス1の昇圧比を連続的且つ正確に調整することができる。
【0019】
ところで、図2に示したように1次線3の一端の位置P1を固定する方法においては、図中における右側が高電圧側、左側が低電圧側となるように2次線4の極性を設定した場合、1次線3の上記固定位置P1を2次線4の高電圧側(図中の右側)に近づけるように変化させると、電位差の大きい1次線3と2次線4の高電圧側との絶縁距離が短くなり、各線の絶縁耐圧及び大気の絶縁耐圧を越えると絶縁破壊が生じてしまう虞がある。故に、このような絶縁破壊が生じる虞のない位置P1に1次線3の一端を固定することにより、1次線3の巻回幅Wを変化させても1次線3と2次線4の間の絶縁性を安定させることができる。
【0020】
(実施形態1)
本実施形態は、図4に示すように2次線4に外挿されるボビン5の周りに1次線3を巻回することで1次線3を磁芯2の軸方向に沿って移動自在とし、1次線3を磁芯2の軸方向に沿って移動させることで2次線4に対する巻回位置を変化させる点に特徴がある。
【0021】
ボビン5は絶縁性を有する合成樹脂製であって、磁芯2の形状に合わせて円筒形又は長円筒形に形成されており、その周りに巻回された1次線3が合成樹脂製の封止材6によって封止される。
【0022】
而して、2次線4に外挿されたボビン5を磁芯1の軸方向に移動させることで2次線4に対する1次線3の巻回位置を変化させることができ、巻回位置を変化させる際に1次線3を巻回し直す必要がないから昇圧比の調整作業が簡素化できる。また、1次線3をボビン5に巻回して封止しているため、1次線3の巻回幅Wを変化させずに巻回位置のみを変化させることができる。
【0023】
(参考例2)
本参考例2は、図5に示すように2次線4における1次線3が巻回されていない部位の巻回幅wを変化させる点に特徴がある。
【0024】
まず、磁芯2の一方の端部に所定のピッチで2次線4を巻回し、この2次線4の端部に別の2次線4’の端部を接合した後、さらに磁芯2の他方の端部に上記ピッチと異なるピッチで別の2次線4’を巻回する。そして、最初に巻回した2次線4の周りに1次線3を巻回してトランス1が完成する。
【0025】
このように1次線3の巻回幅Wや巻回位置P1を変化させる代わりに2次線4の巻回幅wを変化させることでも1次線3と2次線4の結合係数が変化し、トランス1の昇圧比を連続的に調整することができる。なお、1次線3に比較して2次線4の巻数が多いことから、2次線4の巻回幅wを変化させる方が昇圧比をさらに細かく調整することが可能である。なお、本参考例2では2本の2次線4,4’を用いているが、1本の2次線4を途中からピッチを変えて巻回するようにしても同様の効果が得られる。
【0026】
(実施形態2)
本実施形態は、着脱自在の仮固定手段にて1次線3及び2次線4を仮固定した後にトランス1の昇圧比を計測し、その計測値と所望の昇圧比との差に応じて巻回位置P1を変化させる点に特徴がある。
【0027】
図6のフローチャートに示すように、磁芯2に巻回された2次線4と、2次線4に巻回された1次線3とをそれぞれ仮固定手段(例えば、剥離可能な接着剤)で仮固定し(ステップ1)、この仮固定したトランス1の特性検査(昇圧比の計測)を行う(ステップ2)。そして、特性検査の結果が良品の範囲内か否か、すなわち、昇圧比の計測値と所望の昇圧比との差が所定の範囲内に収まっているか否かを判断し(ステップ3)、良品の範囲内であれば仮固定のための接着剤を剥離した後に剥離しない別の接着剤等を用いて1次線3及び2次線4を固定(本固定)してトランス1が完成する(ステップ4)。
【0028】
一方、昇圧比の計測値と所望の昇圧比との差が所定の範囲内に収まっていなければ、そのトランス1は不良品と判定されて実施形態1で説明した方法で1次線3の巻回位置P1を修正して昇圧比が調整される(ステップ5)。そして、調整後のトランス1は再度1次線3及び2次線4を仮固定して特性検査が行われる(ステップ1)。
【0029】
本実施形態では上述のような手順でトランス1の昇圧比を実際に計測して調整を行うため、昇圧比をさらに正確に調整することができる。
【0030】
(実施形態3)
本実施形態は、2次線4の表面を平滑にする点に特徴がある。
【0031】
図7に示すように、例えば磁芯2に巻回した2次線4に合成樹脂製のコーティング材を塗布したり、あるいは絶縁性を有したテープを2次線4の表面に貼着することで表面の平滑度を高めた外層部7を2次線4の周りに形成している。
【0032】
而して、外層部7の表面の平滑度を高めているため、外層部7の周りに巻回した1次線3を2次線4に対して比較的簡単に移動させることができる。よって、2次線4に対する1次線3の巻回位置を容易に変化させることができるとともに、外層部7により1次線3と2次線4の絶縁性が向上するという利点がある。
【0033】
(実施形態4)
本実施形態は、トランス1の昇圧比と2次線4に対する1次線3の巻回位置及び巻回幅との対応関係を示すデータベースを予め作成しておき、このデータベースを参照することで2次線4に対する1次線3の巻回位置及び巻回幅を決定する点に特徴がある。
【0034】
まず、トランス1の多数のサンプルについて昇圧比、並びに2次線4に対する1次線3の巻回位置及び巻回幅を計測し、同一のサンプルについての両者の計測値を対応付けてデータベースに登録する。そして、所望の昇圧比に対応する2次線4に対する1次線3の巻回位置及び巻回幅のデータをデータベースから検索し、データベースに登録されているデータの中から上記所望の昇圧比に対応する巻回位置及び巻回幅のデータを抽出して実際の調整に使用する巻回位置及び巻回幅を決定する。
【0035】
このように予め作成したデータベースを参照して2次線4に対する1次線3の巻回位置及び巻回幅を決定することにより、昇圧比をさらに正確に調整することができる。
【0036】
【発明の効果】
請求項1の発明は、棒状の磁芯の周りに軸方向に沿って2次線を巻回し、さらに2次線の周りに磁芯の軸方向に沿って1次線を巻回してなるトランスの製造方法において、2次線に対して磁芯の軸方向に沿って移動自在に1次線を巻回し、1次線を磁芯の軸方向に沿って移動させることで1次線の巻回幅を変化させずに2次線に対する1次線の巻回位置を変化させることを特徴とし、2次線に対する1次線の巻回位置を変化させて1次線と2次線の結合係数を変化させることで昇圧比を調整している。したがって、従来のように1次線と2次線の巻数比で昇圧比を調整する方法では離散的にしか調整できなかったが、1次線と2次線の結合係数を変化させることで昇圧比を連続的且つ正確に調整することが可能となる。しかも、2次線に対して磁芯の軸方向に沿って移動自在に1次線を巻回しているため、1次線の巻回位置を比較的容易に変化させることができる。
【0041】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、着脱自在の仮固定手段にて1次線及び2次線を仮固定した後に昇圧比を計測し、その計測値と所望の昇圧比との差に応じて巻回幅又は巻回位置を変化させることを特徴とし、昇圧比をさらに正確に調整することができる。
【0042】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、2次線の表面を平滑にすることを特徴とし、2次線に対する1次線の巻回位置を容易に変化させることができるとともに、1次線と2次線の絶縁性が向上する。
【0043】
請求項4の発明は、請求項3の発明において、合成樹脂で2次線の表面をコーティングすることを特徴とし、請求項3と同様の効果を奏する。
【0044】
請求項5の発明は、請求項3の発明において、絶縁性を有したテープを2次線の表面に貼着することを特徴とし、請求項3と同様の効果を奏する。
【0045】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、トランスの昇圧比と2次線に対する1次線の巻回位置及び巻回幅との対応関係を示すデータベースを予め作成しておき、このデータベースを参照することで2次線に対する1次線の巻回位置及び巻回幅を決定することを特徴とし、昇圧比をさらに正確に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例1におけるトランスの平面図である。
【図2】同上の説明図である。
【図3】同上の説明図である。
【図4】実施形態1におけるトランスの平面図である。
【図5】参考例2におけるトランスの平面図である。
【図6】実施形態2を説明するためのフローチャートである。
【図7】実施形態3におけるトランスの平面図である。
【符号の説明】
1 トランス
2 磁芯
3 1次線
4 2次線
Claims (6)
- 棒状の磁芯の周りに軸方向に沿って2次線を巻回し、さらに2次線の周りに磁芯の軸方向に沿って1次線を巻回してなるトランスの製造方法において、2次線に対して磁芯の軸方向に沿って移動自在に1次線を巻回し、1次線を磁芯の軸方向に沿って移動させることで1次線の巻回幅を変化させずに2次線に対する1次線の巻回位置を変化させることを特徴とするトランスの製造方法。
- 着脱自在の仮固定手段にて1次線及び2次線を仮固定した後に昇圧比を計測し、その計測値と所望の昇圧比との差に応じて巻回位置を変化させることを特徴とする請求項1記載のトランスの製造方法。
- 2次線の表面を平滑にすることを特徴とする請求項1又は2記載のトランスの製造方法。
- 合成樹脂で2次線の表面をコーティングすることを特徴とする請求項3記載のトランスの製造方法。
- 絶縁性を有したテープを2次線の表面に貼着することを特徴とする請求項3記載のトランスの製造方法。
- トランスの昇圧比と2次線に対する1次線の巻回位置及び巻回幅との対応関係を示すデータベースを予め作成しておき、このデータベースを参照することで2次線に対する1次線の巻回位置を決定することを特徴とする請求項1記載のトランスの製造方法。
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