JP5821937B2 - トランスおよびトランス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一次巻線、二次巻線およびコアを有するトランス、およびそのトランスを製造するトランス製造方法に関するものである。

この種のトランスとして、特開２０００−２９４４２８号公報に開示されたトランスが知られている。このトランスは、トランスコア、ボビン、一次巻線および二次巻線を備えて構成されている。ボビンは、両端に端板を有して構成され、端板の下部には、プリント基板上に支持するためのブロック状の基台部が一体に形成されている。また、この基台部の下端にはリードピンが設けられている。また、ボビンの各端板の間には、一次巻線と二次巻線を仕切る仕切板が設けられている。この場合、プリント基板における仕切板の対向部位にはスリットを形成されており、このスリットに仕切板を通してプリント基板の下方に仕切板を突き出させるようにしてプリント基板上にトランスが実装される。このため、このトランスでは、仕切板を大きく形成することができ、一次巻線と二次巻線との間に比較的長い絶縁距離（仕切板の表面の沿面距離）を確保することが可能となっている。また、このトランスでは、ボビンの二次巻線側に設けている基台部の外側面に凹凸面が形成されているため、基台部の上部に位置するトランスコアと基台部の下端に設けられているリードピンとの間に比較的長い絶縁距離（凹凸面の沿面距離）を確保することが可能となっている。

特開２０００−２９４４２８号公報（第３頁、第１図）

ところが、従来のトランスには、解決すべき以下の課題がある。すなわち、従来のトランスでは、基台部の外側面に凹凸面を形成することで、トランスコアとリードピンとの間の絶縁距離の確保を図っている。しかしながら、トランス全体を小型化しようとしたときには、基台部も小型化する必要があり、基台部の外側面に凹凸面を形成したとしても、安全規格に適合する絶縁距離（凹凸面の沿面距離）を確保することが困難となるおそれがある。この場合、トランスコアとリードピンとの間に絶縁シート（絶縁テープ）を配設する（トランスコアや基台部を絶縁シートで覆う）ことによって絶縁距離を確保する方法が考えられる。しかしながら、上記のトランスでは、リードピンが基台部に予め固定されているため、この方法を採用するときには、トランスコアとリードピンとの間の狭い隙間に絶縁シートを配設する煩雑な作業を行わなければならず、製造効率が低下するという課題が生ずる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、十分な絶縁性を有しかつ製造効率を向上し得るトランスおよびトランス製造方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく本発明に係るトランスは、一次巻線、二次巻線およびコアを有するトランス本体と、前記一次巻線を構成する第１被覆導線が接続される第１端子が配設された第１の端子部と、前記二次巻線を構成する第２被覆導線が接続される第２端子が配設された第２の端子部とを備え、前記トランス本体は、前記一次巻線、前記二次巻線および前記コアを収容するケース部を備え、前記各端子部の少なくとも一方は、前記トランス本体とは別体に形成され、前記ケース部における前記少なくとも一方の端子部が装着される被装着位置を覆って当該端子部と前記コアとの間に位置するように絶縁性を有するシート体が配設され、前記少なくとも一方の端子部は、前記シート体を挟んだ状態で前記ケース部の前記被装着位置に装着可能に構成されている。

また、本発明に係るトランスは、前記各端子部のいずれか一方が前記トランス本体とは別体に形成されて前記ケース部の前記被装着位置に装着可能に構成され、前記各端子部の他方は前記トランス本体に固定されている。

また、本発明に係るトランスは、前記他方の端子部は、前記ケース部に固定されている。

また、本発明に係るトランス製造方法は、一次巻線、二次巻線、コア、並びに当該一次巻線、当該二次巻線および当該コアを収容するケース部を有するトランス本体と、前記一次巻線を構成する第１被覆導線が接続される第１端子が配設された第１の端子部と、前記二次巻線を構成する第２被覆導線が接続される第２端子が配設された第２の端子部とを備え、前記トランス本体とは別体に形成された前記各端子部の少なくとも一方が当該トランス本体に装着可能に構成されたトランスを製造するトランス製造方法であって、前記ケース部における前記少なくとも一方の端子部が装着される被装着位置を覆って当該端子部と前記コアとの間に位置するように絶縁性を有するシート体を配設し、その後に、前記シート体を挟んだ状態で前記少なくとも一方の端子部を前記ケース部の前記被装着位置に装着して前記トランスを製造する。

本発明に係るトランス、およびトランス製造方法では、第１の端子部および第２の端子部の少なくとも一方を、トランス本体とは別体に形成してトランス本体におけるケース部の被装着位置に装着可能に構成し、被装着位置を覆ってその端子部とコアとの間に位置するようにシート体を配設し、その後に、シート体を挟んだ状態でその端子部をケース部の被装着位置に装着する。このため、このトランスおよびトランス製造方法によれば、その端子部を装着していない状態のトランス本体における端子部が装着される被装着位置やコアの配置位置を含む領域を包むようにしてシート体を配設することができる結果、第１の端子部や第２の端子部とトランス本体とが一体に形成されている構成と比較して、シート体の配設作業を容易に行うことができる分、製造効率を十分に向上させることができる。

また、本発明に係るトランスでは、第１の端子部および第２の端子部のいずれか一方だけがトランス本体とは別体に形成されてトランス本体に装着可能に構成され、各端子部の他方がトランス本体に固定されている。このため、このトランスによれば、第１の端子部および第２の端子部の双方をトランス本体とは別体に形成してトランス本体に装着する構成と比較して、構造を簡略化することができる。また、製造工程において、端子部を装着する作業が１回で済むため、製造効率をさらに向上させることができる。

また、本発明に係るトランスでは、そのケース部に他方の端子部が固定されている。このため、このトランスによれば、一次巻線、二次巻線およびコアを収容する機能を有するケース部と他方の端子部とを別体に形成する構成と比較して、別体にしたその端子部をトランス本体（ケース部）に取り付ける必要がない分、製造効率を一層向上させることができる。

トランス１を端子部３側から見た斜視図である。 トランス１をトランス本体２の端子部４２側から見た斜視図である。 トランス１の分解斜視図である。 トランス製造方法を説明する第１の説明図である。 トランス製造方法を説明する第２の説明図である。 トランス製造方法を説明する第３の説明図である。 トランス製造方法を説明する第４の説明図である。 トランス製造方法を説明する第５の説明図である。 トランス製造方法を説明する第６の説明図である。 トランス製造方法を説明する第７の説明図である。

以下、トランスおよびトランス製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。最初に、「トランス」の一例としてのトランス１の構成について説明する。

図１，２に示すトランス１は、例えば、電源用の回路基板に実装されるトランスであって、トランス本体２、端子部３（第１の端子部）およびシート体４を備えて構成されている。

トランス本体２は、図３に示すように、ボビン１１、一次巻線１２ｐ、二次巻線１２ｓ、補助巻線１２ａ（以下、巻線１２ｐ，１２ｓ，１２ａを区別しないときには「巻線１２」ともいう）、第１コア１３ｐ、第２コア１３ｓ（以下、コア１３ｐ，１３ｓを区別しないときには「コア１３」ともいう）およびケース部１４を備えて構成されている。

ボビン１１は、図３に示すように、円筒体１１ａと、円筒体１１ａの両端部に設けられたフランジ１１ｂとを備えて構成されている。この場合、ボビン１１は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料を射出成形することによって円筒体１１ａとフランジ１１ｂとが一体に形成されている。このボビン１１は、一次巻線１２ｐ、二次巻線１２ｓおよび補助巻線１２ａを形成する際に用いられる。

一次巻線１２ｐ、二次巻線１２ｓおよび補助巻線１２ａは、図３に示すように、ボビン１１の円筒体１１ａに、被覆導線２１ｐ（第１被覆導線）、被覆導線２１ｓ（第２被覆導線）、および被覆導線２１ａ（以下、被覆導線２１ｐ，２１ｓ，２１ａを区別しないときには「被覆導線２１」ともいう）を巻き付けることによってそれぞれ形成される。また、各巻線１２は、第１コア１３ｐの後述する円柱体３３が円筒体１１ａの内側に挿通されることで、円柱体３３を取り囲む状態となる。

また、図１に示すように、一次巻線１２ｐを構成する被覆導線２１ｐの先端部は、端子部３に配設されている端子１５（第１端子）に接続され、補助巻線１２ａを構成する被覆導線２１ａの先端部は、端子部３に配設されている端子１６に電気的に接続されている。また、図２に示すように、二次巻線１２ｓを構成する被覆導線２１ｓの先端部は、ケース部１４における後述する端子部４２（第２の端子部）に配設されている端子１７（第２端子）に接続されている。

また、この一次巻線１２ｐを構成する被覆導線２１ｐ、および補助巻線１２ａを構成する被覆導線２１ａには、一例として、３層絶縁電線（強化絶縁電線）が用いられている。また、二次巻線１２ｓを構成する被覆導線２１ｓには、ポリウレタン被覆導線（エナメル線）が用いられている。

第１コア１３ｐは、磁性材料で形成されている。また、第１コア１３ｐは、図３に示すように、板状の基体部３１の両端部に板状の側壁３２，３２が立設されると共に、基体部３１の中央部に円柱体３３が立設された形体（断面が「Ｅ」の文字をなす形状）に構成されている。第２コア１３ｓは、磁性材料によって形成され、同図に示すように、板状に構成されている。この場合、各コア１３は、図４に示すように、各巻線１２が巻回されたボビン１１の円筒体１１ａ（図３参照）の内側に第１コア１３ｐの円柱体３３（同図参照）が挿通された状態で、第１コア１３ｐにおける側壁３２の先端部および円柱体３３の先端部に第２コア１３ｓが当接するように配置される。なお、ボビン１１、各巻線１２および各コア１３のこの状態を、以下、「組立て状態」ともいう。

ケース部１４は、図５に示すように、組立て状態のボビン１１、各巻線１２、各コア１３を収容する（コア１３の周囲を取り囲むように配置される）。また、ケース部１４には、端子部３における後述する係合部５２を係合させて端子部３をケース部１４に装着させるための被係合部４１が形成されている。また、ケース部１４には、第２の端子部に相当する端子部４２が一体的に形成され、この端子部４２には、端子１７が配設されている。つまり、このトランス１では、「第１の端子部および第２の端子部の他方」に相当する第２の端子部としての端子部４２がトランス本体２を構成するケース部１４に固定されている。

端子部３は、図３に示すように、本体部５１および係合部５２を備えて、トランス本体２とは別体に形成されている。本体部５１には、端子１５および端子１６が配設されている。係合部５２は、本体部５１の各側部から突出するように形成されて、先端部がケース部１４に形成されている被係合部４１に係合可能に構成されている。この端子部３は、図１０に示すように、係合部５２の先端部をケース部１４の被係合部４１に係合させることによってケース部１４（トランス本体２）に装着することが可能に構成されている。なお、この例では、端子部３が第１の端子部に相当すると共に、「少なくとも一方の端子部」に相当する。

シート体４は、各コア１３と端子部３に配設されている端子１５，１６との間の絶縁距離が予め決められた規定距離以上となるようにするため（規定距離以上の絶縁距離を確保するため）の部材であって、図１，２に示すように、トランス本体２における端子部３（少なくとも一方の端子部）とコア１３との間に配設される。具体的には、シート体４は、トランス本体２における端子部３（少なくとも一方の端子部）の被装着位置（図１における左手前側（図２における右側）の側面Ａ１）、およびコア１３の配置位置（両図における上面Ａ２および下面Ａ３）を含む領域（以下、「配設領域Ｓ」ともいう）を覆うようにして配設される。この場合、シート体４は、一例として、高絶縁性を有する材料（例えば、ポリイミド）によって矩形（後述する折り曲げ前の状態において）に形成されている。

次に、トランス１の製造方法について、図面を参照して説明する。

まず、ボビン１１の円筒体１１ａに被覆導線２１ｐ，２１ｓ，２１ａを巻き付けて一次巻線１２ｐ、二次巻線１２ｓおよび補助巻線１２ａを形成する（図３参照）。この場合、巻き付け方法としては、被覆導線２１ｐ，２１ｓ，２１ａをまとめて（３本を同時に）巻き付ける方法や、被覆導線２１ｐ，２１ｓ，２１ａを１本ずつ順番に巻き付ける方法を採用することができる。また、ボビン１１の外周面における同じ領域に被覆導線２１ｐ，２１ｓ，２１ａを重ねるようにして巻き付ける方法や、ボビン１１の外周面を３つの領域に分割して分割領域毎に異なる被覆導線２１を巻き付ける方法を採用することができる。

次いで、図４に示すように、一次巻線１２ｐ、二次巻線１２ｓおよび補助巻線１２ａを巻回したボビン１１の円筒体１１ａ（図３参照）の内側に第１コア１３ｐの円柱体３３（同図参照）を挿通させ、続いて、第１コア１３ｐにおける第１コア１３ｐの側壁３２の先端部および円柱体３３の先端部に第２コア１３ｓを当接させる。次いで、図５に示すように、この状態（組立て状態）のボビン１１、各巻線１２および各コア１３をケース部１４に収容する。これにより、トランス本体２が構成される。

ここで、図５に示すように、二次巻線１２ｓを構成する被覆導線２１ｓが接続される端子１７とコア１３との間の絶縁距離が短いときには、端子１７とコア１３とが同電位と見なされる。この際には、一次巻線１２ｐを構成する被覆導線２１ｐが接続される端子１５（図１，２参照）とコア１３との間の絶縁距離を十分に長い規定距離以上となるようにする必要がある。このため、このトランス１では、トランス本体２における端子部３の被装着位置およびコア１３の配置位置を含む配設領域Ｓ（両図参照）を覆うようにしてシート体４を配設する。

具体的には、図６に示すように、まず、矩形のシート体４をトランス本体２の周囲（同図における下面、右側面および上面）に沿って配設して樋状に折り曲げる。

次いで、図７〜図９に示すように、トランス本体２の配設領域Ｓを包むようにして、樋状をなすシート体４の端部（各図における左手前側の端部）をトランス本体２（ケース部１４）の形状に合わせて折り込む。これにより、トランス本体２における端子部３の被装着位置（図９に示す側面Ａ１）並びにコア１３の配置位置（同図に示す上面Ａ２および下面Ａ３）を含む配設領域Ｓを覆うようにしてシート体４が配設される。

次いで、端子部３をトランス本体２のケース部１４に装着する。具体的には、図１０に示すように、端子部３の係合部５２をケース部１４の側部に沿って、同図における右奥側に押し込む。この際に、係合部５２の先端部がケース部１４に形成されている被係合部４１に対してシート体４を挟んで係合する。これにより、端子部３がトランス本体２に（両者の間にシート体４が介在した状態で）装着される。

この場合、端子部３とトランス本体２とが一体に形成されている構成（トランス本体２に端子１５が直接配設されている構成）では、コア１３と端子１５との間の狭い隙間にシート体４を配設する煩雑な作業を行う必要がある。これに対して、このトランス１では、上記したように、端子部３を装着していない状態のトランス本体２における配設領域Ｓを包むようにしてシート体４を配設することができる。このため、このトランス１では、シート体４の配設作業を容易に行うことができる分、製造効率を十分に向上させることが可能となっている。

続いて、図１に示すように、端子部３に配設されている端子１５に一次巻線１２ｐを構成する被覆導線２１ｐの先端部を電気的に接続する。具体的には、被覆導線２１ｐの先端部の絶縁層を剥がして導線を露出させ、その部分に接続用のスリーブ（リング）２２を接続する。次いで、スリーブ２２を端子１５に嵌合させて半田付けする。これにより、被覆導線２１ｐの先端部が端子１５に電気的に接続される。次いで、端子１５に対する被覆導線２１ｐの接続方法と同様にして、端子部３に配設されている端子１６に補助巻線１２ａを構成する被覆導線２１ａの先端部を電気的に接続する。

次いで、図２に示すように、上記した端子１５，１６に対する被覆導線２１ｐ，２１ａの接続方法と同様にして、ケース部１４の端子部４２に配設されている端子１７に二次巻線１２ｓを構成する被覆導線２１ｓの先端部を電気的に接続する。なお、スリーブ２２を用いることなく、絶縁層を剥がした各被覆導線２１の先端部を端子１５，１６，１７に直接半田付けして接続することもできる。以上により、トランス１が製造される。

このように、このトランス１およびトランス製造方法では、端子部３（端子部３および端子部４２の少なくとも一方）をトランス本体２とは別体に形成してトランス本体２に装着可能に構成し、端子部３とコア１３との間にシート体４を配設し、その後に、端子部３をトランス本体２に装着する。このため、このトランス１およびトランス製造方法によれば、端子部３を装着していない状態のトランス本体２における配設領域Ｓを包むようにしてシート体４を配設することができる結果、端子部３とトランス本体２とが一体に形成されている構成と比較して、シート体４の配設作業を容易に行うことができる分、製造効率を十分に向上させることができる。

また、このトランス１およびトランス製造方法では、端子部３および端子部４２の一方だけ（端子部３）をトランス本体２とは別体に形成してトランス本体２に装着可能に構成し、端子部３および端子部４２の他方（端子部４２）をトランス本体２に固定する。このため、このトランス１およびトランス製造方法によれば、端子部３および端子部４２の双方をトランス本体２とは別体に形成してトランス本体２に装着する構成と比較して、構造を簡略化することができる。また、製造工程において、端子部３を装着する作業が１回で済むため、製造効率をさらに向上させることができる。

また、このトランス１では、巻線１２を配置した状態のコア１３を収容するケース部１４を備えてトランス本体２が構成され、そのケース部１４に端子部４２が固定されている。このため、このトランス１によれば、巻線１２およびコア１３を収容する機能を有するケース部１４と端子部４２とを別体に形成する構成と比較して、別体にしたその端子部４２をトランス本体２（ケース部１４）に取り付ける必要がない分、製造効率を一層向上させることができる。

なお、「トランス」の構成は、上記のトランス１の構成に限定されない。例えば、第１の端子部に相当する端子部３だけをトランス本体２とは別体に形成してトランス本体２に装着可能に構成した例について上記したが、第２の端子部に相当する端子部４２と端子部３との双方をトランス本体２とは別体に形成してトランス本体２に装着可能とする構成を採用することもできる。また、第２端子に相当する端子１７とコア１３との間にのみ十分に長い絶縁距離を確保する必要があるときには、端子１７が配設された端子部４２（第２の端子部）だけをトランス本体２とは別体に形成してトランス本体２に装着可能として、端子部４２とコア１３との間にシート体４を配設する構成を採用することもできる。

また、補助巻線１２ａを備えた構成に適用した例について上記したが、補助巻線１２ａを備えていない構成に適用することもできる。

また、断面が「Ｅ」の文字をなす形状の第１コア１３ｐと、板状の第２コア１３ｓとを備えた例について上記したが、コアの形状は、これに限定されず、任意の形状のコアを採用することができる。一例として、断面が「Ｅ」の文字をなす形状のコアを２つ用いる構成を採用することができる。

また、ボビン１１を備えていない構成、つまりコア１３に被覆導線２１を直接巻き付けて巻線１２を形成する構成を採用することもできる。

また、一次巻線１２ｐを構成する被覆導線２１ｐ（第１被覆導線）にのみ３層絶縁電線（強化絶縁電線）を用いる構成に適用した例について上記したが、二次巻線１２ｓを構成する被覆導線２１ｓ（第２被覆導線）と被覆導線２１ｐとの双方に３層絶縁電線を用いる構成や、被覆導線２１ｓにのみ３層絶縁電線を用いる構成に適用することもできる。

１ トランス
２ トランス本体
３ 端子部
４ シート体
１２ｐ 一次巻線
１２ｓ 二次巻線
１３ｐ 第１コア
１３ｓ 第２コア
１４ ケース部
１５，１７ 端子
２１ｐ，２１ｓ 被覆導線
４２ 端子部

Claims (4)

1. 一次巻線、二次巻線およびコアを有するトランス本体と、前記一次巻線を構成する第１被覆導線が接続される第１端子が配設された第１の端子部と、前記二次巻線を構成する第２被覆導線が接続される第２端子が配設された第２の端子部とを備え、
   前記トランス本体は、前記一次巻線、前記二次巻線および前記コアを収容するケース部を備え、
   前記各端子部の少なくとも一方は、前記トランス本体とは別体に形成され、
   前記ケース部における前記少なくとも一方の端子部が装着される被装着位置を覆って当該端子部と前記コアとの間に位置するように絶縁性を有するシート体が配設され、
   前記少なくとも一方の端子部は、前記シート体を挟んだ状態で前記ケース部の前記被装着位置に装着可能に構成されているトランス。
2. 前記各端子部のいずれか一方が前記トランス本体とは別体に形成されて前記ケース部の前記被装着位置に装着可能に構成され、
   前記各端子部の他方は前記トランス本体に固定されている請求項１記載のトランス。
3. 前記他方の端子部は、前記ケース部に固定されている請求項２記載のトランス。
4. 一次巻線、二次巻線、コア、並びに当該一次巻線、当該二次巻線および当該コアを収容するケース部を有するトランス本体と、前記一次巻線を構成する第１被覆導線が接続される第１端子が配設された第１の端子部と、前記二次巻線を構成する第２被覆導線が接続される第２端子が配設された第２の端子部とを備え、前記トランス本体とは別体に形成された前記各端子部の少なくとも一方が当該トランス本体に装着可能に構成されたトランスを製造するトランス製造方法であって、
   前記ケース部における前記少なくとも一方の端子部が装着される被装着位置を覆って当該端子部と前記コアとの間に位置するように絶縁性を有するシート体を配設し、
   その後に、前記シート体を挟んだ状態で前記少なくとも一方の端子部を前記ケース部の前記被装着位置に装着して前記トランスを製造するトランス製造方法。

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