JP5928811B2 - トランス - Google Patents

Description

本発明は、トランスに関する。

例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータのような電圧変換器は、一般に、トランスを備えている。

特許文献１では、平板状の１次巻線、円環状の巻線支持部材、外周にフランジを有する円環状の巻線絶縁部材を備えており、渦巻き状の１次巻線が巻線支持部材と巻線絶縁部材との間に配されている。

特開平５−１６６６４６号公報

しかしながら、特許文献１のように、１次巻線が巻線支持部材と巻線絶縁部材との間に配されているだけでは、渦巻状の１次巻線（コイル）の形状が崩れやすく、その後の作業に支障が生じることが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、渦巻状のコイルの形状を保つことが可能なトランスを提供することを目的とする。

本発明は、コア部材と、前記コア部材に巻回される１次コイル及び２次コイルと、前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方である渦巻状の電線からなる渦巻電線を保持するホルダと、を備えるトランスであって、前記ホルダは、前記渦巻電線を平たい形状で載置可能な載置部を有し、前記ホルダには、前記渦巻電線の渦巻の中心側から前記渦巻を構成する電線群を横切って外部に導出される導出部を嵌め入れる電線通し溝が形成されており、前記電線通し溝内には、前記電線を異なる高さに導く案内部が形成されている。

本構成によれば、渦巻電線における外部に導出される導出部が電線通し溝に嵌め入れられることで、導出部を電線通し溝の位置に保持することが可能になる。これにより、少なくとも導出部の位置を固定できるから、渦巻状のコイルの形状を保つことが可能になり、コイルの形状が崩れて、その後の作業に支障が生じることを抑制できる。
また、渦巻電線の平たい形状を崩さずに渦巻電線の導出部を外方側に導出することが可能になる。
本発明は、コア部材と、前記コア部材に巻回される１次コイル及び２次コイルと、前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方である渦巻状の電線からなる渦巻電線を保持するホルダと、を備えるトランスであって、前記ホルダには、前記渦巻電線の渦巻の中心側から前記渦巻を構成する電線群を横切って外部に導出される導出部を嵌め入れる電線通し溝が形成されており、前記渦巻電線は、前記ホルダの両側に一対備えられており、前記各導出部を嵌め入れる前記電線通し溝が前記ホルダの両側に形成されている。
本構成によれば、渦巻電線における外部に導出される導出部が電線通し溝に嵌め入れられることで、導出部を電線通し溝の位置に保持することが可能になる。これにより、少なくとも導出部の位置を固定できるから、渦巻状のコイルの形状を保つことが可能になり、コイルの形状が崩れて、その後の作業に支障が生じることを抑制できる。
また、一対の渦巻電線について、簡素な構成で、コイルの形状が崩れて、その後の作業に支障が生じることを抑制できる。
本発明は、コア部材と、前記コア部材に巻回される１次コイル及び２次コイルと、前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方である渦巻状の電線からなる渦巻電線を保持するホルダと、を備えるトランスであって、前記ホルダは、前記渦巻電線の最外周を包囲する包囲部を有し、前記包囲部には、前記渦巻電線の最外周に係止する係止部が内方側に突出しており、前記ホルダには、前記渦巻電線の渦巻の中心側から前記渦巻を構成する電線群を横切って外部に導出される導出部を嵌め入れる電線通し溝が形成されている。
本構成によれば、渦巻電線における外部に導出される導出部が電線通し溝に嵌め入れられることで、導出部を電線通し溝の位置に保持することが可能になる。これにより、少なくとも導出部の位置を固定できるから、渦巻状のコイルの形状を保つことが可能になり、コイルの形状が崩れて、その後の作業に支障が生じることを抑制できる。
また、簡素な構成で渦巻部を所定の位置に保持することが可能になる。

上記構成の実施態様として以下の構成を備えれば好ましい。
・前記ホルダは、前記渦巻電線を保持した状態で樹脂でモールド成形されている。
このようにすれば、樹脂が電線間に充填されることで放熱性を向上させることができるとともに、渦巻電線の形状が崩れることを確実に防止できる。

・前記ホルダの両側に設けられた前記各電線通し溝は、前記一対の渦巻電線の前記各導出部が並んで導出されるように形成されている。
このようにすれば、電線を外部に引き出す構成を簡素化することが可能になる。

・前記１次コイルが前記渦巻電線であり、前記２次コイルは、平板状である。

本発明によれば、渦巻状のコイルの形状を保つことが可能となる。

実施形態１のホルダに渦巻電線が装着される様子を説明する斜視図 トランスの分解斜視図 トランスを示す斜視図 一方の渦巻電線を示す平面図 一方の渦巻電線を示す正面図 一方の渦巻電線を示す側面図 他方の渦巻電線を示す平面図 他方の渦巻電線を示す正面図 他方の渦巻電線を示す側面図 ホルダを示す平面図 ホルダを示す正面図 ホルダを示す側面図 ホルダを示すＡ−Ａ断面図 ホルダを示すＢ−Ｂ断面図 ホルダを示すＣ−Ｃ断面図 ホルダを示す底面図 渦巻電線付きホルダを示す斜視図 渦巻電線付きホルダが樹脂モールドで覆われた状態を示す斜視図 モールド成形体を示す平面図 モールド成形体を示す正面図 モールド成形体を示す側面図 モールド成形体を示すＤ−Ｄ断面図 モールド成形体を示すＥ−Ｅ断面図 モールド成形体を示す底面図

＜実施形態１＞
以下、実施形態１のトランス１０について、図１〜図２４を参照して説明する。
本実施形態のトランス１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示しない）に備えられる。ＤＣ／ＤＣコンバータは、バッテリ（電源）からの直流をスイッチングして形成した交流の１次電流をトランス１０の１次コイルである渦巻電線１７Ａ，１７Ｂに供給し、トランス１０の２次コイル２１，２２からの２次電流を整流回路、平滑回路を用いて所定の電圧の直流に降圧して出力するものである。以下では、前後方向については、図１９の上方を前方、下方を後方とし、上下方向及び左右方向については、図２０の方向を基準として説明する。

トランス１０は、図３に示すように、コア部材１１と、１次コイルである渦巻電線１７Ａ，１７Ｂと２次コイル２１，２２を有してコア部材１２に収容される被収容体４１とを備えている。
コア部材１１は、フェライト等の高透磁率磁性体で形成されており、上下一対の分割部材１２，１３を嵌め合わせて構成されている。

各分割部材１２，１３は、図２に示すように、円柱状の柱部１４と、円弧状に湾曲した内面を有する側壁部１５と、柱部１４と側壁部１５を連結して被収容体４１を支持する板状の連結支持部１６と、を備え、これらが一体に形成されている。

被収容体４１は、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂ及びホルダ２５がモールド樹脂部３９で覆われたモールド成形体４３と、モールド成形体４３の上下に装着される一対の２次コイル２１，２２と、を備えて構成される。

モールド成形体４３は、図２２に示すように、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂと、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂを両側に保持するホルダ２５と、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂ及びホルダ２５を覆うモールド樹脂部３９とを備えている。

一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂは、図１に示すように、共に、渦巻状の渦巻部１８と、渦巻部１８の中心部側における渦巻の中心部から渦巻部１８の電線ＷＡ，ＷＢを横切るように外部に導出される導出部１９と、渦巻に沿うように外部に引き出される引出部２０とを備えている。

一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂは、渦巻部１８に対して導出部１９が導出される側が異なっている。具体的には、一方の１次コイル渦巻電線１７Ａの導出部１９が渦巻部１８の上方（直上）を横切るとともに、他方の渦巻電線１７Ｂの導出部１９が渦巻部１８の下方（直下）を横切る。

電線ＷＡ，ＷＢは、共に耐熱性のある同一の丸形電線（導体断面が丸形の電線）が用いられており、例えば、ＡＩＷ（ポリアミドイミド銅線。ＪＩＳ規格の温度指数（耐熱温度）２２０℃）、又は、ＰＥＷ（ポリエステル銅線）からなる被覆電線が用いられているが、電線ＷＡ，ＷＢの材質として他の材質を用いることも可能である。
なお、図１では、電線ＷＡは、引出部２０の先に延出された部分がＷＡ１，導出部１９の先に延出された部分がＷＡ２で示され、電線ＷＢは、引出部２０の先に延出された部分がＷＢ１，導出部１９の先に延出された部分がＷＢ２で示されている。

２次コイル２１，２２は、図２に示すように、金属板材を打ち抜いて形成した環状のバスバーからなる。
各２次コイル２１，２２には、前方側に接続片２３が延出されており、接続片２３の先端部には接続孔２３Ａが貫通形成されている。
下方側の２次コイル２２は、曲げ加工によりクランク状に屈曲されており、その先端部に接続片２３が形成されている。２次コイル２１，２２がモールド成形体４３に組み付けられると、２次コイル２１の一方の接続片２３及び２次コイル２２の一方の接続片２３が重ね合わされた状態となる。
このように、トランス１０は、１次側の電流や２次側の電流を２本に分岐させることで、許容電流を大きくしている。

ホルダ２５は、図１に示すように、中空円板状であって、筒状の内筒部２６と、内筒部２６と同心で内筒部２６よりも径の大きい筒状の外筒部２８と、内筒部２６と外筒部２８を一体に連結するスペーサ部３０と、外筒部２８の外方に延出された張出部３８と有する。
筒部２６及び外筒部２８は、図１４に示すように、共に、スペーサ部３０において渦巻電線１７Ａ，１７Ｂが載置される載置部３４Ａ，３４Ｂの載置面に対して上方及び下方に張り出しており、外筒部２８の張り出した部分は、渦巻部１８の最外周を包囲する包囲部２８Ａとされている。

この包囲部２８Ａには、周方向に所定間隔ごとに内方側に突出する係止部２９が周縁部に設けられている。
係止部２９は、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの最外周の電線ＷＡ，ＷＢを内側に嵌め入れることが可能な爪状をなす。
内筒部２６の内面は、中心部にコア部材１１の柱部１４を挿通する挿通孔２７とされている。

スペーサ部３０は、図１０に示すように、内筒部２６及び外筒部２８を連結する連結部３１と、連結部３１間の隙間からなり上下方向に貫通する孔部３０Ａとを有する。
連結部３１は、概ね所定角度ごとに設けられた上下方向に肉厚で、周方向に肉薄の板状の部材からなり、外筒部２８側は、２股に枝分かれしている。

連結部３１は、その上面及び下面が、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂが載置される一対の載置部３４Ａ，３４Ｂとされている。
連結部３１には、内筒部２６と同心の環状部３２が内筒部２６側の位置に形成されている。

ホルダ２５の上下両面の載置部３４Ａ，３４Ｂの形状は、前後方向を軸として概ね対称な形状であるが、後述する第２電線通し溝３５の延びる方向がやや異なる。
環状部３２は、内筒部２６との間に１本の電線ＷＡ（ＷＢ）を嵌め入れることが可能な環状の第１電線通し溝３３を有している。
第１電線通し溝３３の内側には、図１５に示すように、電線ＷＡ，ＷＢを異なる高さに案内する案内部３６が形成されている。

案内部３６は、第１電線通し溝３３の所定長毎に設けられ、第１電線通し溝３３間に溝底３３Ａから起立する起立壁により形成されている。
案内部３６は、電線ＷＡ，ＷＢの渦巻方向において第２電線通し溝３５に近づくにつれてその高さ寸法が低くされている。

環状部３２は、図１０に示すように、各電線ＷＡ，ＷＢの導出部１９が通が通される部分が分断されており、この分断された部分から外方側は、第１電線通し溝３３に連なる第２電線通し溝３５が形成されている。

第２電線通し溝３５は、直線状に延びており、１本の電線ＷＡ（ＷＢ）を嵌め入れることが可能な幅寸法で形成されている。第２電線通し溝３５の溝壁３５Ａは、環状部３２に連なっている。

底面側の載置部３４Ｂにおける第２電線通し溝３５は、図１６に示すように、その端部がやや右方側に位置するように前後方向に対して傾斜している。これにより、第２電線通し溝３５の端部から導出された電線ＷＢ２が上面側の載置部３４Ａの第２電線通し溝３５の端部から導出された電線ＷＡ２と並んで引き出されるようになっている。
この第２電線通し溝３５は、第１電線通し溝３３に連なる位置から張出部３８の端部まで形成されている。

張出部３８は、図１に示すように、外筒部２８の前方及び後方に突き出た形状となっており、最外周の電線ＷＡ，ＷＢの引出部２０を右方に導くとともに、導出部１９が嵌め入れられる第２電線通し溝３５の端部が設けられている。これにより、電線ＷＡ，ＷＢの導出部１９と引出部２０が交差する。

モールド成形体４３は、ホルダ２５のスペーサ部３０を挟むように一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂが各載置部３４Ａ，３４Ｂに載置され、電線ＷＡ，ＷＢの導出部１９が第２電線通し溝３５に嵌め入れられた状態でモールド樹脂部３９に覆われている。これにより、各電線ＷＡ，ＷＢ間に樹脂が充填された状態になり、電線ＷＡ，ＷＢがホルダ２５の所定位置に確実に固定される。ホルダ２５及びモールド樹脂部３９は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱温度の高い樹脂が使用されている。
モールド樹脂部３９で覆われたモールド成形体４３の上下には、２次コイル２１，２２が装着される凹部４４が形成されている。

次に、トランス１０の組み付けについて説明する。
図１に示すように、２本の電線ＷＡ，ＷＢをそれぞれ渦巻状に巻き付けて一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂを形成し、ホルダ２５の上下の載置部３４Ａ，３４Ｂに渦巻電線１７Ａ，１７Ｂを載置する。このとき、各渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの最内側の電線を第１電線通し溝３３に嵌め入れるとともに渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの導出部１９を第２電線通し溝３５に嵌め入れて、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂがホルダ２５に保持された状態の渦巻電線付きホルダ４０を形成する（図１７）。

次に、渦巻電線付きホルダ４０を金型（図示しない）にセットし、金型内にＰＰＳ等の合成樹脂を流し込んで固化させるモールド成形を行い、渦巻電線付きホルダ４０がモールド樹脂部３９で覆われたモールド成形体４３を形成する（図１８）。なお、モールド樹脂部３９から前方に突き出た電線ＷＡ２，ＷＢ２は、全て左方に纏める。
次にモールド成形体４３の上下の凹部４４に一対の２次コイル２１，２２を嵌め合わせて被収容体４１を形成する。

そして、分割部材１３の柱部１４を被収容体４１の挿通孔２７に挿通するとともに、両分割部材１２，１３に嵌め合わせてトランス１０が形成される（図３）。

本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂにおける外部に導出される導出部１９が第２電線通し溝３５（電線通し溝）に嵌め入れられることで、導出部１９を第２電線通し溝３５の位置に保持することが可能になる。これにより、、少なくとも導出部１９の位置を固定できるから、１次コイルの形状を保つことが可能になり、１次コイルの形状が崩れて、その後の作業に支障が生じることを抑制できる。

（２）ホルダ２５は、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂを保持した状態で樹脂でモールド成形されている。
このようにすれば、樹脂が電線ＷＡ，ＷＢ間に充填されることで放熱性を向上させることができるとともに、１次コイルの形状が崩れることを確実に防止できる。

（３）ホルダ２５は、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂを平たい形状で載置可能な載置部３４Ａ，３４Ｂを有し、第１電線通し溝３３（電線通し溝）内には、電線ＷＡ，ＷＢを異なる高さに導く案内部３６が形成されている。
このようにすれば、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの平たい形状を崩さずに渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの導出部１９を外方側に導出することが可能になる。

（４）渦巻電線１７Ａ，１７Ｂは、ホルダ２５の両側に一対備えられており、各導出部１９を嵌め入れる第２電線通し溝３５がホルダ２５の両側に形成されている。
このようにすれば、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂについて、簡素な構成で、１次コイルの形状が崩れて、その後の作業に支障が生じることを抑制できる。

（５）ホルダ２５の両側に設けられた各第２電線通し溝３５は、一対の渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの各導出部１９が並んで導出されるように形成されている。
このようにすれば、電線ＷＡ，ＷＢを外部に引き出す構成を簡素化することが可能になる。

（６）ホルダ２５は、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの最外周を包囲する包囲部２８Ａを有し、包囲部２８Ａには、渦巻電線１７Ａ，１７Ｂの最外周に係止する係止部２９が内方側に突出している。
このようにすれば、簡素な構成で渦巻部１８を所定の位置に保持することが可能になる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、トランス１０は、車両において電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータに用いられることとしたが、これに限られない。例えば、電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータのトランスに用いてもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外に使用されるトランスに用いてもよい。さらに、車両以外のトランスに本発明を用いてもよい。

（２）上記実施形態では、１次コイルを渦巻電線１７Ａ，１７Ｂとしたが、これに限らず、２次コイルを渦巻電線として、ホルダの電線通し溝に２次コイルの導出部を保持させるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、ホルダ２５の両面側に渦巻電線１７Ａ，１７Ｂが配される構成としたが、これに限らず、ホルダの片面側に渦巻電線１７Ａ（１７Ｂ）が配されるようにしてもよい。
（４）上記実施形態では、導出部１９が所定長さに亘って第１電線通し溝３３及び第２電線通し溝３５に嵌め入れられる構成であったが、これに限らず、導出部１９の一部分（短い部分）のみを嵌め入れる電線通し溝を設けるようにしてもよい。

１０…トランス
１１…コア部材
１４…柱部
１７Ａ，１７Ｂ…渦巻電線
１８…渦巻部
１９…導出部
２０…引出部
２１，２２…２次コイル
２５…ホルダ
２６…内筒部
２７…挿通孔
２８…外筒部
２８Ａ…包囲部
２９…係止部
３０…スペーサ部
３１…連結部
３２…環状部
３３…第１電線通し溝（電線通し溝）
３４Ａ，３４Ｂ…載置部
３５…第２電線通し溝（電線通し溝）
３５Ａ…溝壁
３６…案内部
３８…張出部
３９…モールド樹脂部
４０…渦巻電線付きホルダ
４１…被収容体
４３…モールド成形体

Claims (6)

1. コア部材と、
   前記コア部材に巻回される１次コイル及び２次コイルと、
   前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方である渦巻状の電線からなる渦巻電線を保持するホルダと、
   を備えるトランスであって、
   前記ホルダは、前記渦巻電線を平たい形状で載置可能な載置部を有し、
   前記ホルダには、前記渦巻電線の渦巻の中心側から前記渦巻を構成する電線群を横切って外部に導出される導出部を嵌め入れる電線通し溝が形成されており、
   前記電線通し溝内には、前記電線を異なる高さに導く案内部が形成されているトランス。
2. コア部材と、
   前記コア部材に巻回される１次コイル及び２次コイルと、
   前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方である渦巻状の電線からなる渦巻電線を保持するホルダと、
   を備えるトランスであって、
   前記ホルダには、前記渦巻電線の渦巻の中心側から前記渦巻を構成する電線群を横切って外部に導出される導出部を嵌め入れる電線通し溝が形成されており、
   前記渦巻電線は、前記ホルダの両側に一対備えられており、前記各導出部を嵌め入れる前記電線通し溝が前記ホルダの両側に形成されているトランス。
3. 前記ホルダの両側に設けられた前記各電線通し溝は、前記一対の渦巻電線の前記各導出部が並んで導出されるように形成されている請求項２に記載のトランス。
4. コア部材と、
   前記コア部材に巻回される１次コイル及び２次コイルと、
   前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方である渦巻状の電線からなる渦巻電線を保持するホルダと、
   を備えるトランスであって、
   前記ホルダは、前記渦巻電線の最外周を包囲する包囲部を有し、
   前記包囲部には、前記渦巻電線の最外周に係止する係止部が内方側に突出しており、
   前記ホルダには、前記渦巻電線の渦巻の中心側から前記渦巻を構成する電線群を横切って外部に導出される導出部を嵌め入れる電線通し溝が形成されているトランス。
5. 前記ホルダは、前記渦巻電線を保持した状態で樹脂でモールド成形されている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のトランス。
6. 前記１次コイルが前記渦巻電線であり、前記２次コイルは、平板状である請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のトランス。

Images