JP6120009B2

JP6120009B2 - 誘導機器

Info

Publication number: JP6120009B2
Application number: JP2014081295A
Authority: JP
Inventors: セルゲイモイセエフ
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: US9666353B2; CN104980027A; DE102015105388A1; JP2015204306A; US20150294782A1

Description

本発明は、誘導機器に係り、詳しくは電磁誘導を生じ、例えば、絶縁型電力変換装置のトランスに適した誘導機器に関する。

絶縁型電力変換装置ではトランスを用いて電力変換を行う。絶縁型電力変換装置の一種であるスイッチング電源装置として、１次側トランスコイル部を有する第１コイル基板と、第１コイル基板に重ねられ、２次側トランスコイル部を有する第２コイル基板とを備えたコイル基板構造を具備する装置が例えば特許文献１に開示されている。このコイル基板構造は、１次側及び２次側トランスコイル部は、基板厚さ方向から見たときに渦巻状に延びる導体パターンを含んで構成され、第１及び第２コイル基板は、１次側及び２次側トランスコイル部が基板厚さ方向に重なるようにして互いにずれて重ねられている。

エンジン（内燃機関）で走行する自動車として、低燃費や排気ガス削減のため、始動時や低速域ではモータで駆動輪を駆動し、中高速域ではエンジンで駆動輪を駆動する所謂ハイブリッド車が実用化されている。ハイブリッド車では、走行用モータを駆動するメインバッテリとしてバッテリ電圧が例えば２００〜３００Ｖ程度のものが搭載されている。しかし、車両の補機を駆動する電圧は、例えば、１２Ｖとメインバッテリのバッテリ電圧に比べて低いため、補機を駆動するには２００〜３００Ｖの電圧を１２Ｖに降圧する必要がある。

特開２０１０−１５３７２４号公報

トランスの１次側巻線の巻数をＮ１、２次側巻線の巻数をＮ２、１次側巻線の電圧をＶ１、２次側巻線の電圧をＶ２とすると、１次側巻線から出た磁束が全て２次側巻線に入ると、Ｎ１／Ｎ２＝Ｖ１／Ｖ２が成り立つ。また、１次側巻線から出た磁束のうち割合ｋの磁束が２次側巻線に入る場合は、Ｎ１／Ｎ２＝ｋ（Ｖ１／Ｖ２）が成り立つ。ｋは１次側巻線と２次側巻線の結合係数と称される。ｋは１以下の値で、磁束の漏れがない場合はｋ＝１となる。そのため、バッテリ電圧を１２Ｖに降圧するには、ｋの値にもよるが１次側巻線の巻数を２次側巻線の巻数の１０倍以上にする必要がある。

巻線を打ち抜きやエッチング等で形成する場合、巻線間のピッチには限界がある。また、単純に巻数を増加すると巻軸の径方向に巻線が大型化する。一方で、使用電力増加に伴い、巻線を大型化することなく巻数を増加させることが要望されている。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、トランスの大型化を抑制して巻線の巻数を増加させることができる誘導機器を提供することにある。

上記課題を解決する誘導機器は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られた第１の巻線と、金属パターンからなる第２の巻線と、前記第１の巻線と前記第２の巻線との間に介在されたコイル保持部材とを備え、前記コイル保持部材は回路が形成された第１の絶縁基板であり、前記第１の巻線と前記第２の巻線とは互いに磁気的に接続され、前記第１の巻線が前記第１の絶縁基板に保持され、前記第１の巻線の巻き始めと巻き終わりは前記回路に接続されており、前記第２の巻線は第２の絶縁基板に保持され、前記第２の絶縁基板の前記第２の巻線とは反対の面には放熱部材に固定可能な放熱板が保持され、前記第１の巻線と前記第２の巻線とは前記第１の絶縁基板を介して配置されるとともに前記第１の巻線と、前記第２の巻線と、前記放熱板とは軸方向に重なり、前記第１の巻線と前記放熱部材との間に絶縁シートが介装されている。ここで、「金属パターン」とは、導電板を打ち抜いたり、導電板をエッチングで加工したり、絶縁基板上に形成された導電層をエッチングで加工したりして形成された金属部を意味する。この構成によれば、第１の巻線は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られている。そのため、巻線を金属パターンで構成する場合と異なり、渦巻状に巻かれた導電線は、その径方向において隣り合う部分が接触した状態で巻かれても接触部における電気的絶縁性が確保される。そのため、同じ巻数の第１の巻線を金属パターンで形成した場合に比べて、大型化することなく第１の巻線の巻数を増加させることができる。

前記コイル保持部材は回路が形成された第１の絶縁基板であり、前記第１の巻線が前記第１の絶縁基板に保持されている構成によれば、第１の巻線の巻き始めと巻き終わりとを絶縁基板に接続することができるので、第１の巻線の巻き始め及び巻き終わりを容易に処理できる。

前記第２の巻線は第２の絶縁基板に保持され、前記第２の絶縁基板の前記第２の巻線とは反対の面には放熱部材に固定可能な放熱板が保持され、前記第１の巻線と前記第２の巻線とは前記第１の絶縁基板を介して配置されるとともに前記第１の巻線と、前記第２の巻線と、前記放熱板とは軸方向に重なる。この構成によれば、放熱板によって放熱可能となる。
前記第１の巻線は、渦巻状に巻回されていることが好ましい。

本発明によれば、大型化することなく第１の巻線の巻数を増加させることができる。

絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの電気的構成を示す回路図。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおけるトランス部分を示す模式断面図。トランス部分を示す概略斜視図。１次側巻線の配置を示す概略平面図。（ａ）は１次側基板の配置を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。２次側巻線の配置を示す概略平面図。２次側基板の配置を示す概略平面図。

以下、本発明を絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのトランスに具体化した一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、フォワード形ＤＣ−ＤＣコンバータであって、トランス１１を備えている。トランス１１は第１の巻線としての１次側巻線１１ａと、第２の巻線としての２次側巻線１１ｂとを備えている。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は自動車用であり、例えば、ハイブリッド車に搭載される。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は、例えば、３００Ｖを入力して１２Ｖに降圧して出力する。

１次側巻線１１ａの一方の端子は入力端子と接続され、入力端子はバッテリ１２の正極端子と接続される。１次側巻線１１ａの他方の端子は１次側スイッチング素子１３を介して接地されている。１次側スイッチング素子１３としてパワーＭＯＳＦＥＴが用いられている。

入力端子とトランス１１の１次側巻線１１ａとの間には平滑コンデンサ１４の正極が接続され、平滑コンデンサ１４の負極は接地されている。平滑コンデンサ１４には電解コンデンサが使用される。平滑コンデンサ１４によりトランス１１の１次側電圧が平滑される。

トランス１１の２次側巻線１１ｂの一端はダイオード１６及びコイル１７の直列回路を介して出力端子と接続されている。ダイオード１６は、アノードが２次側巻線１１ｂ側、カソードが出力端子側となっている。トランス１１の２次側巻線１１ｂの他端は出力端子と接続されている。また、コンデンサ１８が、コイル１７と出力端子との間と、トランス１１の２次側巻線１１ｂの他端と出力端子との間に接続されている。トランス１１の２次側巻線１１ｂの他端とダイオード１６のカソードとの間にはダイオード１９が設けられている。ダイオード１９は、アノードがトランス１１の２次側巻線１１ｂ側、カソードがダイオード１６のカソード側となっている。

１次側スイッチング素子１３のゲート端子に制御ＩＣ１５が接続されている。制御ＩＣ１５から１次側スイッチング素子１３のゲート端子にパルス信号が出力され、このパルス信号により１次側スイッチング素子１３がスイッチングされる。１次側スイッチング素子１３がオンしているときに１次側の電源からエネルギーを２次側へ供給する。１次側スイッチング素子１３がオフしているときに、コイル１７に蓄えたエネルギーを出力へ放出する。詳しくは、直流電圧が平滑コンデンサ１４を通してトランス１１の１次側巻線１１ａに供給され、制御ＩＣ１５により、１次側スイッチング素子１３がオン／オフ制御され、このオン／オフ動作における、１次側スイッチング素子１３のオン期間において１次側巻線１１ａに１次電流が流れ、トランス１１の起電力で２次電流が流れる。１次側スイッチング素子１３がオフしているときに、コイル１７の電流がコイル１７の逆起電力でダイオード１９経由で出力に流れる。

制御ＩＣ１５には検出回路２０が接続され、検出回路２０により出力電圧Ｖｏｕｔが検出される。検出回路２０による出力電圧Ｖｏｕｔの測定結果が制御ＩＣ１５に送られる。制御ＩＣ１５は検出回路２０による出力電圧Ｖｏｕｔの測定結果をフィードバック信号として出力電圧Ｖｏｕｔが所望の一定値となるように１次側スイッチング素子１３のデューティを制御する。

第１の基板２１に、トランス１１の１次側巻線１１ａ、１次側スイッチング素子１３、平滑コンデンサ１４、制御ＩＣ１５、検出回路２０が設けられている。また、第２の基板２２に、トランス１１の２次側巻線１１ｂ、ダイオード１６，１９、コイル１７、コンデンサ１８が設けられている。

以下、トランス１１を中心とした具体的構造について説明する。
図２及び図３に示すように、トランス１１は、アルミケース３０上に配置され、第１の巻線としての１次側巻線４１（図１の１次側巻線１１ａに相当）と、第２の巻線としての２次側巻線５１（図１の２次側巻線１１ｂに相当）と、１次側巻線４１と２次側巻線５１との間に介在されたコイル保持部材６０とを備えている。なお、図２はアルミケース３０の長手方向（図３の矢印Ａ方向）及び厚さ方向と平行な平面で切断した模式断面図であり、図２においては、１次側巻線４１は太さを太くして巻数が少なく図示されている。アルミケース３０は放熱部材及びＧＮＤとしても機能する。

詳述すると、１次側巻線４１は１次側回路が形成されている絶縁基板で構成された第１の基板４０に保持され、２次側巻線５１は２次側回路が形成されている絶縁基板で構成された第２の基板５０に保持されている。そして、第１の基板４０が第２の基板５０よりアルミケース３０側に配置され、第２の基板５０が第１の基板４０の上側に配置されている。１次側巻線４１は、第１の基板４０に対して第２の基板５０と反対側に保持されている。第１の基板４０には１次側巻線４１の内側部分、即ちトランスのコアと対応する部分には基板パターンが存在しない。

第１の基板４０は、１次側巻線４１とアルミケース３０との間に絶縁シート４２が介装され、１次側巻線４１を保持する部分以外の部分においてアルミケース３０と当接した状態でアルミケース３０に固定されている。絶縁シート４２は、絶縁機能の他に、放熱機能、圧力吸収機能を備える。２次側巻線５１は、第２の基板５０に対して第１の基板４０と対向する側に配置されている。第２の基板５０は、２次側巻線５１を保持する部分以外の部分においてアルミケース３０と当接した状態でアルミケース３０に固定されている。そして、第１の基板４０がコイル保持部材６０として機能する。第２の基板５０の２次側巻線５１が配置された面と反対の面には、放熱部材（アルミケース３０）に固定可能な放熱板５２が保持されている。

即ち、第１の巻線（１次側巻線４１）が第１の絶縁基板（第１の基板４０）に保持され、第２の巻線（２次側巻線５１）は第２の絶縁基板（第２の基板５０）に保持されている。また、第２の絶縁基板の第２の巻線とは反対の面には放熱部材として機能するＧＮＤに固定可能な放熱板５２が保持されている。第１の巻線と第２の巻線とは第１の絶縁基板を介して配置されるとともに第１の巻線と、第２の巻線と、放熱板５２とは軸方向に重なる。

また、トランス１１は、上側コア６１及び下側コア６２を備えている。上側コア６１は、放熱板５２、２次側巻線５１、第２の基板５０、第１の基板４０、１次側巻線４１及び絶縁シート４２と交差する中央磁脚６１ａと、中央磁脚６１ａを挟んで両側に位置する磁脚６１ｂと有する。下側コア６２は、平坦なＩ形状のコアである。そして、図２に示すように、下側コア６２はアルミケース３０に形成された収容凹部３１に収容され、上側コア６１は中央磁脚６１ａ及び両磁脚６１ｂが下側コア６２と当接する状態で配置されている。

即ち、第１の基板４０は、第１の巻線（１次側巻線４１）と第２の巻線（２次側巻線５１）との間に介在されたコイル保持部材６０として機能する。１次側巻線４１、２次側巻線５１及びコイル保持部材６０は誘導機器を構成し、１次側巻線４１と２次側巻線５１とは互いに磁気的に接続される。

１次側巻線４１は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られている。表面が絶縁処理された導電線としてエナメル線が使用されている。エナメル線の絶縁被膜の厚さは、導電線の太さにもよるが、４０〜１００μｍ程度である。図２及び図４に示すように、１次側巻線４１は、１層の渦巻き状に巻回されている。図４は１次側巻線４１の形状及び配置を示すため、１次側巻線４１より上側に配置される第１の基板４０、２次側巻線５１、第２の基板５０、放熱板５２及び上側コア６１の図示を省略している。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、１次側巻線４１は、巻き始め４１ａと巻き終わり４１ｂとが第１の基板４０に半田４４で接続されている。巻き始めとは１次側巻線４１の内側部分の端部を意味し、巻き終わりとは１次側巻線４１の外側部分の端部を意味する。図５（ａ）は第１の基板４０の形状を示すため、第１の基板４０より上側に配置される２次側巻線５１、第２の基板５０、放熱板５２及び上側コア６１の図示を省略している。図５（ａ）に示すように、第１の基板４０は、１次側巻線４１と対向する部分がほぼ円環状に形成されている。図５（ｂ）に示すように、第１の基板４０には、１次側巻線４１の巻き始め４１ａと、巻き終わり４１ｂと対向する位置にそれぞれスルーホール４５が形成され、スルーホール４５に充填された半田４４を介して第１の基板４０の裏側に対して１次側巻線４１の巻き始め４１ａと、巻き終わり４１ｂとが接続されている。また、１次側巻線４１の径方向内側に位置する巻き終わり４１ｂは、図５（ａ）に示すように、第１の基板４０の表側に設けられた基板パターン４６により、１次側巻線４１の巻回部の外側まで引き出されている。第１の基板４０の表側とは、電子部品（図示せず）が実装される側を意味する。なお、１次側巻線４１は、巻き始め４１ａ及び巻き終わり４１ｂの部分のみで第１の基板４０に保持されるのではなく、中間部の一部において接着剤を介して第１の基板４０に固定されている。

図６に示すように、２次側巻線５１は金属パターンからなり、この実施形態では導電板としての銅板を打ち抜いて形成されている。図６は２次側巻線５１の形状及び配置を示すため、２次側巻線５１より上側に配置される第２の基板５０及び放熱板５２の図示を省略している。図６に示すように、１ターン（巻数１）の２次側巻線５１はほぼＣ字状に形成され、両端において２次側回路５３に接続されている。２次側巻線５１は、中間部において接着剤を介して第２の基板５０に固定されている。なお、第１の基板４０と２次側巻線５１との間には絶縁シート（図示せず）が配置されている。

図２に示すように、第２の基板５０を介して２次側巻線５１と対向する位置に配置された放熱板５２は、図７に示すように、２次側巻線５１とほぼ同じ形状に形成された金属パターン（導体パターン）で構成され、２次側巻線５１のＣ字状部に対応する部分から延出された直線部５２ａを有する。そして、放熱板５２は、直線部５２ａにおいてねじ５６によりアルミケース３０に固定されている。

そして、図３に示すように、上側コア６１が、放熱板５２を跨ぐ状態で配置され、上側コア６１は上面から金属製押え板５８により押圧された状態で、アルミケース３０に固定されている。金属製押え板５８は、ねじ５６によりアルミケース３０に固定されている。

次に製造工程について説明する。
１次側巻線４１は、エナメル線をほぼ同一平面上に渦巻き状に配置するように所定回数巻回するための芯材と、芯材に対して垂直状態で配置され、エナメル線の直径よりもやや広い間隔をおいてエナメル線を両側からガイドする一対のガイド板を備えた治具を使用して形成（巻回）される。芯材は１次側巻線４１の内径にほぼ等しい外径を有する。エナメル線を所定回数巻回した後、ガイド板を外し、渦巻き状に巻回されたエナメル線を芯材から取り外して、１次側巻線４１が形成される。

１次側巻線４１は、その一部が第１の基板４０の所定位置に接着剤で固定された後、巻き終わり４１ｂが半田４４により基板パターン４６を介して図示しない１次側回路に接続され、巻き始め４１ａが半田４４により図示しない１次側回路に接続された状態で第１の基板４０に実装される。即ち、１次側巻線４１と第１の基板４０の回路とは、端子及びコネクタを用いずに１次側回路に接続される。

２次側巻線５１は、その一部が第２の基板５０の所定位置に接着剤で固定された後、両端において２次側回路５３に半田で接続されて第２の基板５０に実装される。
１次側巻線４１が実装された第１の基板４０及び２次側巻線５１が実装された第２の基板５０が準備された状態で、アルミケース３０の収容凹部３１の所定位置に下側コア６２を配置する。下側コア６２は、長手方向の両端において収容凹部３１と当接して位置決めされた状態となる。

次に絶縁シート４２を収容凹部３１の周囲の所定位置に配置した状態で、第１の基板４０を１次側巻線４１が下側コア６２を跨ぐ状態で配置し、図示しないねじで第１の基板４０をアルミケース３０に固定する。

次に絶縁シートを少なくとも第１の基板４０の半田４４、スルーホール４５及び基板パターン４６が２次側巻線５１と対向する部分を覆うように配置した後、第２の基板５０を２次側巻線５１が第１の基板４０と対向する所定位置に配置し、ねじで第２の基板５０をアルミケース３０に固定する。

次に第２の基板５０の上面に放熱板５２を配置し、ねじ５６により放熱板５２をアルミケース３０に固定すると、図７に示す状態となる。次に上側コア６１をその中央磁脚６１ａ及び両磁脚６１ｂが下側コア６２の上面と当接する状態に配置する。そして、上側コア６１の上に金属製押え板５８を配置し、ねじ５６により金属製押え板５８をアルミケース３０に固定して、上側コア６１及び下側コア６２を押圧した状態でアルミケース３０に固定する。

このようにして、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにおけるトランス部分が組み立てられる。
次にトランス１１の作用を説明する。

１次側スイッチング素子１３のスイッチング動作に伴いトランス１１の１次側巻線４１にバッテリ１２の出力電圧の電流が流れ、２次側巻線５１に１次側巻線４１及び２次側巻線５１の巻線比で降圧された電圧の電流が流れる。１次側巻線４１及び２次側巻線５１は、流れる電流により発熱する。１次側巻線４１に発生する熱は絶縁シート４２を介してアルミケース３０に伝わり、アルミケース３０から大気に逃がされる。また、２次側巻線５１に発生する熱は第２の基板５０を介して放熱板５２に伝達され、放熱板５２からアルミケース３０に伝わり、アルミケース３０から大気に逃がされる。

１次側巻線４１と２次側巻線５１とは第１の基板４０を構成する絶縁基板により電気的絶縁が確保されるとともに、１次側巻線４１及び２次側巻線５１を固定するスペース（空間）が確保される。また、第１の基板４０には１次側巻線４１の内側部分、即ちトランスのコアと対応する部分には基板パターンが存在しないため、１次側巻線４１に電流が流れる際、渦電流が発生しない。２次側巻線５１と放熱板５２とは絶縁シートにより絶縁されており、２次側巻線５１に電流が流れた時に放熱板５２には渦電流が流れない。

ハイブリッド車においては、燃費の向上及び排気ガス削減のため、バッテリの容量増加により、電気での走行距離増加が望まれている。走行用モータの出力の向上には、駆動エネルギーの増加が必要であるが、電流を増加する場合は銅線径を太くする必要があるため体格が増大する。これに対し、電圧の上昇は体格の増大を抑制しつつ高出力化が可能なため、バッテリ電圧は高圧が好ましい。バッテリ電圧を高圧にすると、補機を駆動する適正な電圧を得るには、バッテリ電圧を降圧するためのトランス１１の１次側巻線４１の巻数が多くなる。しかし、１次側巻線４１は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られているため、占積率が高くなり１次側巻線４１の大型化が抑制される。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）トランス１１を構成する誘導機器は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られた第１の巻線（１次側巻線４１）と、金属パターンからなる第２の巻線（２次側巻線５１）と、第１の巻線と第２の巻線との間に介在されたコイル保持部材６０とを備え、第１の巻線と第２の巻線とは互いに磁気的に接続される。この構成によれば、第１の巻線は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られている。そのため、巻線を金属パターンで構成する場合と異なり、渦巻状に巻かれた導電線は、その径方向において隣り合う部分が接触した状態で巻かれても接触部における電気的絶縁性が確保される。即ち、１次側巻線４１の占積率が高くなる。そのため、同じ巻数の第１の巻線を金属パターンで形成した場合に比べて、大型化することなく第１の巻線の巻数を増加させることができる。

（２）コイル保持部材６０は絶縁基板であり、第１の巻線と第２の巻線とのうち少なくとも第１の巻線が絶縁基板に保持されている。この構成によれば、第１の巻線（１次側巻線４１）の巻き始め４１ａと巻き終わり４１ｂとを絶縁基板に接続することができるので、第１の巻線の巻き始め４１ａと巻き終わり４１ｂとを容易に処理できる。

（３）１次側巻線４１は、巻き始め４１ａが、第１の基板４０に形成されたスルーホール４５及び半田４４を介して、第１の基板４０の１次側巻線４１が実装された面と反対側の面において１次側巻線４１と対向する位置より外側の位置に形成された基板パターン４６に電気的に接続されている。そのため、耐圧の低いエナメル線を近接した状態で交差させることなく、巻線の外側に配置された基板パターン４６に接続することができる。また、第１の基板４０に実装された１次側スイッチング素子（図１の１次側スイッチング素子１３に相当）と、１次側巻線４１とを電気的に接続するコネクタや接続端子が不要となる。したがって、部品点数が減少しコスト低減を図ることができる。

（４）第１の巻線（１次側巻線４１）が第１の絶縁基板（第１の基板４０）に保持され、第２の巻線（２次側巻線５１）は第２の絶縁基板（第２の基板５０）に保持され、第２の絶縁基板の第２の巻線とは反対の面には放熱部材（アルミケース３０）に固定可能な放熱板５２が保持されており、第１の巻線と第２の巻線とは第１の絶縁基板を介して配置されるとともに第１の巻線と、第２の巻線と、放熱板５２とは軸方向に重なる。この構成によれば、放熱板５２によって放熱可能となる。

（５）アルミケース３０が放熱部材及びＧＮＤの機能を有し、放熱板５２はアルミケース３０に固定されている。したがって、効率良く放熱される。
（６）トランス１１は、第１の基板４０、第２の基板５０及び放熱板５２をねじ５６等によりそれぞれアルミケース３０に固定し、上側コア６１及び下側コア６２を金属製押え板５８を介してねじ５６によりアルミケース３０に固定することにより組み立てられる。したがって、トランス１１の組立が簡単になる。

（７）１次側巻線４１及び２次側巻線５１は、それぞれ巻線の端部において半田４４で第１の基板４０あるいは第２の基板５０に接続されるだけでなく、巻線の一部において接着剤により第１の基板４０あるいは第２の基板５０に接続されている。そのため、半田だけで第１の基板４０あるいは第２の基板５０に接続されている場合に比べて、振動に対する耐久性が向上する。

（８）トランス１１は、車両に使用される走行モータの電源バッテリの電圧を補機の使用電圧に降圧する絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０に使用されている。車両の場合、部品は小型が好ましい。バッテリの容量増加のためバッテリ電圧が高圧化された場合、１次側巻線４１の占積率が高ければトランスの大型化を抑制することができる。

（９）第１の巻線（１次側巻線４１）は、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られているため、打ち抜きやエッチングで形成された場合と異なり、出力電圧が異なるバッテリを使用する車両に適用する場合、巻数の異なる巻線を簡単に形成することができる。具体的には、打ち抜きやエッチングの場合、巻数に対応した金型やエッチングの際に使用するレジストマスクが必要になるが、巻線の場合は同じ治具を使用して巻数を変更することにより形成することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１の巻線の断面形状は円形に限らず、例えば、矩形であってもよい。
○ ハイブリッド車に限らず、電気自動車のＤＣ−ＤＣコンバータに適用してもよい。

○ トランス１１は絶縁型電力変換回路に使用されればよく、ＤＣ−ＤＣコンバータに限ることなく他の機器のトランスに適用してもよい。
○ トランス１１は、降圧回路ではなく昇圧回路に使用されてもよい。昇圧回路に使用される場合は、巻数の多い２次側巻線を、表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られた第１の巻線で構成し、巻数の少ない１次側巻線を金属パターンからなる第２の巻線で構成する。

○ 第２の巻線は、導電板を打ち抜いて形成されたもの限らず、例えば、導電板をエッチングで加工したり、あるいは絶縁基板上に形成された導電層をエッチングで加工したりして形成されたものでもよい。

○ 第１の基板４０を構成する絶縁基板として異なる厚さの絶縁基板を使用して第１の基板４０の絶縁抵抗を調整してもよい。
○ 第１の基板４０と第２の基板５０との間にスペーサを介在させて１次側巻線４１と２次側巻線５１との間の漏れ磁束を調整してもよい。

○ 第１の基板４０を構成する絶縁基板において、２次側巻線５１と対向する部分を削って厚さを変更して絶縁抵抗や漏れ磁束を調整してもよい。
○ 第１の巻線を構成するエナメル線は、絶縁被膜が半田付けの際の溶融半田の熱で溶解して半田を介して導電線を接続する部分に電気的に接続される構成であってもよい。この場合、半田付けの前に半田付けする部分の絶縁被膜を除去する必要がない。

○ １次側巻線４１の巻き始め４１ａ及び巻き終わり４１ｂを、それぞれ半田４４及びスルーホール４５を介して第１の基板４０に接続する構成として、巻き始め４１ａ及び巻き終わり４１ｂの部分を折り曲げてスルーホール４５に挿入した状態で、半田４４で接続してもよい。

○ 表面が絶縁処理された導電線は、エナメル線のように導電線の表面に絶縁被膜が塗布されて形成されたものに限らず、例えば、導電線を熱処理してその表面酸化層が形成されたものであってもよい。

○ １次側スイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴ以外に、例えばＩＧＢＴ等を用いてもよい。
○ １次側巻線４１は、巻き始め４１ａ及び巻き終わり４１ｂの部分のみで第１の基板４０に保持されていてもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られた１次側巻線と、金属パターンからなる２次側巻線と、前記１次側巻線と前記２次側巻線との間に介在された絶縁シートとを備えたことを特徴とするトランス。

（２）前記１次側巻線は第１の絶縁基板上に実装され、前記２次側巻線は第２の絶縁基板上に実装され、前記第１の絶縁基板と前記第２の絶縁基板とは、前記１次側巻線が前記第２の絶縁基板と対向する側と反対側に配置され、前記２次側巻線が前記第１の絶縁基板と対向する状態で前記第１の絶縁基板と前記第２の絶縁基板とが重なるように配置された前記技術的思想（１）に記載のトランス。

４０…第１の絶縁基板としての第１の基板、４１…第１の巻線としての１次側巻線、５０…第２の絶縁基板としての第２の基板、５１…第２の巻線としての２次側巻線、５２…放熱板、６０…コイル保持部材。

Claims

表面が絶縁処理された導電線を複数回巻いて作られた第１の巻線と、
金属パターンからなる第２の巻線と、
前記第１の巻線と前記第２の巻線との間に介在されたコイル保持部材と
を備え、
前記コイル保持部材は回路が形成された第１の絶縁基板であり、前記第１の巻線と前記第２の巻線とは互いに磁気的に接続され、前記第１の巻線が前記第１の絶縁基板に保持され、前記第１の巻線の巻き始めと巻き終わりは前記回路に接続されており、
前記第２の巻線は第２の絶縁基板に保持され、前記第２の絶縁基板の前記第２の巻線とは反対の面には放熱部材に固定可能な放熱板が保持され、前記第１の巻線と前記第２の巻線とは前記第１の絶縁基板を介して配置されるとともに前記第１の巻線と、前記第２の巻線と、前記放熱板とは軸方向に重なり、
前記第１の巻線と前記放熱部材との間に絶縁シートが介装されていることを特徴とする誘導機器。
前記第１の巻線は、渦巻状に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導機器。