JP4973230B2

JP4973230B2 - トランス

Info

Publication number: JP4973230B2
Application number: JP2007038994A
Authority: JP
Inventors: 亘田畑; 千秋立岡; 司鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-02-20
Also published as: JP2008205153A

Description

本発明は各種電子機器に使用されるトランスに関するものである。

トランスは各種電子機器、通信機器に多く使用されており、特にディスプレイ用電源回路等に用いられる共振トランスの用途においては、薄型化と共に放熱性の良さが要求されている。

ここで従来のトランスの分解斜視図を図１１に、断面図を図１２に示す。第１の巻線１を巻回した第１の巻線溝２と、第２の巻線３を巻回した第２の巻線溝４とを外周に設け、貫通孔５を有したボビン６を備えている。そして磁心７の磁脚８をボビン６の貫通孔５の両側からそれぞれ挿入し、磁気ギャップ９を隔て磁脚８を対向させて配置することで、トランス１０を構成していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
特開２０００−３５７６１７号公報

従来のトランスにおいては、第１の巻線１および第２の巻線３で発生した熱は、第１の巻線１および第２の巻線３の外周部に相当する露出部から放出されるものが大きな割合を占めていた。

しかしながら、第１の巻線１および第２の巻線３を発熱させる要因である漏れ磁束（図示せず）は、主に磁気ギャップ９や磁脚８の近傍、特に磁気ギャップ９の近傍において発生するため、第１の巻線１および第２の巻線３の磁脚８側である内周側での発熱量が大きいものであった。

そのため、従来のトランスは、発熱量の大きい内周側で発生した熱を放出し難く、放熱性が低いものであった。

そこで本発明は、放熱特性を向上させることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために、外周に複数の巻線溝と通気溝とを設け、貫通孔を有したボビンと、前記巻線溝に巻回した第１、第２の巻線と、前記貫通孔に挿入した磁心とを備え、前記通気溝は前記巻線溝に対し前記ボビン端部側に配置し、前記通気溝と前記巻線溝を隔てる隔壁には、この隔壁の屹立方向にスリットを設け、かつ、前記巻線溝の底面に前記貫通孔の軸方向に走向させた底面溝を設け、この底面溝と前記スリットと前記通気溝とを連結させたことを特徴としたものである。

本発明によれば、ボビン外周の巻線溝を隔てる隔壁にスリットを設け、かつ、巻線溝の底面に貫通孔の軸方向に走向させた底面溝を設け、この底面溝とスリットと通気溝とを連結させたことによって、放熱特性が向上するものである。

以下、本発明の一実施形態におけるトランスを、図面を用いて説明する。図１に示す如く、第１の巻線１１を巻回した第１の巻線溝１２と、第２の巻線１３を巻回した第２の巻線溝１４とを外周に備え、貫通孔１５を有したボビン１６を設ける。そして磁心１７の磁脚１８をボビン１６の貫通孔１５の両側からそれぞれ挿入し、図２に示す如く磁気ギャップ１９を隔て対向させて配置することで、図１に示すトランス２０を構成していた。この図においては磁心１７をＥ字型磁心を組み合わせるものとしているが、コ字型磁心（図示せず）を組み合わせて、一方の磁脚（図示せず）を貫通孔１５に挿入しても構わない。

ここで、図２に示す第１の通気溝２１および第２の通気溝２２を、貫通孔１５の軸方向において、第１の巻線溝１２および第２の巻線溝１４に対しボビン１６の端部側に配置している。

そして、図１に示す第１の通気溝２１と第１の巻線溝１２とを隔てる隔壁２３、および第２の通気溝２２と第２の巻線溝１４とを隔てる隔壁２４にはスリット２５，２６を設けている。

また、スリット２５，２６は、通気溝２１，２２における断面図である図３に示す如く隔壁２３，２４の屹立方向に設けるのが、図１に示すボビン１６の成型における作業性や容易性を考慮した上で最も好ましい。

上記構成の本実施形態におけるトランスについて、以下その作用および効果を説明する。図２に示すように、トランスの動作時には磁心１７や、特に磁気ギャップ１９から漏洩する漏れ磁束により、第１の巻線１１および第２の巻線１３が発熱し易くなる。この発熱量は、漏れ磁束の多く存在する第１の巻線１１および第２の巻線１３の磁心１７側、即ち内周側において大きくなるものである。

そこで、図３に示すように隔壁２３，２４の屹立方向にスリット２５，２６を設けることにより、第１の巻線１１および第２の巻線１３の内周側が、図２に示す通気溝２１，２２側で部分的に露出することとなり、漏れ磁束に起因する発熱による熱を放出しやすくなる。

さらに、図２に示す第１の通気溝２１および第２の通気溝２２は貫通孔１５を軸とする周回方向に設けていて、通気溝２１，２２にはその周回方向に通気を妨げる障害がないため、第１の巻線１１および第２の巻線１３から放出された熱を流出させ易くすることとなる。

これらのことから、トランスの温度が過度に上昇することによるトランス自身の信頼性の低下や、この熱の放射に伴う周囲のデバイスに及ぼす悪影響を抑制することもできるものである。

ここで、図３におけるスリット２５，２６は隔壁２３，２４とほぼ同等の幅としたが、図４に示す如く隔壁２３，２４よりも、スリット２５，２６の幅の方が大きい状態となっても構わない。当然ながら、この状態は放熱性がより効果的に発揮できるものであり、隔壁２３，２４の強度が保てるものであれば、隔壁２３，２４は狭い幅であることに問題はない。

また、図５に示す如くスリット２５，２６の深さは深いほど放熱の効果は大きくなることから、スリット２５，２６の下部方向は巻線溝底面２７まで達するものがより望ましい。

これは、先にも述べたように第１の巻線１１および第２の巻線１３は、より内周側で発熱量が大きくなることから、最も発熱量の大きくなる最内周側まで、第１の巻線１１および第２の巻線１３を露出させることで放熱効果を大きくするものである。よってスリット２５，２６の深さは深ければ深いほど放熱の効果が大きくなるものである。

さらに、巻線溝底面２７を直線状とせずに、概ね貫通孔１５の周回方向の波状にすることや、あるいは巻線溝底面２７に貫通孔１５の軸方向に底部溝（図示せず）を設け、スリット２５，２６の巻線溝底面２７に連結するのもよい。これにより、第１の巻線１１および第２の巻線１３の最内周側の放熱効果をより大きくすることができる。

また、図２に示すように、第１の巻線１１と第２の巻線１３との間には、これらを隔てる中間隔壁２８を設け、さらにこの中間隔壁２８の頂部には貫通孔１５を軸として周回する方向に隔壁溝２９を設けることにより、放熱の効果を持たせるのもよい。第１の巻線１１と第２の巻線１３との間に、それらを隔てる何らかを備えることは絶縁性の確保等の観点から通常に行われるものであるが、中間隔壁２８が位置する部位は第１の巻線１１と第２の巻線１３とから発せられる熱が集中し易い部分でもある。

よって、中間隔壁２８の頂部に隔壁溝２９を設けることにより中間隔壁２８の表面積を大きくし、加えて通気性を良くすることにより、放熱性を向上させることが可能となる。

また図６に示す如く、第１の巻線１１と第２の巻線１３との間には、これらを隔てる２つ以上の中間隔壁３０を設け、複数の中間隔壁３０の間には絶縁溝３１を設けることにより、上記の放熱の効果を更に向上させることが可能となる。これは、中間隔壁３０が複数となることにより、中間隔壁３０の表面積を非常に大きく得ることが可能となるため、放熱の効果が向上するものである。

ここで、図１に示す第１の巻線１１および第２の巻線１３と磁心１７との絶縁性を高める対策としてボビン１６と磁心１７は図７に示す如く、ケース３２を介して組み合わせる方法がある。

この場合、ケース３２に開口部３３を設けることにより放熱性を向上させることは一般的であるが、放熱性を向上させる手段として図２に示す中間隔壁２８の隔壁溝２９に対し、図８に示す如く嵌合状態とする凸部３４をケース３２の内面側に設ける。そして、隔壁溝２９と凸部３４とを少なくともそれらの一部において密着状態とし、嵌合することにより第１の巻線１１および第２の巻線１３から発せられた熱は、中間隔壁２８から凸部３４へ、そして凸部３４からケース３２へと熱の伝導が行われ易くなる。

その結果、ケース３２を備えた場合においても放熱性を間接的な形態で確保することができるものである。

この隔壁溝２９と凸部３４とを少なくともそれらの一部において密着状態とし、嵌合することは上記の効果を得ると同時に、第１の巻線１１と第２の巻線１３との沿面距離を長くし、耐電圧に対する効果を有するものでもある。

ケース３２を介して組み合わせる方法としては、図６に示す複数の中間隔壁３０の間の絶縁溝３１に対し、図９に示す如く嵌合する凸部３５をケース３２の内面側に設ける。

そして、絶縁溝３１と凸部３５とを少なくともそれらの一部において密着状態とし、嵌合することにより第１の巻線１１および第２の巻線１３から発せられた熱は、中間隔壁３０から凸部３５へ、そして凸部３５からケース３２へと熱の伝導が行われ易くなる。

この絶縁溝３１と凸部３５とを少なくともそれらの一部において密着状態とし、嵌合することは上記の効果を得ると同時に、第１の巻線１１と第２の巻線１３との沿面距離を長くし、耐電圧に対する効果を有するものでもある。しかもこの場合、絶縁溝３１は第１の巻線１１と第２の巻線１３との配置を離れた状態にすることで十分な幅を得ることも可能であるので、中間隔壁３０の幅を十分に確保できる関係で凸部３５のＤ寸法（図９）を大きくすることも可能となる。この結果、絶縁溝３１と凸部３５とを少なくともそれらの一部において密着状態とできる領域も大きくすることが可能となるので、より熱の伝導が行われ易くなり、的確に放熱性を間接的な形態で確保することができるものである。

さらに図１０に示す如く、３つの中間隔壁３０を設けることで上記の場合と同様の経路により第１の巻線１１および第２の巻線１３から発せられた熱は、ケース３２へと熱の伝導が行われ易くなる。その結果、放熱性の間接的な形態での確保が一段と容易となるものである。当然ながら、第１の巻線１１と第２の巻線１３との沿面距離を長くし、耐電圧に対する効果を有するものでもある。

本発明のトランスは、放熱性を良くすることによりトランスおよび周囲のデバイスの温度上昇を抑制する効果を有し、トランスを使用の各種電子回路において有用である。

本発明のトランスの一実施形態を示す分解斜視図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸方向の断面図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸と垂直方向の断面図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸と垂直方向の断面図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸と垂直方向の断面図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸方向の拡大断面図本発明のトランスの一実施形態を示す斜視図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸と垂直方向の拡大断面図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸と垂直方向の拡大断面図本発明のトランスの一実施形態を示す貫通孔の軸と垂直方向の断面図従来のトランスの分解斜視図従来のトランスの断面図

符号の説明

１１第１の巻線
１２第１の巻線溝
１３第２の巻線
１４第２の巻線溝
１５貫通孔
１６ボビン
１７磁心
１８磁脚
２１第１の通気溝
２２第２の通気溝
２３，２４隔壁
２５，２６スリット

Claims

外周に複数の巻線溝と通気溝とを設け、貫通孔を有したボビンと、
前記巻線溝に巻回した第１、第２の巻線と、
前記貫通孔に挿入した磁心とを備え、
前記通気溝は前記巻線溝に対し前記ボビン端部側に配置し、
前記通気溝と前記巻線溝を隔てる隔壁には、
この隔壁の屹立方向にスリットを設け、
かつ、前記巻線溝の底面に前記貫通孔の軸方向に走向させた底面溝を設け、
この底面溝と前記スリットと前記通気溝とを連結させた
トランス。