JP6476918B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば車載用リーケージトランスなどとしても好適に用いることができ、自動巻線および小型化が可能で、銅損が小さく高結合なコイル装置に関する。

トランスにおいて、一次巻線と二次巻線との結合を高くするために、たとえば下記の特許文献１にも示すように、ワイヤの巻軸方向に沿って、二次巻線、一次巻線および二次巻線の順序で配列し、一次巻線を二次巻線で挟む構造が知られている。

このような一般的な構造のトランスにおいては、一次巻線を挟んでいる一対の二次巻線は、それぞれ別々のワイヤをボビンに巻回して構成されるため、ワイヤ長が長く、銅損が大きいという問題がある。また、空中配線部分が長く（多く）、装置の小型化が困難であると共に、空中配線のワイヤは放熱性が悪いため、ワイヤが冷えにくいという問題が生じる。

なお、一次巻線を挟んでいる一対の二次巻線を、単一のワイヤで巻回して形成することも考えられるが、その場合には、自動巻線が困難になるという課題を有している。

実開平１０−２０５号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、自動巻線および小型化が可能で、銅損が小さく高結合なコイル装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
磁性コアと、ボビンと、前記ボビンの外周に装着してあるコイルとを有するコイル装置であって、
前記コイルが、前記コイルの巻回軸に沿って、第１コイル部と、第２コイル部と、これらの第１コイル部と第２コイル部との間に位置する中間コイル部とを有し、
前記巻回筒部の外周には、前記第１コイル部と前記中間コイル部とを仕切る第１巻回隔壁鍔と、前記第２コイル部と前記中間コイル部とを仕切る第２巻回隔壁鍔と、が少なくとも形成してあり、
前記第１巻回隔壁鍔と第２巻回隔壁鍔部とには、前記第１コイル部と前記第２コイル部とを前記巻回軸に沿って連絡する切り欠き部が形成してあり、
前記切り欠き部に対応する位置で、ボビン補助部が前記ボビンに装着してあり、
前記ボビン補助部は、
前記中間コイル部を構成する中間ワイヤの周方向一部が巻回される中間部分筒と、
前記中間部分筒の内周側に形成され、前記第１コイル部と前記第２コイル部とを共通ワイヤで形成するためのワイヤ連通路と、を有することを特徴とする。

本発明に係るコイル装置では、中間コイル部を、第１コイル部と第２コイル部とで挟む構造である。そのため、中間コイル部を一次コイルとし、第１コイル部と第２コイル部とを二次コイルとすること、または、中間コイル部を二次コイルとし、第１コイル部と第２コイル部とを一次コイルとすることが可能になる。そのため、これらのコイル間の結合を高くすることができ、たとえば車載用リーケージトランスなどとしても好適に用いることができる高結合なコイル装置を実現することができる。

また、中間部分筒のワイヤ連通路を通して、第１コイル部と第２コイル部とが共通ワイヤで連続して形成してあるため、ワイヤ長が短くなり、銅損を小さくすることができる。銅損を小さくできれば、効率が向上し、発熱も低減することができる。また、放熱性が悪い空中配線部分が少なく（短く）なることから、放熱性が向上すると共に、装置の小型化が可能になる。さらに、コイル部はもちろんのこと、第１コイル部と第２コイル部とを連絡するワイヤの一部においても、ワイヤは、ボビンまたはボビン補助部に接触することになり、ワイヤの熱は積極的にボビンから放熱させ、装置全体を冷却することができる。

さらに、第１コイル部と第２コイル部とを共通ワイヤで連続して形成した後、ボビン補助部を切り欠き部に取り付け、第１巻回隔壁鍔と第２巻回隔壁鍔部との間に位置する中間部分筒および巻回筒部の外周に、中間ワイヤを巻回すれば、中間コイル部が得られる。したがって、第１コイル部および第２コイル部を構成する共通ワイヤの巻線作業のみでなく、中間コイル部を構成する中間ワイヤの巻線作業の自動化も容易になる。また、最低、二つのワイヤのみを用いて巻線作業を行うため、自動巻線機での巻線作業も容易である。

また、第１コイル部と中間コイル部とは、第１巻回隔壁鍔により絶縁することができ、第２コイル部と中間コイル部とは、第２巻回隔壁鍔により効果的に絶縁することができ、耐電圧特性にも優れている。さらに、ボビン補助部の中間部分筒を用いて、第１コイル部および第２コイル部を連絡する共通ワイヤの一部を、中間コイル部を構成する中間ワイヤから効果的に絶縁することができる。

好ましくは、前記ボビン補助部は、
前記切り欠き部において前記第１巻回隔壁鍔の補助となる第１巻回隔壁部分鍔と、
前記切り欠き部において前記第２巻回隔壁鍔の補助となる第２巻回隔壁部分鍔と、をさらに有する。

これらの部分鍔を有することで、第１コイル部と中間コイル部との絶縁と、第２コイル部と中間コイル部との絶縁とが向上する。

好ましくは、前記巻軸方向に沿って前記第１巻回隔壁鍔と前記第２巻回隔壁鍔との間には、中間巻回隔壁鍔が前記ボビンの外周に形成してあり、
前記中間巻回隔壁鍔は、前記切り欠き部において、切り欠かれている。

中間巻回隔壁鍔を形成することで、巻回軸に沿って中間コイル部を分離することが可能になる。なお、中間巻回隔壁鍔が切り欠き部において切り欠かれているのは、ボビン補助部を切り欠き部に取り付けるためである。また、中間巻回隔壁鍔は、第１コイル部または第２コイル部にも具備させても良い。中間巻回隔壁鍔を設けることで、コイル装置の耐電圧特性がさらに向上する。

さらに、本発明に係るコイル装置では、設置面が巻軸に対して垂直な縦型コイル装置として構成することが容易であり、設置面の小型化に寄与する。

図１は本発明の一実施形態に係るコイル装置としてのトランスの斜視図である。 図２Ａは図１に示すトランスの左側面図である。 図２Ｂは図１に示すトランスの正面図であり、背面図と対称になる。 図２Ｃは図１に示すトランスの右側面図である。 図２Ｄは図１に示すトランスの平面図である。 図２Ｅは図１に示すトランスの底面図である。 図３は図１に示すトランスの分解斜視図である。 図４は図３に示すボビン補助部の斜視図である。 図５Ａは図１に示すV−V線に沿う断面斜視図である。 図５Ｂは図１に示すV−V線に沿う断面図である。 図５Ｃは本発明の他の実施形態に係るコイル装置の図５Ｂに対応する断面図である。 図６Ａは図１に示すVI−VI線に沿う断面斜視図である。 図６Ｂは図１に示すVI−VI線に沿う断面図である。 図７Ａは図１に示すトランスのＺ軸方向下側でのＸ−Ｙ平面に沿う断面斜視図である。 図７Ｂは図１に示すトランスのＺ軸方向下側でのＸ−Ｙ平面に沿う図７Ａに対応する断面図である。 図７Ｃは図１に示すトランスのＸ−Ｙ平面に沿う図７ＡよりもＺ軸方向上側での断面斜視図である。 図７Ｄは図１に示すトランスのＸ−Ｙ平面に沿う図７ＣよりもＺ軸方向上側での断面斜視図である。 図７Ｅは図１に示すトランスのＸ−Ｙ平面に沿う図７ＤよりもＺ軸方向上側での断面斜視図である。 図７Ｆは図１に示すトランスのＸ−Ｙ平面に沿う図７ＥよりもＺ軸方向上側での断面斜視図である。 図８Ａは本発明の他の実施形態に係るコイル装置としてのトランスの斜視図である。 図８Ｂは図８Ａに示すトランスの分解斜視図である。 図８Ｃは図８Ａに示すVIIIC−VIIIC線に沿う断面図である。 図８Ｄは図８Ａに示すVIIID−VIIID線に沿う断面図である。 図８Ｅは図８Ａに示すワイヤ付きボビンの斜視図図である。 図８Ｆは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンの正面図であり、背面図と対称になる。 図８Ｇは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンの左側面図である。 図８Ｈは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンの右側面図である。 図８Ｉは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンの平面図である。 図８Ｊは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンのＹ軸方向中央部でのＸ−Ｚ平面に沿う断面斜視図である。 図８Ｋは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンのＸ−Ｚ平面に沿う図８ＪよりもＹ軸方向手前側での断面斜視図である。 図８Ｌは図８Ｅに示すワイヤ付きボビンのＸ−Ｚ平面に沿う図８ＪよりもＹ軸方向奥側での断面斜視図である。 図９は図８Ｂに示すボビン補助部の斜視図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１および図２Ａ〜図２Ｅに示すように、本実施形態に係るコイル装置としてのトランス１０は、たとえば車載用の高結合トランスやリーケージトランスなどとして用いられる。このトランス１０は、ボビン２０と、ボビン２０に巻回してあるコイル３００（図２Ｂ参照）と、磁性コア４０と、絶縁カバー５０とを有する。このトランス１０は、たとえば図示省略してある筐体の上表面に取り付けられ、設置面が巻軸（Ｚ軸）に対して垂直な縦型コイル装置である。筺体は、たとえばトランス１０が取り付けられる板状部材であり、自動車部品の一つであっても良く、その背面（トランス１０の取付面とは反対側）には、冷却水が流れていても良い。

図３に示すように、ボビン２０は、ボビン本体２４と、ボビン本体２４のＸ軸方向の両端上部に一体に成形してある端子台部２２，２３とを有する。端子台部２２および２３には、それぞれＹ軸方向の両端に、リード取付部２２ａ，２２ｂおよび２３ａ，２３ｂが形成してある。リード取付部２２ａ，２２ｂには、端子金具３８ａ１，３８ｂ１がそれぞれ取り付けられ、それぞれに中間ワイヤ３８の両端に形成してあるリード部３８ａ，３８ｂが接続される。リード取付部２３ａ，２３ｂには、端子金具３７ａ１，３７ｂ１がそれぞれ取り付けられ、それぞれに共通ワイヤ３７の両端に形成してあるリード部３７ａ，３７ｂが接続される。

共通ワイヤ３７は、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２を構成し、中間ワイヤ３８は、中間コイル部３０３を構成する。第１コイル部３０１と第２コイル部３０２と中間コイル部３０３とで、コイル３００を構成しており、Ｚ軸方向に沿って、中間コイル部３０３が第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とで挟まれている。これらの共通ワイヤ３７および中間ワイヤ３８と、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２と中間コイル部３０３との関係については後述する。

図３に示すように、本実施形態では、磁性コア４０は、上部コア４０ａと、下部コア４０ｂとを有する。これらのコア４０ａ，４０ｂは、本実施形態では、同じ形状であり、Ｚ−Ｙ断面で断面Ｅ字形状を有し、いわゆるＥ型コアを構成する。

Ｚ軸方向の上側に配置される上部コア４０ａは、Ｙ軸方向に延びるベース部４４ａと、ベース部４４ａのＹ軸方向の両端からＺ軸方向に突出している一対の側脚部４８ａと、これらの側脚部４８ａの間でＹ軸方向の中央からＺ軸方向に突出する中脚部４６ａとを有する。Ｚ軸方向の下側に配置される下部コア４０ｂは、Ｙ軸方向に延びるベース部４４ｂと、ベース部４４ｂのＹ軸方向の両端からＺ軸方向に突出している一対の側脚部４８ｂと、これらの側脚部４８ｂの間でＹ軸方向の中央からＺ軸方向に突出する中脚部４６ｂとを有する。

中脚部４６ａは、ボビン２０のコア脚用貫通孔２６の内部にＺ軸方向の上方から挿入されるようになっている。同様に、中脚部４６ｂは、ボビン２０のコア脚用貫通孔２６の内部にＺ軸方向の下方から挿入され、貫通孔２６の内部において、それらの先端は、中脚部４６ａの先端に接触または所定のギャップで向き合うように構成してある。

中脚部４６ａおよび中脚部４６ｂは、貫通孔２６の内周面形状に一致するように、円柱形状を有しているが、その形状は、特に限定されず、貫通孔２６の形状に合わせて変化させても良い。また、側脚部４８ａ，４８ｂは、ボビン本体２４の外周面形状に合わせた内側凹曲面形状を有し、その外面は、Ｘ−Ｚ平面に平行な平面を有している。本実施形態では、各コア４０ａ，４０ｂの材質は、金属、フェライト等の軟磁性材料が挙げられるが、特に限定されない。

側脚部４８ａ，４８ｂの内周面とボビン本体２４の外周面との間には、それぞれ絶縁カバー５０が配置してある。カバー５０のカバー本体５２は、ボビン２０における端子台２２および２３の間に位置するボビン本体２４の外周を覆うような形状を有する。カバー本体５２のＺ軸方向の両端には、カバー本体５２からボビン本体２４に向けて略垂直方向に折り曲げられてる係止片５４が一体成形してある。カバー本体５２のＺ軸方向の両側に形成してある一対の係止片５４は、ボビン本体２４のＺ軸方向の上下面を挟み込むように取り付けられる。

また、カバー本体５２のＸ軸方向の両端外面には、それぞれＺ軸方向に延びる側脚ガイド片５６が一体に成形してある。一対の側脚ガイド片５６の間に位置するカバー本体５２の外面には、側脚部４８ａ，４８ｂの内面が接触し、側脚部４８ａ，４８ｂのＸ軸方向の移動が、一対の側脚ガイド片５６により制限されるようになっている。これらのカバー５０は、ボビン２０と同様なプラスチックなどの絶縁部材で構成してある。

さらに本実施形態のトランス１０は、ボビン補助部２００を有する。ボビン補助部２００は、ボビン２０と同様な、または異なるプラスチックなどの絶縁部材で構成してある。ボビン補助部２００は、ボビン２０とは別に成形されて、共通ワイヤ３７がボビン２０に巻回された後に、ボビン２０の周方向の一部に取り付けられる。ボビン補助部２００の詳細については、後述する。

なお、図面において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直であり、Ｚ軸は、第１コイル部３０１、第２コイル部３０２および中間コイル部３０３を形成するための共通ワイヤ３７および中間ワイヤ３８の巻軸と一致し、トランス１０の高さ（厚み）に対応する。本実施形態では、トランス１０のＺ軸方向の下方が、トランスの設置面（筐体の表面）となる。また、Ｙ軸は、ベース部４４ａ，４４ｂの長手方向に一致する。さらに、Ｘ軸は、ボビン２０の長手方向に一致するようになっている。

図５Ｂに示すように、本実施形態のトランス１０におけるボビン２０の巻回筒部２８のＺ軸方向の両端には、端部隔壁鍔３１および３２が半径方向の外方に延びるように、Ｘ−Ｙ平面に略平行に一体成形してある。端部隔壁鍔３１および３２のＺ軸方向の間に位置する巻回筒部２８の外周面には、巻回隔壁鍔３３〜３６が径方向外方に突出するように、Ｚ軸方向に所定間隔で形成してある。

これらの端部隔壁鍔３１および３２の間に形成された巻回隔壁鍔３３〜３６により、これらの隔壁鍔の間には、Ｚ軸方向の下から順に、巻回区画Ｓ１〜Ｓ５が形成される。なお、巻回隔壁鍔３３〜３６および巻回区画Ｓ１〜Ｓ５の数は、特に限定されない。

本実施形態では、巻回区画Ｓ１，Ｓ２に、共通ワイヤ３７が連続して巻回してあり、区画Ｓ３およびＳ４に、中間ワイヤ３８が連続して巻回してある。また、区画Ｓ５には、巻回区画Ｓ１，Ｓ２に巻回してある共通ワイヤ３７と同じものが巻回してある。本実施形態では、共通ワイヤ３７が一次コイルを構成し、中間ワイヤ３８が二次コイルを構成するが、逆であっても良い。

また、本実施形態では、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、巻回隔壁鍔３３には、隣接する各区画Ｓ１およびＳ２相互を連絡する少なくとも１の連絡溝３３ａが形成してある。連絡溝３３ａを通して、区画Ｓ１に巻回してある共通ワイヤ３７が区画Ｓ２に通され、この区画Ｓ２でボビン２０の巻回筒部２８の外周に巻回可能になっている。

また、巻回隔壁鍔３５には、隣接する各区画Ｓ３およびＳ４相互を連絡する少なくとも１の連絡溝３５ａが形成してある。この連絡溝３５ａを通して、区画Ｓ３に巻回してある中間ワイヤ３８が区画Ｓ４に通され、この区画Ｓ４でボビン２０の巻回筒部２８の外周に巻回可能になっている。本実施形態では、第１コイル部３０１を構成する共通ワイヤ３７のための連絡溝３３ａと、中間コイル部を構成する中間ワイヤ３８のための連絡溝３５ａとは、Ｘ軸方向の相互に反対側に形成してあることが好ましい。

なお、本実施形態では、巻回隔壁鍔部３４が、第１コイル部３０１と中間コイル部３０３とをＺ軸方向に仕切る第１巻回隔壁鍔に対応し、巻回隔壁鍔部３６が、第２コイル部３０２と中間コイル部３０３とをＺ軸方向に仕切る第２巻回隔壁鍔に対応する。巻回隔壁鍔部３４および巻回隔壁鍔部３６に関しては、共通ワイヤ３７と中間ワイヤ３８とを絶縁するために、前述したような連絡溝は形成する必要がない。

しかしながら、本実施形態では、図６Ｂに示すように、第１コイル部３０１を構成する共通ワイヤ３７を、第２コイル部３０２を構成する共通ワイヤ３７と連続させる必要がある。そのために、共通ワイヤ３７の一部３７ｃ（コイル３０１および３０２の内周側）を通すための切り欠き部３４ａ，３６ａが、巻回隔壁鍔部３４および３６の周方向の一部に形成してある。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、切り欠き部３４ａは、ボビン２０の巻回筒部２８の外周面位置まで到達する深さであることが好ましい。切り欠き部３６ａに関しても同様である。共通ワイヤ３７の一部３７ｃを、巻回筒部２８の外周面近くでＺ軸方向に通すためである。

また、図７Ａ〜図７Ｅに示すように、これらの切り欠き部３４ａ，３６ａが形成されている周方向位置で、巻回隔壁鍔部３４と３６の間に位置する巻回隔壁鍔部３５には、図４に示すボビン補助部２００の周方向幅に対応する幅で、切り欠き部３５ｂが形成してあり、そこに、ボビン補助部２００が装着可能になっている。

図４に示すように、ボビン補助部２００は、円筒の一部を構成する中間部分筒２０２と、そのＺ軸方向の両端にＸ−Ｙ軸平面で平行に形成してある部分鍔２０４および２０６と、中間部分筒２０２の周方向の中央部に形成してあり、Ｚ軸方向に伸びる凹状のワイヤ通路２０８とを有する。凹状のワイヤ通路２０８は、部分鍔２０４および２０６が中間部分筒２０２から広がっている方向に凹んでいる。一方の部分鍔２０４が第１巻回隔壁部分鍔に対応し、他方の部分鍔２０６が第２巻回隔壁部分鍔に対応する。

図４、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ボビン補助部２００は、中間コイル部３０３を構成する中間ワイヤ３８の周方向一部が巻回される中間部分筒２０２を有する。図７Ａに示すように、中間部分筒２０２の内周面は、ボビン２０の巻回筒部２８の外周面に密着可能になっている。

ただし、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とを単一の共通ワイヤ３７で形成するために、共通ワイヤ３７の一部３７ｃが挿通可能な凹状のワイヤ連通路２０８が、図４に示す中間部分筒２０２の内周面に形成してある。

図６Ｂおよび図７Ｂに示すように、巻回隔壁鍔部３４のＺ軸方向の上側表面には、切り欠き部３４ａが形成されている周方向位置で、Ｚ軸方向に貫通しないザグリ面３４ｂが形成してある。ザグリ面３４ｂには、ボビン補助部２００の部分鍔部２０４がＸ軸方向からスライド装着可能になっている。

また同様に、図６Ｂおよび図７Ｄに示すように、巻回隔壁鍔部３６のＺ軸方向の下側表面には、切り欠き部３６ａが形成されている周方向位置で、Ｚ軸方向に貫通しないザグリ面３６ｂが形成してある。ザグリ面３６ｂには、ボビン補助部２００の部分鍔部２０６がＸ軸方向からスライド装着可能になっている。

図５Ｂに示すように、第１コイル部３０１を構成する共通ワイヤ３７が巻回される各区画Ｓ１，Ｓ２におけるＺ軸に沿っての区画幅Ｔ１は、Ｚ軸方向に２本の共通ワイヤ３７が入り込める幅に設定してある。ただし、区画幅Ｔ１は、１本または３本以上の共通ワイヤ３７が入り込める幅に設定してもよい。また、本実施形態では、区画幅Ｔ１は、全て同じであることが好ましいが、多少異なっていても良い。

また、第２コイル部３０２を構成する共通ワイヤ３７が巻回される区画Ｓ５におけるＺ軸に沿っての区画幅Ｔ２は、Ｚ軸方向に１本の共通ワイヤ３７が入り込める幅に設定してある。ただし、区画幅Ｔ２は、２本以上の共通ワイヤ３７が入り込める幅に設定してもよい。また、本実施形態では、区画幅Ｔ２は、区画幅Ｔ１と異ならせてあるが、同じであってもよい。

また、中間コイル部３０３を構成する中間ワイヤ３８が巻回される各区画Ｓ３およびＳ４におけるＺ軸に沿っての区画幅Ｔ３は、Ｚ軸方向に２本の中間ワイヤ３８が入り込める幅に設定してあり、各区画毎に、ワイヤ巻回部分相互を分離可能になっている。本実施形態では、各区画Ｓ３およびＳ４におけるＺ軸に沿っての区画幅Ｔ３は、中間ワイヤ３８の線径に合わせて、区画幅Ｔ１と同じでも異なっていても良い。

また、隔壁鍔３１〜３６の高さ（巻軸に対して半径方向の長さ）Ｈ１は、１本（１層以上）以上のワイヤ３７または３８が入り込める高さに設定してあり、本実施形態では、好ましくは２〜８層のワイヤが巻回できる高さに設定してある。各隔壁鍔３１〜３６の高さＨ１は、全て同じであることが好ましいが、異なっていても良い。本実施形態では、各区画Ｓ１〜Ｓ５に巻回されるワイヤ３７または３８の巻回方法は、特に限定されず、通常巻でもα巻でも良い。

ワイヤ３７および３８は、単線で構成されても良く、あるいは撚り線で構成されても良く、絶縁被覆導線で構成されることが好ましい。ワイヤ３７および３８の外径は、特に限定されないが、大電流を流す場合には、たとえばφ１．０〜φ３．０ｍｍが好ましい。中間ワイヤ３８は、共通ワイヤ３７と同じであっても良いが、異なっていても良い。

図３に示すように、Ｚ軸方向の最下部に位置する端部隔壁鍔３１のＸ軸方向の両端には、それぞれボビン脚部３１ａが一体に成形してある。各ボビン脚部３１ａは、端部隔壁鍔３１のＸ軸方向の両端から、Ｚ軸方向の下方に突出して形成してある。

ボビン２０は、たとえばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＬＣＰ、ナイロンなどのプラスチックで構成してあるが、その他の絶縁部材で構成されても良い。ただし、本実施形態では、ボビン２０としては、たとえば１Ｗ／ｍ・Ｋ以上に熱伝導率が高いプラスチックで構成することが好ましく、たとえばＰＰＳ、ナイロンなどで構成してある。

本実施形態では、図６Ａに示すように、中間コイル部３０３を、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とで挟む構造である。そのため、たとえば中間コイル部３０３を一次コイルとし、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とを二次コイルとすること、または、中間コイル部３０３を二次コイルとし、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とを一次コイルとすることが可能になる。そのため、これらのコイル間の結合を高くすることができ、たとえば車載用リーケージトランスなどとしても好適に用いることができる高結合なコイル装置を実現することができる。

また、中間部分筒２０２のワイヤ連通路２０８を通して、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とが共通ワイヤ３７の一部３７ｃで連続して形成してあるため、ワイヤ長が短くなり、銅損を小さくすることができる。銅損を小さくできれば、効率が向上し、発熱も低減することができる。また、放熱性が悪い空中配線部分が少なく（短く）なることから、放熱性が向上すると共に、トランス１０の小型化が可能になる。さらに、コイル部３０１，３０２および３０３では、ワイヤ３７および３８がボビン２０またはボビン補助部２００に接触すると共に、共通ワイヤ３７の一部３７ｃにおいても、ワイヤ３７は、ボビン２０またはボビン補助部２００に接触する。このため、ワイヤ３７および３８の熱は積極的にボビン２０から放熱させ、トランス１０の全体を冷却することができる。

本実施形態では、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とを単一の共通ワイヤ３７で連続して形成した後、図７Ａ〜図７Ｄに示すように、ボビン補助部２００を切り欠き部３５ｂおよびザグリ部３４ｂ，３６ｂ（切り欠き部３４ａ，３６ａに対応）に取り付ける。その後に、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、巻回隔壁鍔３４と巻回隔壁鍔３６との間に位置する中間部分筒２０２および巻回筒部２８の外周に、中間ワイヤ３８を巻回すれば、中間コイル部３０３が得られる。したがって、第１コイル部３０１および第２コイル部３０２を構成する共通ワイヤ３７の巻線作業のみでなく、中間コイル部３０３を構成する中間ワイヤ３８の巻線作業の自動化も容易になる。また、最低、二つのワイヤ３７，３８のみを用いて巻線作業を行うため、自動巻線機での巻線作業も容易である。

また、第１コイル部３０１と中間コイル部３０３とは、巻回隔壁鍔部３４により絶縁することができ、第２コイル部３０２と中間コイル部３０３とは、巻回隔壁鍔部３６により効果的に絶縁することができ、耐電圧特性にも優れている。さらに、ボビン補助部２００の中間部分筒２０２を用いて、第１コイル部３０１および第２コイル部３０２を連絡する共通ワイヤ３７の一部を、中間コイル部３０３を構成する中間ワイヤ３８から効果的に絶縁することができる。

また本実施形態では、第１巻回隔壁鍔３４の補助となる第１巻回隔壁部分鍔２０４と、第２巻回隔壁鍔３６の補助となる第２巻回隔壁部分鍔２０６と、をさらに有する。そのため、第１コイル部３０１と中間コイル部３０３との絶縁と、第２コイル部３０２と中間コイル部３０３との絶縁とが向上する。

さらに本実施形態では、Ｚ軸方向に沿って第１巻回隔壁鍔３４と第２巻回隔壁鍔３６との間には、中間巻回隔壁鍔３５がボビン２０の巻回筒部２８の外周に形成してあるが、中間巻回隔壁鍔３５は、切り欠き部３５ｂにおいて、切り欠かれている。

中間巻回隔壁鍔３５を形成することで、巻回軸（Ｚ軸）に沿って中間コイル部３０３を分離することが可能になる。なお、中間巻回隔壁鍔３５が切り欠き部３５ｂにおいて切り欠かれているのは、ボビン補助部２００を切り欠き部３５ｂに取り付けるためである。また、中間巻回隔壁鍔３５と同様な巻回隔壁鍔３３は、第１コイル部３０１または第２コイル部３０２にも具備させても良い。中間巻回隔壁鍔を設けることで、コイル装置の耐電圧特性がさらに向上する。

さらに、本実施形態に係るトランス１０では、ワイヤ３７（３８）の巻回軸（Ｚ軸）に沿って相互に隣り合うワイヤ巻回部分相互を分離する巻回隔壁鍔３３〜３６が形成してあることから、ワイヤ３７（３８）の外径を太くしても絶縁化が容易であり、大電流化（高出力化）に対応しやすい。また、従来では、電圧の高周波化に伴い、相互に隣接するワイヤ相互が影響し合い、電流が流れ難くなると言う悪影響もあるが、本実施形態のトランス１０では、巻回隔壁鍔３３〜３６を有するために、このような悪影響を少なくすることができ、高周波特性も向上する。

さらにまた、端部隔壁鍔３１，３２、巻回隔壁鍔３３〜３６は、放熱フィンとしても作用するために、トランス１０の放熱性にも優れている。また本実施形態では、ワイヤの巻数が多い区画Ｓ１およびＳ２を、ボビン２０のＺ軸方向の下方に位置させているため、トランス１０の下部から冷却するのに都合が良い。ワイヤの巻数が多いと、発熱量も大きくなるため、発熱量が大きい部分を冷却部分に近づけることで、放熱性が向上する。

さらにまた、本実施形態に係るトランス１０では、設置面が巻軸に対して垂直な縦型コイル装置として構成することが容易であり、設置面の小型化に寄与する。

第２実施形態
この実施形態のトランスは、下記に示す以外は、第１実施形態と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。以下、重複する部分の説明は省略する。

図５Ｃに示すように、この実施形態のトランス１０では、絶縁カバー５０の内周面に内方凸部５３が周方向に沿って、好ましくは連続的（または断続的でも良い）に形成してある。巻回隔壁鍔３４の外周端には、内方凸部５３が嵌合する凹部３４ｃが形成してある。内方凸部５３が凹部３４ｃに嵌合することで、絶縁カバー５０とボビン２０との接合が強固になる。また、区画Ｓ２と区画Ｓ３との絶縁距離が増大し、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２との絶縁、すなわち一次コイルと二次コイルとの絶縁が強化される。

第３実施形態
図８Ａ〜図９に示すように、この実施形態のトランス１０Ａは、下記に示す以外は、第１実施形態または第２実施形態と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。以下、重複する部分の説明は省略する。

図８Ｂに示すように、ボビン２０Ａは、ボビン本体２４と、ボビン本体２４のＸ軸方向の両端上部に一体に成形してある端子台部２２，２３とを有する。端子台部２２および２３には、それぞれＹ軸方向の両端に、リード取付部２２ａ，２２ｂおよび２３ａ，２３ｂが形成してある。リード取付部２２ａ，２２ｂおよび２３ａ，２３ｂには、それぞれに共通ワイヤ３７の両端に形成してあるリード部３７ａ，３７ｂおよび中間ワイヤ３８の両端に形成してあるリード部３８ａ，３８ｂが接続される。

共通ワイヤ３７は、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２を構成し、中間ワイヤ３８は、中間コイル部３０３を構成する。第１コイル部３０１と第２コイル部３０２と中間コイル部３０３とで、コイル３００を構成しており、Ｚ軸方向に沿って、中間コイル部３０３が第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とで挟まれている。

本実施形態のトランス１０Ａでは、図８Ｂに示すように、磁性コア４０Ａは、上部コア４０ａと、下部コア４０ｂとを有する。これらのコア４０ａ，４０ｂは、それぞれ同じ形状を持つ２つの分割コア４２ａ，４２ａおよび４２ｂ，４２ｂに分離可能である。本実施形態では、各分割コア４２ａ，４２ａおよび４２ｂ，４２ｂは、全て同じ形状であり、Ｚ−Ｙ断面で断面コ字形状を有し、Ｕ型コアの一種である。

Ｚ軸方向の上部に配置される一対の分割コア４２ａ，４２ａが組み合わされることにより、Ｚ−Ｙ断面で断面Ｅ字形状を有し、いわゆるＥ型コアを構成する。Ｚ軸方向の下部に配置される他の一対の分割コア４２ｂ，４２ｂも、組み合わされることにより、Ｚ−Ｙ断面で断面Ｅ字形状を有し、いわゆるＥ型コアを構成する。

Ｚ軸方向の上側に配置される各分割コア４２ａは、Ｙ軸方向に延びるベース部４４ａと、ベース部４４ａのＹ軸方向の両端からＺ軸方向に突出している一対の中脚部４６ａおよび側脚部４８ａとを有する。Ｚ軸方向の下側に配置される各分割コア４２ｂは、Ｙ軸方向に延びるベース部４４ｂと、ベース部４４ｂのＹ軸方向の両端からＺ軸方向に突出している一対の中脚部４６ｂおよび側脚部４８ｂとを有する。

一対の中脚部４６ａは、ボビン２０のコア脚用貫通孔２６の内部にＺ軸方向の上方から挿入されるようになっている。同様に、一対の中脚部４６ｂは、ボビン２０のコア脚用貫通孔２６の内部にＺ軸方向の下方から挿入され、貫通孔２６の内部において、それらの先端は、中脚部４６ａの先端に接触または所定のギャップで向き合うように構成してある。

中脚部４２ａ，４２ａまたは中脚部４２ｂ，４２ｂは、それぞれ組み合わされた状態で、貫通孔２６の内周面形状に一致するように、Ｘ軸方向に長い楕円柱形状を有しているが、その形状は、特に限定されず、貫通孔２６の形状に合わせて変化させても良い。また、側脚部４８ａ，４８ｂは、ボビン本体２４の外周面形状に合わせた内側凹曲面形状を有し、その外面は、Ｘ−Ｚ平面に平行な平面を有している。本実施形態では、各分割コア４２ａ，４２ｂの材質は、金属、フェライト等の軟磁性材料が挙げられるが、特に限定されない。

図８Ｃに示すように、本実施形態のトランス１０Ａにおけるボビン２０Ａの巻回筒部２８のＺ軸方向の両端には、端部隔壁鍔３１および３２が半径方向の外方に延びるように、Ｘ−Ｙ平面に略平行に一体成形してある。端部隔壁鍔３１および３２のＺ軸方向の間に位置する巻回筒部２８の外周面には、巻回隔壁鍔３３〜３６ａ，３６ｂが径方向外方に突出するように、Ｚ軸方向に所定間隔で形成してある。

これらの端部隔壁鍔３１および３２の間に形成された巻回隔壁鍔３３〜３６ｂの間には、Ｚ軸方向の下から順に、巻回区画Ｓ１〜Ｓ６が形成される。なお、巻回隔壁鍔３３〜３６ｂおよび巻回区画Ｓ１〜Ｓ６の数は、特に限定されない。

本実施形態では、巻回区画Ｓ１に、共通ワイヤ３７が連続して巻回してあり、区画Ｓ２およびＳ３に、中間ワイヤ３８が連続して巻回してある。また、区画Ｓ４〜Ｓ６には、巻回区画Ｓ１に巻回してある共通ワイヤ３７と同じものが巻回してある。本実施形態では、共通ワイヤ３７が一次コイルを構成し、中間ワイヤ３８が二次コイルを構成するが、逆であっても良い。

また、本実施形態では、図８Ｄ、図８Ｊおよび図８Ｌに示すように、巻回隔壁鍔３６ａ，３６ｂには、隣接する各区画Ｓ４〜Ｓ６相互を連絡する少なくとも１の連絡溝３６ａ１，３６ｂ１がそれぞれ形成してある。これらの連絡溝３６ａ１，３６ｂ１を通して、区画Ｓ４に巻回してある共通ワイヤ３７が区画Ｓ５に通され、区画Ｓ５に巻回してある共通ワイヤ３７が区画Ｓ６に通され、これらの区画Ｓ３〜Ｓ６でボビン２０Ａの巻回筒部２８の外周に巻回可能になっている。

本実施形態では、巻回隔壁鍔部３３が、第１コイル部３０１と中間コイル部３０３とをＺ軸方向に仕切る第１巻回隔壁鍔に対応し、巻回隔壁鍔部３５が、第２コイル部３０２と中間コイル部３０３とをＺ軸方向に仕切る第２巻回隔壁鍔に対応する。巻回隔壁鍔部３３および巻回隔壁鍔部３５に関しては、共通ワイヤ３７と中間ワイヤ３８とを絶縁するために、前述したような連絡溝は形成する必要がない。

しかしながら、本実施形態では、図８Ｄに示すように、第１コイル部３０１を構成する共通ワイヤ３７を、第２コイル部３０２を構成する共通ワイヤ３７と連続させる必要がある。そのために、共通ワイヤ３７の一部３７ｃ（コイル３０１および３０２の内周側）を通すための切り欠き部３３ｂ，３５ｂが、巻回隔壁鍔部３３および３５の周方向の一部に形成してある。

切り欠き部３３ｂは、ボビン２０の巻回筒部２８の外周面位置まで到達する深さであることが好ましい。切り欠き部３５ｂに関しても同様である。共通ワイヤ３７の一部３７ｃを、巻回筒部２８の外周面近くでＺ軸方向に通すためである。

また、これらの切り欠き部３３ｂ，３５ｂが形成されている周方向位置で、巻回隔壁鍔部３３と３５の間に位置する巻回隔壁鍔部３４には、図９に示すボビン補助部２００Ａの周方向幅に対応する幅で、切り欠き部３４ｄが形成してあり、そこに、ボビン補助部２００Ａが装着可能になっている。

本実施形態では、図９に示すように、ボビン補助部２００Ａは、円筒の一部を構成する中間部分筒２０２と、そのＺ軸方向の両端にＸ−Ｙ軸平面で平行に形成してある部分鍔２０４および２０６と、を有する。本実施形態では、中間部分筒２０２の内周方向の両端部に、Ｚ軸方向に互い違いで、中間部分筒２０２の半径方向内側に向けて突出する凸片２０４ａ，２０６ａが形成してある。

凸片２０４ａは、中間部分筒２０２を中心として、部分鍔２０４と反対側に突出するように形成してあり、その先端部には、円弧状内周面２０４ｂが形成してある。凸片２０６ａは、中間部分筒２０２を中心として、部分鍔２０６と反対側に突出するように形成してあり、その先端部には、円弧状内周面２０６ｂが形成してある。

ボビン補助部２００Ａの内周面２０４ｂは、図８Ｋに示すように、ボビン２０Ａの巻回筒部２８の外周面に密着し、内周面２０６ｂは、図８Ｌに示すように、ボビン２０Ａの巻回筒部２８の外周面に密着するようになっている。そして、内周面２０４ｂが形成してある凸片２０４ａと、内周面２０６ｂが形成してある凸片２０６ａとの間に、図８Ｄおよび図８Ｊに示すように、Ｚ軸方向に伸びるワイヤ通路２０８が形成される。

本実施形態では、ワイヤ通路２０８は、図９に示すように、Ｚ軸方向に沿って平行な通路では無く、Ｚ軸に対して、共通ワイヤ３７の一部３７ｃが傾斜することを許容している。そのため、第１コイル部３０１と第２コイル部３０２とを共通ワイヤ３７の一部３７ｃで連絡する際に、これらのコイル部３０１および３０２の巻回方向に合わせて、共通ワイヤ３７の一部３７ｃをＺ軸に対して傾斜させることができる。

図８Ｂに示すように、本実施形態では、ボビン２０のコア脚用貫通孔２６には、断面コ字形状に分割された分割コア４２ａ，４２ｂの分割脚部４６ａ，４６ｂが挿入される。本発明者等の実験によれば、このような構成にすることで、コアが大型になったとしても、従来のＥ型コアを用いる場合に比較して、中脚とベースとの交差部に発生する局所的な応力を、分散させることができる。そのため、本実施形態に係るトランス１０Ａでは、コアに熱応力が発生してもクラックなどが発生することを効果的に抑制することができる。

また、分割コア４２ａ，４２ｂが組み合わされて構成されるＥ型コアにおける中脚４６ａ，４６ｂおよびベースは、分割コア４２ａ，４２ｂの分割面で分離されており、分割面の相互間には所定の隙間を形成することが可能であり、放熱性も向上する。さらに、Ｅ型コアを、それぞれが単純な形状を持つ一対の分割コア４２ａ，４２ｂを組み合わせて構成することとなり、コアの製造も容易となり、製造コストの低減も図れる。しかも分割型のＥ型コアは、全体としては、Ｅ型コアと同様な磁力線を有することになるため、コアの磁気特性は、一般的なＥ型コアと同等である。

また本実施形態では、各区画Ｓ１〜Ｓ６においては巻回軸方向に沿って単一のワイヤのみが存在するようにワイヤ３７（３８）を巻回するために、一層当たりのワイヤ３７（３８）の巻回数のバラツキを防止することが容易になり、コイル特性の安定化に寄与する。すなわち、一次コイルと二次コイルとの結合係数Ｋを厳密に制御することがる。

また、本実施形態のトランス１０Ａでは、図８Ｂに示すように、図３に示す絶縁カバー５０を設けなくても良いが、設けても良い。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、第３実施形態のトランス１０Ａでは、磁性コアの分割の態様を変化させてもよい。たとえば上述した実施形態では、分割コアであるＵコア−Ｕコアの組合せにより、磁性コアを構成したが、Ｕコア−Ｉコアの組合せにより、磁性コアを組み立てても良い。また、ボビン２０，２０Ａの形状や構造、ワイヤ３７および３８の巻回数や巻回方法なども、上述した第１〜第３実施形態に限定されず、種々に改変しても良い。

１０，１０Ａ… トランス
２０，２０Ａ… ボビン
２２，２３… 端子台部
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ… リード取付部
２４… ボビン本体
２６… コア脚用貫通孔
２８… 巻回筒部
３１，３２… 端部隔壁鍔
３３〜３６… 巻回隔壁鍔
３７… 共通ワイヤ
３７ａ，３７ｂ… リード部
３７ａ１，３７ｂ１… 端子金具
３８… 中間ワイヤ
３８ａ，３８ｂ… リード部
３８ａ１，３８ｂ１… 端子金具
４０… 磁性コア
４０ａ… 上部コア
４０ｂ… 下部コア
４４ａ，４４ｂ… ベース部
４６ａ，４６ｂ… 中脚部
４８ａ，４８ｂ… 側脚部
５０… カバー
２００… ボビン補助部
３００… コイル
３０１… 第１コイル
３０２… 第２コイル
３０３… 中間コイル

Claims (3)

1. 磁性コアと、ボビンと、前記ボビンの外周に装着してあるコイルとを有するコイル装置であって、
   前記コイルが、前記コイルの巻回軸に沿って、第１コイル部と、第２コイル部と、これらの第１コイル部と第２コイル部との間に位置する中間コイル部とを有し、
   前記ホビンの巻回筒部の外周には、前記第１コイル部と前記中間コイル部とを仕切る第１巻回隔壁鍔と、前記第２コイル部と前記中間コイル部とを仕切る第２巻回隔壁鍔と、が少なくとも形成してあり、
   前記第１巻回隔壁鍔と第２巻回隔壁鍔部とには、前記第１コイル部と前記第２コイル部とを前記巻回軸に沿って連絡する切り欠き部が形成してあり、
   前記切り欠き部に対応する位置で、ボビン補助部が前記ボビンに装着してあり、
   前記ボビン補助部は、
   前記中間コイル部を構成する中間ワイヤの周方向一部が巻回される中間部分筒と、
   前記中間部分筒の内周側に形成され、前記第１コイル部と前記第２コイル部とを共通ワイヤで形成するためのワイヤ連通路と、を有することを特徴とするコイル装置。
2. 前記ボビン補助部は、
   前記切り欠き部において前記第１巻回隔壁鍔の補助となる第１巻回隔壁部分鍔と、
   前記切り欠き部において前記第２巻回隔壁鍔の補助となる第２巻回隔壁部分鍔と、をさらに有する請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記巻軸方向に沿って前記第１巻回隔壁鍔と前記第２巻回隔壁鍔との間には、中間巻回隔壁鍔が前記ボビンの外周に形成してあり、
   前記中間巻回隔壁鍔は、前記切り欠き部において、切り欠かれている請求項１または２に記載のコイル装置。

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