JPH0462807A - トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、高周波スイッチング電源等に使用されるトラ
ンスに関するものである。

〔従来の技術〕

第６図には従来の一般的な高周波スイッチングトランス
が示されている。この種のトランスは、リング状の１−
ロイダルコア１に一次コイルの巻線と二次コイルの巻線
とをトロイダルに巻いたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

最近においては、スイッチング電源の小型化に伴い、高
周波スイッチングトランスも小型化され、トランスを構
成するトロイダルコア１の形状も小さくな１ている。一
般に、高周波スイッチングトランスのコイルに流れる電
流は比較的大きく、この大電流を流すためには、コイル
巻線の径を太くする必要がある。しかし、前記のように
、トロイダルコアｌが小型化するにつれ、巻線の曲げ半
径も小さくなり、大径の巻線を巻くのは非常に困難とな
り、無理な力をかけて巻くと、巻線の表面がコア面に擦
れて傷が生し、これがトランスの信頼性の上で問題とな
る。

また、前記）−ロイダルコア１に巻線を巻回するときに
は、巻線機が使用されるが、この種の巻線機は貯線式の
ものであるため、コイル巻きに際しては、巻線のボビン
からコイル巻回に必要な巻線を一旦巻線機の貯線リング
に巻き取って貯線し、然る後に、］・トロイダルコアに
貯線した巻線を巻回しなければならず、巻線時間が長く
かかって作業性が悪いという問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもの
であり、その目的は、コイル製造の効率化を図り、高周
波スイッチングに適した大容量かつ小型であって、信頼
性の高いトランスを提供することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕 本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明のトランスは、扁平状の筒
孔を有するトロイダルコアの当該筒孔に一次コイルの半
分側のループを構成する複数の帯状の導体部が開扉を介
して筒孔の長軸方向に配列されるとともに、前記筒孔に
は前記一次コイルの導体部に絶縁間隔を介して重ね合わ
せて次コイルの半分側のループを構成する導体部が配置
され、前記一次コイルの各導体部と二次コイルの導体部
の端部には残りの他の半分側のループの導体部・に接続
する接続端子が設けられていることを特徴として構成さ
れており、また、前記一次コイル側の導体部の接続端子
と二次コイル側の導体部の接続端子のうちの一方側コイ
ルの接続端子の筒孔の長軸方向における最外端の端子は
他方側のコイルの接続端子よりも筒孔の長軸方向に長い
位置に配設され、他方側のコイルの接続端子は前記一方
側のコイルの接続端子よりもトロイダルコアの幅方向に
対して広幅位置に配設されていることも併せて本発明の
特徴的な構成としている。

〔作用〕

本発明では、トロイダルコアの扁平状の筒孔に配列され
ている一次コイルの半分側のループを構成する導体部の
接続端子を例えば回路基板側に形成されている他の半分
側のループのコイルパターンに接続することにより、ト
ロイダルコアに導体部を巻回した格好で一次コイルが形
成される。同様に、トロイダルコアの筒孔に配設されて
いる二次コイルの半分側のループを構成する導体部の端
子を例えば回路基板側に形成される他の半分側のループ
の導体パターンに接続することにより、トロイダルコア
に導体部を巻回した格好で二次コイルが形成される。こ
のように、トロイダルコアに一次コイルと二次コイルの
導体部が重ね巻きされた格好となって目的とするトラン
スが構成されるのである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図〜第５図には本発明に係るトランスの一実施例が示
されている。これらの回において、カントレス状態で形
成されるトロイダルコア１は扁平状の筒孔２を有する扁
平コアとなっており、この扁平状の筒孔２に第３図に示
すような二次コイルの半分側のループを構成する帯状の
導体部３ａ　　３ｂが配設されている。

この二次コイルの導体部３ａ、３ｂは、絶縁フィルム等
のプリント基板４の上側に例えばプリント回路の形成技
術を利用してプリントパターンして形成されており、１
ターン目の導体部３ａと２ターン目の導体部３ｂとの交
差部には両導体部３ａ、３ｂの絶縁を図る絶縁層５が形
成されている。

そして、各導体部３ａ、３ｂの両端側には接続端子６ａ
〜６ｄの一端側が接続されている。これら各接続端子６
ａ〜６ｄの他端側はスイッチング電源等の回路基板７の
パターン上に面実装されるようになっており、回路基板
７側に設けられている戻りパターンの導体部８の一端側
に前記接続端子６ｂの他端側か接続され、また、導体部
８の他端側に接続端子６Ｃの他端側が接続されている。

すなわち、導体部３ａは二次コイルの半分側のループを
構成する導体部となっており、また、導体部８は二次コ
イルの他の半分側のループを構成する導体部となってお
り、この導体部３ａと導体部８とが接続端子６ｂで接続
され、さらに、導体部８と接続端子６Ｃとが接続される
ことにより、ト。

イダルコア１を巻回する１ターンあたりの二次コイルの
ループが形成されるのである。

前記二次コイルの導体部３ａ、３ｂが形成されたプリン
ト基板４の上側に、第２同に示すように、一次コイルの
導体部１０ａ−Ｌｏｇが同様にプリントパターンにより
形成された絶縁フィルム等のプリント基板１１が配設さ
れている。この一次コイルの導体部１０ａ−１０ｇはト
ロイダルコア１の筒孔２の長軸方向に対して直交する方
向に延びるパターンとして形成されており、各導体部１
０８〜１０ｇは筒孔２の長軸方向に一定の間隔を介して
配列されている。そして各導体部１０ａ〜１０ｇの両端
部には前記二次コイルの導体部３ａ、３ｂの場合と同様
に、面実装に適した形状の接続端子１２ａ〜１２ｎの一
端側が接続されている。

前記回路基板７側には第４図に示すように、次コイルの
戻り側の導体部１３ａ〜１３ｆがパターン形成されてい
る。各導体部１３ａ〜１３ｆの一端側へに対して他端側
Ｂは一次コイルの１ピッチ分だけ筒孔２の長軸方向にず
れた斜めのパターンとなっており、前記一次コイルの導
体部ＬＯａの接続端子１２ｈが回路基板７側の導体部１
３ａのＡ側端部に接続され、導体部１３ａのＢ側端部が
接続端子１２ｂに接続されることにより導体部１０ａは
一次コイルの半分側のループを構成し、回路基板７例の
導体部１３ａは一次コイルの他の半分側のループを構成
する導体部として機能し、接続端子１２ｈを介し、導体
部１０ａと１３ａとで一次コイルの１ターンあたりのコ
イルが形成されるのである。本実施例では接続端子１２
ｈ〜１２ｍは対向する回路基板７側の導体部１３ａ〜１
３ｆのＡ側端部に接続され、また、各導体部１３ａ〜１
３ｆのＢ側端部は接続端子１２ｂ〜１２ｇに接続される
結果、トロイダルコア１を巻回する複数ターンの一次コ
イルが形成されるのである。

前記二次コイルのパターンが形成されているプリント基
板４と一次コイルのパターンが形成されているプリント
基板１１とは接着剤を用いてトロイダルコア１に固定さ
れている。この実施例では一次コイルの導体部を形成す
るプリント基板１１は二次コイルの導体部を形成するプ
リント基板４よりも幅方向に広く、筒孔長軸の長さ方向
に短く形成されているので、二次コイルの導体部３ａ、
３ｂにおける接続端子６ａ〜６ｄの幅方向の間隔は一次
コイルの導体部における接続端子１２ａ〜１２ｇと１２
ｈ〜１２ｎとの幅方向の間隔よりも狭くなり、長さ方向
に対しては、接続端子６ａ、６ｄは一次コイル側の最外
端の接続端子１２ａ、１２ｈよりも長軸方向に長い位置
にあり、同様に、接続端子６ｃ。

６ｂも一次コイル側の接続端子１２　ｇ　、　１２　ｎ
よりも長軸方向に長い位置となっているから、一次コイ
ル側の最外端の接続端子１２ａ、　１２ｇ、　１２ｈ、
　１２ｎと二次コイル側の接続端子６ａ〜６ｄとの絶縁
沿面距離が大きくなっている。

なお、本実施例のトランスの組み立てに際し、各導体部
の両端側に接続端子を前もって取り付けてしまうと、ト
ロイダルコア１の筒孔２の短径が小さいのでそのプリン
ト基板４．１１をトロイダルコア１の筒孔２に挿入する
ことができなくなる。

そこで、最初にプリント基板を筒孔２に挿入し、その後
に各導体部の両端側に接続端子を接続するか、あるいは
、プリント基板の導体部の一端側に接続端子を取り付け
ておき、筒孔２にプリント基板を挿入した後に残りの他
端側の導体部に接続端子を取り付けることになる。

本実施例は上記のように構成されているので、従来のよ
うにトロイダルコア１に貯線式の巻線機を使用して巻線
を巻回する作業が不要となり、コイル製造の作業効率を
大幅に高めることが可能となり、これに伴い、トランス
製造の効率化を図ることが可能となる。

また、巻線の巻回によりコイルを製造するときには、従
来例の欠点として指摘したように、トロイダルコア１を
小型化すると、巻線の曲げ半径に限界が生じ、大容量の
電流を流す大径の巻線を巻回することができないとい不
都合を生じるが、本実施例のトランスにあっては、トロ
イダルコア１の筒孔２に直線帯状の導体部を配設し、接
続端子を用い、戻り側の導体部に接続することでコイル
を形成するものであるから、巻線の曲げ半径に制限され
ることがなくなり、トロイダルコア１の小型化を達成す
ることができる。本実施例では、トロイダルコア１の長
さしを２０ｍ＋＋＋、短軸方向の厚みｈを５１Ｗｌと小
型化（薄型化）するにもかがわらず、二次コイルの導体
部３ａ、３ｂにＩＯＡ以上の電流を流すことが可能な５
００Ｋｌ［ｚ以上の高周波スイッヂングトランスを容易
に作り出すことができた。

サラに、本実施例のトランスはカントレスのトロイダル
コアｌにシート状のコイルを巻いた格好となるので、周
波数特性が良好となる。その上、コイルの導体部がパタ
ーンによって形成されているので、各導体部のずれがな
く、これにより、トランスの特性の安定化を達成するこ
とができる。

一般に、出力が５Ｗで周波数がＩＭＩ（ｚ以上になると
、コイル間のわずかなずれでトランスとしての特性に大
きな変化が生しるが、本実施例では前記のように、コイ
ル間のずれが生しないので非常に安定したトランスが得
られるのである。

さらに、本実施例のトランスでは、一次コイルの導体部
１３ａ〜１３［と二次コイルの導体部３ａ３ｂとが一定
の間隔、つまり、絶縁材（プリント基板）を介して重ね
合わせられているから、一次側コイルと二次側コイルの
電磁結合が良好となり、トランスの大幅なパワーアンプ
を図ることができる。

さらに、本実施例では、二次コイル側の導体部３ａ、３
ｂにおける接続端子６ａ、６ｄの幅と６ｃ、６ｂの幅を
一次側コイルの導体部における接続端子１２ａ〜１２ｇ
と１２ｈ〜１２ｎとの幅よりも狭く形成し、かつ、長さ
方向に対しては、一次コイル側の導体部における最外端
の接続端子１２ａ、　１２ｇ１２ｈ、　１２ｎよりも筒
孔２の長軸方向に長い位置、つまり、一次コイル側の最
外端の接続端子よりも長軸方向に離れた位置に設けられ
ているから、次コイル側の接続端子１２ａ、１２ｇ、１
２ｈ、１２ｎと二次コイル側の接続端子６ａ〜６ｄとの
沿面絶縁距離を大きく取ることが可能となり、これによ
りトランス動作の信頼性を高めることができるとともに
、各接続端子の端末処理の容易化を達成することが可能
となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、様
々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、
二次コイル側のプリント基板４と一次コイル側のプリン
ト基板１１とを接着剤を用いてトロイダルコア１に固定
しているが、これらプリント基板４．１１を絶縁樹脂に
よりトロイダルコア１の筒孔２内にモールド固定しても
よい。

また、二次コイルの導体部３ａ、３ｂと一次コイルの導
体部１０ａ〜１０ｇはプリント基板上に導体パターンと
して形成されているが、これを打ち抜き導体板によって
形成してもよい。この場合は例えば銅板等の導体板を打
ち抜き加工によって形成し、この打ち抜いた導体板をプ
リント基板等の絶縁板に接着剤等を用いて貼着すること
によって形成することができる。また、一次コイルの導
体部と二次コイルの導体部はそれぞれ多層に積層形成す
ることもできる。このように積層構造とすることにより
、電流容量を増加させることができる。

さらに、上記実施例では、一次コイルの導体部１０ａ〜
Ｌｏｇを筒孔２の長軸方向に対して直交する方向に形成
し、回路基板７側に設ける戻り側の導体部１３ａ〜１３
１のパターンを１ピッチ分だけ一端側を長軸方向にずら
した斜めのパターンとして形成したが、これとは逆に、
導体部１０ａ〜Ｌｏｇの方を斜めのパターンに形成し、
回路基板７側の導体部１３ａ〜１３ｆのパターンを長軸
方向に対して直交する方向に形成してもよい。

さらに、上記実施例では、コイルの戻り側の導体部８．
１３ａ〜１３ｆ、つまり、コイルの他の半分側のループ
を構成する導体パターンを回路基板７側に形成したが、
例えば、導体部８．１３ａ〜１３ｆのパターンを回路基
板７とは別個のプリント基板上にそれぞれ形成し、この
導体パターンを対応する接続端子６ａ〜６ｄ、１２ａ〜
１２ｎに接続するようにしてもよい。もちろん、戻り側
の導体部を銅板等の導体板の打ち抜き加工により形成し
、その導体板を対応する接続端子６ａ〜６ｄ、１２ａ〜
１２ｎに接続するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、二次コイルの導体部の接続端
子６ａ〜６ｄを一次側コイルの導体部の接続端子１２ａ
〜１２ｎよりも幅方向に狭く形成し、長軸方向に長い位
置に形成したが、これとは逆に、一次コイルの導体部の
接続端子１２ａ＝１２ｎを二次コイルの導体部の接続端
子６ａ〜６ｄよりも狭い幅位置に形成し、一次コイル側
の最外端の接続端子＋２ａ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｎを
二次コイルの導体部の接続端子６８〜６ｄよりも長軸方
向に長い位置に形成してもよい。

さらに、実施例では二次コイル側の導体部を２ターン構
成としているがｌターンで足りるときは導体部３ａ、３
ｂの一方を省略できる。

〔発明の効果〕

本発明は、トロイダルコアの扁平状の筒孔内に一次コイ
ルの半分側のループを構成する帯状の導体部と二次コイ
ルの半分側のループを構成する導体部とを絶縁間隔を介
して重ね合わせて配設し、各導体部の端部に接続端子を
設けたものであるから、この接続端子を利用して前記コ
イルの半分側のループの導体部をコイルの他の半分側の
ループを構成する導体部に接続してコイルを形成するこ
とが可能となる。これにより、コイルを巻線の巻回によ
って形成する場合の諸問題、すなわち、巻線を大径にし
たときの曲げ半径の限界によってコイルを小型化できな
いという問題や、無理な力によって巻線を曲げて巻回す
ることによる巻線の擦り傷の発生に伴う信頼性の低下の
問題を解消することが可能となり、大電流を流すことが
できる小型（薄型）の筒周波スイッチング１−ランスの
提供が可能となる。しかも、本発明のトランスは、前記
のように、巻線をトロイダルコアに巻回して構成するも
のでないから、従来の貯線式巻線機を使用することによ
る巻線作業の非能率性を解消することが可能となり、こ
れにより、トランスの大幅な製造効率の改善と装置のコ
スト低減を図ることが可能となる。

また、各コイル部分を構成する導体部は巻線の巻回によ
って形成するものでないから、各導体部のずれがなく、
トランス特性の安定化が図れるとともに、良好な周波数
特性を得ることができる。

さらに、一次コイルの導体部の接続端子と二次コイルの
導体部の接続端子との一方側の接続端子を他方側の接続
端子よりも幅方向に狭く、長軸の長さ方向に長い位置に
設ける構成にあっては、次コイル側の接続端子と二次コ
イル側の接続端子との沿面絶縁距離を大きく取ることが
可能となり、これにより、トランス動作の信顧性を高め
ることができるとともに、各接続端子の端末処理の容易
化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトランスの一実施例を示す要部構
成図、第２図は第１図からトロイダルコアを除いた状態
を示す構成説明図、第３図は第２図から一次コイルの導
体部を取り除いた状態を示す構成説明図、第４図は回路
基板等に形成される一次コイルの戻り側導体パターンの
一形態例を示す説明図、第５図は第１図のＸ−Ｘ断面図
、第６図は従来の一般的な高周波スイッチングトランス
の説明口である。 １・・・トロイダルコア、２・・・筒孔、３ａ、３ｂ・
・・二次コイルの導体部、４・・・プリント基板、５・
・・絶縁層、６ａ〜６ｄ・・・接続端子、７・・・回路
基板、８・・・導体部、１０ａ〜Ｌｏｇ・・・一次コイ
ルの導体部、１１・・・プリント基板、１２ａ〜１２ｎ
・・・接続端子、１３ａ〜１３「・・・導体部。 出願人　　株式会社　材用製作所 代理人　　弁理士　　五十嵐　清 第 図 第 図 ■−一口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）扁平状の筒孔を有するトロイダルコアの当該筒孔
   に一次コイルの半分側のループを構成する複数の帯状の
   導体部が間隔を介して筒孔の長軸方向に配列されるとと
   もに、前記筒孔には前記一次コイルの導体部に絶縁間隔
   を介して重ね合わせて二次コイルの半分側のループを構
   成する導体部が配置され、前記一次コイルの各導体部と
   二次コイルの導体部の端部には残りの他の半分側のルー
   プの導体部に接続する接続端子が設けられているトラン
   ス。
2. （２）一次コイル側の導体部の接続端子と二次コイル側
   の導体部の接続端子のうちの一方側コイルの接続端子の
   筒孔の長軸方向における最外端の端子は他方側のコイル
   の接続端子よりも筒孔の長軸方向に長い位置に配設され
   、他方側のコイルの接続端子は前記一方側のコイルの接
   続端子よりもトロイダルコアの幅方向に対して広幅位置
   に配設されている特許請求の範囲第１項のトランス。