JP6388769B2

JP6388769B2 - トランス

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Publication number: JP6388769B2
Application number: JP2014005677A
Authority: JP
Inventors: 裕美子長田; 大田　智嗣; 智嗣大田; 英之秋山
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: JP2015135846A

Description

本発明は、２次側コイルに大電流が流れる電源トランス等として用いられるトランスに関するものである。

車載用の電源トランス等のように、２次側のコイルに１００Ａ以上の大電流が流れるトランスにおいては、通常、上記コイルとして、抵抗値が小さい金属製の平板を用いることにより上記大電流化の対応を行っている。

ところで、上記コイルを金属製の平板で構成した場合には、２次側のコイルと１次側のコイルとを層巻き構造にすることができないため、これら２次側コイルと１次側コイルとを分割して配置させる構造を採っていたが、当該構造によっては結合が悪く、所望の特性を得ることが難しいという問題点があった。

そこで、帯板状の銅板を円弧状に屈曲形成することにより２次側コイルを形成し、これを１次側コイルの外周に同軸的に配置するトランスも提案されている。
しかしながら、このようなトランスを基板に面実装する場合に、通常はコイルの端部を予めトランスに設けた実装端子に半田や溶接等によって接合しているが、２次側コイルは帯板状をなしているために、これをトランスに設けた実装端子に結合することが難しいという問題を生じる。

このため、上記２次側コイルの両端部を屈曲して実装端子とし、これを直接基板のランド部に接合する構成も考えられるが、２次側コイルが単体の部品となるために、トランスへの組み込み精度や、組み込み時における変形等によって上記実装端子の平面度を確保することが難しく、面実装の作業に熟練を要するという問題点があった。

加えて、実装端子における面実装精度を得ることが困難であることから、自動実装化を図る上での障害になっていた。さらに、２次側コイルが単体の部品として外部に露出しているために、１次側コイルやコア等との沿面距離を確保することが難しいという問題点もあった。
なお、同様の大電流に対応して、２次側コイルとして金属製の平板からなるリング状のコイルを用いた電源トランスは、例えば下記特許文献１に開示されている。

特開２００１−２６７１５３号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容易に高い精度で製作することができ、よって基板への自動実装化を図ることができるとともに、２次側コイルと１次側コイルおよびコアとの沿面距離も容易かつ確実に確保することができるトランスを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係るトランスは、帯板状の金属を開環筒状に形成して２次側コイルとし、その両端部を板面が同一平面上に位置するように屈曲形成して実装端子とするとともに、上記２次側コイルの全周に絶縁性樹脂からなる第１のボビンを一体成形した２次側コイルアッセンブリと、第２のボビンの外周に１次側コイルが巻回されてなり、上記２次側コイルアッセンブリの内部空間に配置された１次側コイルアッセンブリと、これら２次側コイルアッセンブリおよび１次側コイルアッセンブリの外周を囲繞して閉磁路を形成するコアとを備えてなることを特徴とするものである。

また、請求項１に記載の発明は、上記２次側コイルは、面外方向に屈曲されたＵ字状に形成され、その全周にインサート成形によって上記第１のボビンが一体成形されることにより上記２次側コイルアッセンブリは天板と一対の側板とを有する門型に形成され、かつ上記１次側コイルは、角筒状に形成され、上記２次側コイルアッセンブリの上記天板および側板内に挿入されるとともに、上記コアは、対向配置された一対のＥ型コアからなり、互いの中足が上記１次側コイルの内部に挿入され、互いの外足が上記２次側コイルアッセンブリの上記側板に沿って配置されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項１に記載の発明は、上記２次側コイルアッセンブリの上記側板には、上記Ｅ型コアの上記外足との対向位置から外れた位置に、上記インサート成形時の上記２次側コイルの支持部材に起因して当該２次側コイルの一部が露出する穴部が形成されるとともに、当該穴部と上記コアとの間から庇状に突出する絶縁部が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、上記２次側コイルアッセンブリの上記第１のボビンには、上記１次側コイルの端部が接続される実装端子を備えた端子装着部が一体に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、帯板状の金属からなる開環筒状の２次側コイルの全周を、絶縁性樹脂からなる第１のボビンによって覆って一体化させた２次側コイルアッセンブリを用いているために、当該２次側コイルアッセンブリと１次側コイルアッセンブリやコアとの組立が容易である。また、２次側コイルの両端部を屈曲形成して、それぞれの板面が同一平面上に位置する実装端子としているために、基板への実装が容易になる。

しかも、上記２次側コイルアッセンブリにおいては、２次側コイルの全周が絶縁性樹脂によって覆われているために、１次側コイルやコアとの沿面距離を確保することも容易になる。

ここで、請求項１に記載の発明によれば、Ｕ字状に形成した上記２次側コイルの全周に、インサート成形によって第１のボビンを一体成形しているために、インサート成形用の金型内において、２次側コイルおよびその実装端子の形状を矯正することができることに加えて、成形後においては２次側コイルおよび第１のボビンが一体化されることによって高強度の２次側コイルアッセンブリを得ることができる。このため、高い精度で上記２次側コイルアッセンブリを製作することができ、よって自動実装化を実現することも容易になる。

ところで、インサート成形によって２次側コイルの全周に第１のボビンを一体成形するに際しては、予め２次側コイルを金型のキャビティの所定位置にピン等の支持部材によって保持した状態で、その周囲に上記絶縁樹脂を射出して２次側コイルを鋳包む。このため、得られた２次側コイルアッセンブリにおいては、上記ピンを取り去った後に、内部の２次側コイルが露出する穴部が形成されてしまう。一方、上記２次側コイルの側板には、Ｅ型コアの外足が配置されるために、上記穴部が上記外足の近傍に形成されてしまうと、２次側コイルとコアとの沿面距離の確保が難しくなるおそれがある。

この点、請求項１に記載の発明によれば、予めインサート成形時に２次側コイルの側面を支持する支持部材の位置を、コアとの対向位置から外れた位置に設定しておき、かつ２次側コイルアッセンブリの側板に、上記穴部とコアとの間から庇状に突出する絶縁部を形成しているために、上記穴から露出する２次側コイルとコアとの間の沿面距離も、確実に確保することができる。

さらに、請求項２に記載の発明によれば、２次側コイルアッセンブリの第１のボビンに、１次側コイルの端部が接続される実装端子を備えた端子装着部を一体に形成しているために、２次側コイルおよび１次側コイルの実装端子が、上記２次側コイルアッセンブリにおいて一体的に位置決めされている。これにより、当該トランスの基板への自動実装化を容易に実現することができる。

本発明の一実施形態を示す全体の斜視図である。図１のトランスを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。図１の分解斜視図である。図１の端子装着部および２次側コイルアッセンブリを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。図４（ｂ）のＢ‐Ｂ線視断面図である。

図１〜図５は、本発明に係るトランスの一実施形態を示すもので、このトランスは、２次側コイルアッセンブリ１と、１次側コイルアッセンブリ２と、これら２次側コイルアッセンブリ１および１次側コイルアッセンブリ２の外周を囲繞して閉磁路を形成する一対のＥ型コア３とから概略構成されたものである。

上記２次側コイルアッセンブリ１は、帯板状の銅板を屈曲形成した２次側コイル４と、この２次側コイル４の全周を覆う絶縁樹脂からなる第１のボビン５とからなるものであり１次側コイルアッセンブリ２は、角筒状の第２のボビン２ａの外周に１次側コイル２ｂが巻回されるとともに、当該１次側コイル２ｂの外周に絶縁テープ２ｃが巻かれたものである。また、２次側コイルアッセンブリ１の第１のボビン５には、端子台６が一体に成形されている。

ここで、２次側コイル４は、上記銅板が面外方向に屈曲されてＵ字状に形成されたもので、その両端部には、さらに互いの板面が同一平面上に位置するように外方に９０°屈曲された実装端子７が一体に形成されている。

そして、図５に示すように、この２次側コイル４を鋳包むようにしてインサート成形により上記第１のボビン５および端子台６が一体成形されている。これにより、２次側コイル４の全周を覆う第１のボビン５は、２次側コイル４の形状に合わせて、天板５ａと一対の側板５ｂとを有する門型に形成され、各々の側板５ｂの図中下端部から外方に向けて、２次側コイル４の実装端子７が引き出されている。

また、端子台６は、第１のボビン５の側板５ｂの図中下端部外周を覆うように環状に形成されており、実装端子７が配置されて位置には、当該実装端子７を外方に延出させるための開口部６ｃが形成されている。そして、この端子台６における第１のボビン５の側板５ｂと直交する２辺に、それぞれ端子装着部６ａ、６ｂが形成され、一方の端子装着部６ａに、１次側コイルアッセンブリ２の１次側コイル２ｂの端部が接合される複数本（図では４本）の実装端子８が稙設されている。

このため、この端子装着部６ａの底面には、図２（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、１次側コイル２ｂから引き出された端部を実装端子８へ案内するための２条の溝部９が形成されている。また、他方の端子装着部６ｂには、このトランスを基板に実装するための複数本（図では５本）の接合用端子１０が稙設されている。なお、これら実装端子８および接合用端子１０は、いずれも２次側コイル４を第１のボビン５にインサート成形する際に、同様に端子台６にインサートすることによって稙設されている。

また、インサート成形によって２次側コイルアッセンブリ１を製造するに際しては、予め射出成形金型のキャビティ内に、２次側コイル４をピン等の支持部材によって設置した後に、絶縁性樹脂を射出して上記２次側コイル４の周囲に充填する。このため、２次側コイル４の支持部材が当接していた位置には、絶縁性樹脂が被覆されない。

このため、本実施形態のトランスにおいては、インサート成形時に２次側コイル４を上下左右の四方から支持している結果、成形された２次側コイルアッセンブリ１の第１のボビン５には、天板５ａの外面の２箇所、当該天板５の裏面の１箇所および両側板５ｂの上部外面の各々１箇所に、それぞれ内部の２次側コイル４の一部が露出する穴部１１が形成されている。そして、両側版５ｂの上部外面に形成された穴部１１の周囲には、絶縁部１２が一体に形成されている。

この絶縁部１２は、穴部１１の端子台６側の縁部に沿って突出する平板状の庇部１２ａと、庇部１２ａの両端から穴部１１の両側縁に沿って天板５ａまでの間に突出する壁部１２ｂとから構成されたものである。

そして、このトランスは、図３に示すように、角筒状の１次側コイルアッセンブリ２が２次側コイルアッセンブリ１の側板５ｂ間の開口から内部空間に挿入され、１次側コイル２ｂの引き出し線が溝部９を通されて実装端子８に接続されるとともに、対向配置された一対のＥ型コア３の中足３ａが１次側コイルアッセンブリ２の内部に挿入され、外足３ｂが２次側コイルアッセンブリ１の側板５ｂに沿って端子台６と絶縁部１２の庇部１２ａとの間に配置されて、両Ｅ型コア３の外周にテープ１３が巻回されることにより組み立てられている。

以上の構成からなるトランスによれば、インサート成形によって帯板状の銅板からなるＵ字状の２次側コイル４の全周を絶縁性樹脂からなる第１のボビン５で覆って一体化させた２次側コイルアッセンブリ１を用いているために、２次側コイルアッセンブリ１と１次側コイルアッセンブリ２やＥ型コア３との組立が容易である。

しかも、インサート成形用の金型内において、２次側コイル４およびその実装端子７の形状を矯正して、実装端子７の板面が同一平面上に位置することができるとともに、成形後においては２次側コイル４および第１のボビン５が一体化されることによって高強度の２次側コイルアッセンブリを得ることができる。

加えて、２次側コイルアッセンブリ１の第１のボビン５に、１次側コイル２ｂの端部が接続される実装端子８を稙設した端子装着部６ａを一体に形成しているために、２次側コイル４および１次側コイル２ｂの実装端子７、８を、２次側コイルアッセンブリ１において一体的に位置決めすることができる。
この結果、高い精度で２次側コイルアッセンブリ１を製作することができ、よって容易に基板への自動実装化を図ることが可能になる。

さらに、２次側コイルアッセンブリ１においては、２次側コイル４の全周が絶縁性樹脂によって覆われているとともに、インサート成形時に２次側コイル４の支持部材によって形成された穴部１１についても、予め上記支持部材の位置を、Ｅ型コア３の外足３ｂとの対向位置から外れた位置に設定しておき、かつ２次側コイルアッセンブリ１の側板５ｂに、穴部１１と外足３ｂとの間から庇状に突出する絶縁部１２を形成している。
このため、２次側コイル４と、１次側コイル２ｂおよびＥ型コア３との間に、必要とされる沿面距離を、確実に確保することができる。

１２次側コイルアッセンブリ
２１次側コイルアッセンブリ
２ａ第２のボビン
２ｂ１次側コイル
３Ｅ型コア
３ａ中足
３ｂ外足
４２次側コイル
５第１のボビン
５ａ天板
５ｂ側板
６ａ、６ｂ端子装着部
７実装端子（２次側）
８実装端子（１次側）
１２絶縁部

Claims

帯板状の金属を開環筒状に形成して２次側コイルとし、その両端部を板面が同一平面上に位置するように屈曲形成して実装端子とするとともに、上記２次側コイルの全周に絶縁性樹脂からなる第１のボビンを一体成形した２次側コイルアッセンブリと、
第２のボビンの外周に１次側コイルが巻回されてなり、上記２次側コイルアッセンブリの内部空間に配置された１次側コイルアッセンブリと、
これら２次側コイルアッセンブリおよび１次側コイルアッセンブリの外周を囲繞して閉磁路を形成するコアとを備えてなり、
上記２次側コイルは、面外方向に屈曲されたＵ字状に形成され、その全周にインサート成形によって上記第１のボビンが一体成形されることにより上記２次側コイルアッセンブリは天板と一対の側板とを有する門型に形成され、かつ上記１次側コイルは、角筒状に形成され、上記２次側コイルアッセンブリの上記天板および側板内に挿入されるとともに、上記コアは、対向配置された一対のＥ型コアからなり、互いの中足が上記１次側コイルの内部に挿入され、互いの外足が上記２次側コイルアッセンブリの上記側板に沿って配置され、
上記２次側コイルアッセンブリの上記側板には、上記Ｅ型コアの上記外足との対向位置から外れた位置に、上記インサート成形時の上記２次側コイルの支持部材に起因して当該２次側コイルの一部が露出する穴部が形成されるとともに、当該穴部と上記コアとの間から庇状に突出する絶縁部が形成されていることを特徴とするトランス。
帯板状の金属を開環筒状に形成して２次側コイルとし、その両端部を板面が同一平面上に位置するように屈曲形成して実装端子とするとともに、上記２次側コイルの全周に絶縁性樹脂からなる第１のボビンを一体成形した２次側コイルアッセンブリと、
第２のボビンの外周に１次側コイルが巻回されてなり、上記２次側コイルアッセンブリの内部空間に配置された１次側コイルアッセンブリと、
これら２次側コイルアッセンブリおよび１次側コイルアッセンブリの外周を囲繞して閉磁路を形成するコアとを備えてなり、
上記２次側コイルアッセンブリの上記第１のボビンには、上記１次側コイルの端部が接続される実装端子を備えた端子装着部が一体に形成されていることを特徴とするトランス。
上記２次側コイルは、面外方向に屈曲されたＵ字状に形成され、その全周にインサート成形によって上記第１のボビンが一体成形されることにより上記２次側コイルアッセンブリは天板と一対の側板とを有する門型に形成され、かつ上記１次側コイルは、角筒状に形成され、上記２次側コイルアッセンブリの上記天板および側板内に挿入されるとともに、上記コアは、対向配置された一対のＥ型コアからなり、互いの中足が上記１次側コイルの内部に挿入され、互いの外足が上記２次側コイルアッセンブリの上記側板に沿って配置されていることを特徴とする請求項２に記載のトランス。