JP5234033B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力電圧を昇圧又は降圧して出力するトランス及びこれを搭載した電源装置に関する。

一次コイル及び二次コイルと、上記一次コイルへの通電によって発生する磁界の磁路を構成するコアと、上記一次コイル及び上記二次コイルを保持するボビンとを有するトランスがある。かかるトランスは、例えば、電源装置に搭載され、上記一次コイルにおける巻回部から引き出された一対のコイル端子部が、電源と電気的に接続されたバスバーのバスバー端子部に接続される（特許文献１）。

特許第３３３４６２０号公報

しかしながら、上記コイル端子部は、上記巻回部のスプリングバック等によって、その位置が変動してしまい、設計通りの位置から大きくずれてしまうことがある。この場合、トランスを電源装置に組み付ける前に、コイル端子部を設計通りの位置に修正する作業が必要になり、生産効率が低下するおそれがある。

これに対して、コイル端子部の接続先である上記バスバー端子部の幅を大きくしておいて、コイル端子部の位置公差を大きくすることも考えられるが、この場合には、上記接続端子の大型化に伴って、電源装置の設計自由度が小さくなると共に、電源装置の小型化が困難となるおそれがある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、コイル端子部の位置ずれを防止することができるトランスを搭載した電源装置を提供しようとするものである。

本発明は、互いに絶縁された状態で配置された一次コイル及び二次コイルと、上記一次コイルへの通電によって発生する磁界の磁路を構成するコアと、上記一次コイル及び上記二次コイルを保持するボビンとを有するトランスを搭載してなる電源装置であって、
上記一次コイルは、上記ボビンに巻回された環状の巻回部と、該巻回部から巻回軸方向に直交する方向に突出した一対のコイル端子部とを有し、
上記ボビンは、上記コイル端子部の突出方向及び上記巻回軸方向に直交する横方向への上記一対のコイル端子部の位置ずれを規制する端子位置決め部を設けてなり、
上記一対のコイル端子部は、上記端子位置決め部に保持されており、
該端子位置決め部は、上記巻回軸方向への上記コイル端子部の位置ずれをも規制するよう構成され、
上記コイル端子部は、電源と電気的に接続されたバスバーにおけるバスバー端子部に接続され、
また、該バスバー端子部を固定すると共に上記コイル端子部を載置して上記バスバー端子部に接続するための端子台が設けてあり、
該端子台は、上記横方向の上記一対のコイル端子部の位置決めを行う端子位置決めガイドを設けてなり、上記一対のコイル端子部は、上記端子位置決めガイド内に配置されており、
上記端子位置決めガイドは、上記コイル端子部を上記横方向から保持する保持部を有し、
上記端子位置決め部は、上記コイル端子部を係合する係合部を有し、
上記端子位置決めガイドの上記保持部と、上記端子位置決め部の上記係合部とは、上記コイル端子部に対する噛み合い方向が上記巻回軸方向において反対向きであることを特徴とする電源装置にある（請求項１）。

上記本発明においては、上記ボビンが上記端子位置決め部を設けてなり、該端子位置決め部に上記一対のコイル端子部が保持されている。これにより、コイル端子部は、突出方向及び上記巻回軸方向に直交する横方向へ位置ずれすることがない。すなわち、仮に上記端子位置決め部が存在しないと、例えば上記巻回部のスプリングバック等に起因してコイル端子部上記横方向へずれてしまうことがあるが、上記ボビンに上記端子位置決め部を設けることによって、コイル端子部の位置ずれを防止することができる。その結果、トランスを電源装置に組み付ける前に、コイル端子部の位置を修正する作業が不要になり、生産効率を向上させることができる。

以上のごとく、本発明によれば、コイル端子部の位置ずれを防止することができるトランスを搭載した電源装置を提供することができる。

本発明にかかる電源装置は、上記トランスを搭載してなる。上記のごとく、上記トランスは、上記コイル端子部の位置ずれを防止することができるため、トランスを電源装置に組み込む際に、コイル端子部の位置が上記バスバー端子部からずれることを防ぐことができる。その結果、コイル端子部をバスバー端子部に容易かつ確実に接続することができる。
また、このように、コイル端子部の位置を正確に決めることができるため、上記バスバー端子部の幅を小さくすることも可能となる。その結果、電源装置の設計自由度が高くなると共に、電源装置の小型化も容易となる。

実施例における、トランスの斜視図。 実施例における、ボビンとこれに保持された一対の一次コイル及び二次コイルの斜視図。 図２のＡ−Ａ線矢視断面説明図。 実施例における、端子位置決め部付近の斜視図。 図４のＢ−Ｂ線矢視断面図。 実施例における、接続前のトランスと端子台との斜視図。 実施例における、トランスとそのコイル端子を接続した端子台との斜視図。 図７のＣ−Ｃ線矢視断面図。 実施例における、電源装置の平面図。

本発明において、上記端子位置決め部は、上記巻回軸方向への上記コイル端子部の位置ずれをも規制するよう構成されている。
これにより、上記横方向のみならず、上記巻回軸方向にも、上記コイル端子部の位置ずれを規制することができ、コイル端子部を固定することができる。コイル端子部の位置ずれの主な原因は、上述した上記巻回部におけるスプリングバックにあると考えられるため、上記横方向のずれを規制すれば、上記コイル端子部の大きな位置ずれを防ぐことが可能である。しかし、巻回軸方向へのずれも生じ得るし、コイル端子部が巻回軸方向へ少しずれて端子位置決め部から外れてしまうと、結局上記横方向にコイル端子部が大きくずれてしまうことも考えられる。
それゆえ、上記端子位置決め部が上記巻回軸方向への上記コイル端子部の位置ずれをも規制することによって、コイル端子部を一層正確に位置決めすることができる。

また、上記電源装置は、上記バスバー端子部を固定すると共に上記コイル端子部を載置して上記バスバー端子部に接続するための端子台を設けてなり、該端子台は、上記横方向の上記一対のコイル端子部の位置決めを行う端子位置決めガイドを設けてなり、上記一対のコイル端子部は、上記端子位置決めガイド内に配置されている。
これにより、上記コイル端子部を、上記バスバー端子部に対して一層容易かつ正確に接続することができる。すなわち、上記バスバー端子部を載置する端子台に上記端子位置決めガイドを設けたことによって、上記コイル端子部がたとえ設計通りの位置から多少ずれていたとしても、コイル端子部の位置がガイドに沿って自動的に補正されて、トランスが電源装置に組み付けられることになる。それゆえ、一層確実にコイル端子部をバスバー端子部に接続することができる。
また、バスバー端子部に対するコイル端子部の位置をより正確に決めることができるため、バスバー端子部の幅を一層小さくすることも可能となる。その結果、電源装置の設計自由度がより向上すると共に、電源装置の小型化もより容易となる。

また、上記端子位置決めガイドは、上記コイル端子部を上記横方向から保持する保持部と、該保持部から上記巻回軸方向へ向かって拡開する拡開開口部とを有することが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記コイル端子部を上記端子位置決めガイドに配置するに当たって、上記拡開開口部によってコイル端子部を上記保持部へ導くことができ、該保持部に配置された上記コイル端子部は、横方向に正確に位置決めされることとなる。すなわち、上記コイル端子部を上記端子位置決めガイドに容易に装着することができると共に正確な位置決めが可能となる。

本発明の実施例にかかるトランス及びこれを搭載した電源装置につき、図１〜図９を用いて説明する。
本例のトランス１は、図１〜図３に示すごとく、互いに絶縁された状態で配置された一次コイル１０及び二次コイル２０と、一次コイル１０への通電によって発生する磁界の磁路を構成するコア３と、一次コイル１０及び二次コイル２０を保持するボビン４とを有する。

一次コイル１０は、ボビン４に巻回された環状の巻回部１１と、該巻回部１１から巻回軸方向Ｚに直交する方向に突出した一対のコイル端子部１２とを有する。
ボビン４は、コイル端子部１２の突出方向Ｘ及び巻回軸方向Ｚに直交する横方向Ｙへの一対のコイル端子部１２の位置ずれを規制する端子位置決め部５を設けてなる。
一対のコイル端子部１２は、端子位置決め部５に保持されている。

一次コイル１０は、外周面に絶縁被膜（図示略）を形成した導体線を巻回して上記巻回部１１を構成すると共に、導体線の両端を巻回部１１の外方へ突出させて一対のコイル端子部１２を構成している。一方、二次コイル２０は、導体板を略円環の一部が切り欠かれた略Ｃ字状に形成してなる（図示略）。切欠部において対向する一対の端部からは一対の端子２２１、２２２が外方へ引き出され、切欠部の反対側からは他の一つの端子２２３が外方へ引き出されている。

トランス１は、一次コイル１０を２個有する。すなわち、図３に示すごとく、一次コイル１０は、二次コイル２０を両面から挟持するように２個配されている。そして、２個の一次コイル１０は、いずれも一対のコイル端子１２を有し、これら二対のコイル端子１２は、互いに平行に突出形成されている（図１、図２、図４）。

図３に示すごとく、ボビン４は、第１ボビン４０１と第２ボビン４０２とを巻回軸方向Ｚに重ねて連結してなる。すなわち、第１ボビン４０１と第２ボビン４０２とは、個別に成形された樹脂成形体からなり、これらを結合して一つのボビン４を構成している。
そして、第１ボビン４０１は、二次コイル２０を内部に埋設してなると共に、一次コイル１０を巻回するための外周溝部４１と巻回軸方向Ｚに貫通する貫通空間４２とを有する。

外周溝部４１には、１次コイル１０の巻回部１１が配置されている。
また、第２ボビン４０２は、一次コイル１０を巻回するための外周溝部４１と巻回軸方向Ｚに貫通する貫通空間４２とを有する。
第２ボビン４０２の貫通空間４２は、第１ボビン４０１の貫通空間４２と同形状であり、両者は巻回軸方向Ｚに連続している。

貫通空間４２は、図２に示すごとく、ボビン４の内壁を繋ぐように形成された架設部４３によって２つに分割されている。この２つに分割された貫通空間４２に、それぞれコア３の一部が挿入されている。

図４、図５に示すごとく、端子位置決め部５は、上記二対のコイル端子１２を係合する係合部５１を４個設けてなる。該係合部５１は、端子位置決め部５の本体部５０から突出した一対の突起部５２の間に形成されている。端子位置決め部５は、巻回軸方向Ｚへのコイル端子部１２の位置ずれをも規制するよう構成されている。すなわち、各突起部５２はその先端部付近を根元部付近よりも若干幅を大きくしてなり、各係合部５１は、開口幅が若干狭くなっている。これにより、端子位置決め部５は、コイル端子１２を上記巻回軸方向Ｚに外れないように保持している。つまり、端子位置決め部５は、突出方向Ｘに直交するすべての方向について、コイル端子部１２を位置決めしている。

また、端子位置決め部５は、ボビン４と同様に樹脂成形体によって構成されており、各突起部５２は弾性変形できる。それゆえ、端子位置決め部５における係合部５１にコイル端子１２を係合させる際に、係合部５１の両側の突起部５２が若干弾性変形する。

トランス１は、図９に示すごとく、電源装置６に搭載される。そして、上記コイル端子部１２は、電源と電気的に接続されたバスバーにおけるバスバー端子部６１に接続されている。
電源装置６は、バスバー端子部６１を固定すると共にコイル端子部１２を載置してバスバー端子部６１に接続するための端子台６２を設けてなる（図６、図７参照）。端子台６２は、図６〜図８に示すごとく、横方向Ｙのコイル端子部１２の位置決めを行う端子位置決めガイド６３を設けてなる。二対のコイル端子部１２は、端子位置決めガイド６３内に配置されている。

端子位置決めガイド６３は、コイル端子部１２を横方向Ｙから保持する保持部６３１と、該保持部６３１から巻回軸方向Ｚへ向かって拡開する拡開開口部６３２とを有する。
バスバー端子部６１は、端子位置決めガイド６３における保持部６３１の底部に配置されていると共に、端子位置決めガイド６３に対してトランス１と反対側へ向かって延びるように端子台６２上に載置固定されている。そして、バスバー端子部６１は、互いに平行に４本配置されている。

トランス１を電源装置６に組み付けるに当たっては、図６、図７に示すごとく、トランス１における４本のコイル端子部１２を、電源装置６における端子台６２に設けた端子位置決めガイド６３に沿わせながら、４個のバスバー端子部６１にそれぞれ接触させる。このとき、各コイル端子部１２は、端子位置決めガイド６３における拡開開口部６３２のテーパ面によって保持部６３１に導かれる。
そして、各端子部１２と各バスバー端子部６１とを、端子位置決めガイド６３に対して端子位置決め部５と反対側において、互いに溶接する。これによって、トランス１の一次コイル１０とバスバーとを接続する。

電源装置６は、上記端子台６２を有すると共にバスバーを樹脂モールドしてなるバスバーアッセンブリ６４を有する。すなわちバスバーアッセンブリ６４は端子台６１と共に一体成形されている。バスバーアッセンブリ６４には、電源と接続される入力端子６４１が形成されている。また、トランス１の一次コイル１０と電源との間にはスイッチング素子６５が接続されており、該スイッチング素子６５のスイッチング制御を行うための制御回路等が形成された配線基板６６が電源装置６に搭載されている。また、電源装置６の出力端子６７１とトランス１の二次コイル２０の端子２２３との間には、出力電圧からノイズを除去するための出力フィルタ６７２が接続されている。また、二次コイル２０の端子２２１、２２２は、整流素子６８を介して接地されている。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記トランス１においては、ボビン４が端子位置決め部５を設けてなり、該端子位置決め部５に４本のコイル端子部１２が保持されている。これにより、コイル端子部１２は、横方向Ｙ（図１、図２、図４、図５参照）へ位置ずれすることがない。すなわち、仮に端子位置決め部５が存在しないと、例えば巻回部１１のスプリングバック等に起因してコイル端子部１２が横方向Ｙへずれてしまうことがあるが、ボビン４に端子位置決め部５を設けることによって、コイル端子部１２の位置ずれを防止することができる。その結果、トランス１を電源装置６に組み付ける前に、コイル端子部１２の位置を修正する作業が不要になる。つまり、このようなコイル端子部１２の位置修正作業を行わなくても、図６、図７に示すごとく、トランス１を電源装置６に組み付ける際に、コイル端子部１２を相手側の接続端子（バスバー端子６１）に容易かつ確実に接続することができる。

また、端子位置決め部５は、巻回軸方向Ｚへのコイル端子部１２の位置ずれをも規制するよう構成されている。それゆえ、横方向Ｙのみならず巻回軸方向Ｚにも、コイル端子部１２の位置ずれを規制することができ、コイル端子部１２を固定することができる。コイル端子部１２の位置ずれの主な原因は、上述した巻回部１１におけるスプリングバックにあると考えられるため、横方向Ｙのずれを規制すれば、コイル端子部１２の大きな位置ずれを防ぐことが可能である。しかし、巻回軸方向Ｚへのずれも生じ得るし、コイル端子部１２が巻回軸方向Ｚへ少しずれて端子位置決め部５から外れてしまうと、結局横方向Ｙにコイル端子部１２が大きくずれてしまうことも考えられる。
それゆえ、端子位置決め部５が巻回軸方向Ｚへのコイル端子部１２の位置ずれをも規制することによって、コイル端子部１２を一層正確に位置決めすることができる。

また、このように、コイル端子部１２の位置を正確に決めることができるため、バスバー端子部６１の幅を小さくすることも可能となる。その結果、電源装置６の設計自由度が高くなると共に、電源装置６の小型化も容易となる。

また、電源装置６に設けた端子台６２は端子位置決めガイド６３を設けてなり、コイル端子部１２は、端子位置決めガイド６３内に配置されている。そのため、コイル端子部１２を、バスバー端子部６１に対して一層容易かつ正確に接続することができる。すなわち、バスバー端子部６１を載置する端子台６２に端子位置決めガイド６３を設けたことによって、コイル端子部１２がたとえ設計通りの位置から多少ずれていたとしても、コイル端子部１２の位置がガイド６３に沿って自動的に補正されて、トランス１が電源装置６に組み付けられることになる。それゆえ、一層確実にコイル端子部１２をバスバー端子部６１に接続することができる。
また、バスバー端子部６１に対するコイル端子部１２の位置をより正確に決めることができるため、バスバー端子部６１の幅を一層小さくすることも可能となる。その結果、電源装置６の設計自由度がより向上すると共に、電源装置６の小型化もより容易となる。

また、図８に示すごとく、端子位置決めガイド６３は保持部６３１と拡開開口部６３２とを有する。それゆえ、コイル端子部１２を端子位置決めガイド６３に配置するに当たって、拡開開口部６３２によってコイル端子部１２を保持部６３１へ導くことができ、該保持部６３１に配置されたコイル端子部１２は、横方向Ｙに正確に位置決めされることとなる。すなわち、コイル端子部１２を端子位置決めガイド６３に容易に装着することができると共に正確な位置決めが可能となる。

以上のごとく、本例によれば、コイル端子部の位置ずれを防止することができるトランス及びこれを搭載した電源装置を提供することができる。

上記実施例においては、一次コイル１０を２個有するトランス１の例を示したが、一次コイル１０の数は特に限定されるものではなく、例えば１個とすることもできる。

１ トランス
１０ 一次コイル
１１ 巻回部
１２ コイル端子部
２０ 二次コイル
３ コア
４ ボビン
５ 端子位置決め部
６ 電源装置
６１ バスバー端子部
６２ 端子台
６３ 端子位置決めガイド

Claims (2)

1. 互いに絶縁された状態で配置された一次コイル及び二次コイルと、上記一次コイルへの通電によって発生する磁界の磁路を構成するコアと、上記一次コイル及び上記二次コイルを保持するボビンとを有するトランスを搭載してなる電源装置であって、
   上記一次コイルは、上記ボビンに巻回された環状の巻回部と、該巻回部から巻回軸方向に直交する方向に突出した一対のコイル端子部とを有し、
   上記ボビンは、上記コイル端子部の突出方向及び上記巻回軸方向に直交する横方向への上記一対のコイル端子部の位置ずれを規制する端子位置決め部を設けてなり、
   上記一対のコイル端子部は、上記端子位置決め部に保持されており、
   該端子位置決め部は、上記巻回軸方向への上記コイル端子部の位置ずれをも規制するよう構成され、
   上記コイル端子部は、電源と電気的に接続されたバスバーにおけるバスバー端子部に接続され、
   また、該バスバー端子部を固定すると共に上記コイル端子部を載置して上記バスバー端子部に接続するための端子台が設けてあり、
   該端子台は、上記横方向の上記一対のコイル端子部の位置決めを行う端子位置決めガイドを設けてなり、上記一対のコイル端子部は、上記端子位置決めガイド内に配置されており、
   上記端子位置決めガイドは、上記コイル端子部を上記横方向から保持する保持部を有し、
   上記端子位置決め部は、上記コイル端子部を係合する係合部を有し、
   上記端子位置決めガイドの上記保持部と、上記端子位置決め部の上記係合部とは、上記コイル端子部に対する噛み合い方向が上記巻回軸方向において反対向きであることを特徴とする電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置において、上記端子位置決めガイドは、上記コイル端子部を上記横方向から保持する保持部と、該保持部から上記巻回軸方向へ向かって拡開する拡開開口部とを有することを特徴とする電源装置。

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