JPH05283245A - コイルボビンおよびトランスの巻線構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 変換効率を低下させることなく１次巻線と２
次巻線の絶縁を保ちつつ巻線部分の厚さを薄くした構造
のトランスを提供すると共に、薄型トランスの巻線引出
処理を確実にし、且つ引出線の線径がトランスの高さに
付加しないようにしつつ自動化を可能にしたコイルボビ
ンを提供する。 【構成】 巻線が捲回される捲回柱３０と、捲回柱の端
部に設けられて巻線止となる巻線止枠２６、２７と、捲
回柱の中間部に設けられた中間嵌装枠２５とを有し、中
間嵌装枠２５に少なくとも一つの突出部３１を突設した
コイルボビン６０において、１次巻線端部の引出線３７
を突出部３１に巻架し巻線止した後、捲回柱３０の側面
に沿って導出する。また、予め高圧側２次巻線をコイル
ボビンの捲回柱３０の中間嵌装枠２５で仕切られた各セ
クションに層厚を変えて分巻すると共に、低圧側１次巻
線４１を２次巻線の低電圧側の薄い一方のセクションに
捲回し絶縁テープ層４５を薄くしてトランス巻線部の巻
厚を薄くなるようにしたトランス巻線構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧を発生する小型
トランスの巻線構造および該トランスに用いられるコイ
ルボビンの構造に関し、さらに詳細には、１次巻線と２
次巻線の分巻方法に改良を加え薄型化を図ったトランス
の巻線構造および巻線の引出線処理を確実且つ容易に行
うことができると共に該引出処理の際に引出線厚が本体
厚に付加されることを回避した上記トランスに使用する
コイルボビンに関るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器製品においては、高機能
化並びに小型薄型化が併せ要求されており、殊に前記電
子機器等は、使用者が屋内または屋外等を問わずに使用
する場合が多々あることより携帯等に適合した形態とし
て薄型化が切望されている。

【０００３】前記高機能化を図りつつ薄型化の電子機器
等を実現するために、電子機能等を構成する各電子部品
等を回路基板面上等に実装するという表面実装が行われ
ている。

【０００４】然し、前記電子部品等には、抵抗、キャパ
シタまたはインダクタ等の受動部品或いはトランジスタ
または演算増幅器等の能動部品があり、多種多用にわた
っている。

【０００５】なかでも、トランスは、磁性材料等よりな
る磁芯に巻線を行うことにより構成されるのが一般的で
あり、他の電子部品等に比較して占有空間容積が大き
く、ある限界値以下においては磁芯の磁気飽和等を起こ
すか或いは所定の変圧比が得られなくなる等、前記占有
空間容積を減少させるのが最も困難な電子部品の一つで
ある。

【０００６】従って、前記占有空間容積を低減する試
み、特に高さ方向を低背にして、前記表面実装技術に適
用させようとする試みがなされている。

【０００７】従来のトランス構造を図面を参照して説明
する。

【０００８】図４はコイルボビン１５に２次巻線を捲回
した後、絶縁テープ１６を巻き、しかる後に１次巻線を
コイルボビンの捲回柱の中途まで所定長捲回し、巻き終
わり処理された状態を示す斜視図である。

【０００９】図５は上記図４の状態に磁性材料よりなる
磁芯を嵌挿しトランスとなしたものの図４ＡーＢ断面を
示す断面図である。

【００１０】上記コイルボビン１５は合成樹脂等の材質
が図示しない成形金型等により一体成型されることによ
り形成されている。

【００１１】また該コイルボビン１５の形状は、中央部
に略四角柱形状を有する捲回柱９が設けられ、該捲回柱
９の端部を両側からそれぞれ挟装するように第１巻線止
枠１及び第２巻線止枠２が設けられている。

【００１２】前記第１巻線止枠１及び第２巻線止枠２の
各下部からは、該捲回柱９の長手方向延長上に第１磁芯
搭載基材３及び第２磁芯搭載基材４が延設されている。

【００１３】該第１磁芯搭載基材３及び第２磁芯搭載基
材４の底部には、該コイルボビン１５を一体成型する際
に複数の引出線溝５が形成されている。

【００１４】さらに、該第１磁芯搭載基材３及び第２磁
芯搭載基材４の各側部からは、該捲回柱９の長手方向延
長上であって引出線溝５を回避する位置に複数の第１フ
レーム端子７及び第２フレーム端子８がそれぞれ植設さ
れている。

【００１５】該第１フレーム端子７及び第２フレーム端
子８は、例えば銅等を略棒状に成型加工したものに錫メ
ッキ等を施すことにより形成されている。

【００１６】また、前記捲回柱９には、前記第１巻線止
枠１及び第２巻線止枠２ともども一体成型の際に磁芯嵌
挿孔１０が開口形成されており、該磁芯嵌挿孔１０には
磁性材料等より加工された磁芯２０が嵌挿されるように
なっている。

【００１７】上記のように構成されたコイルボビン１５
には、導電性の良好なる銅等の細線にエナメル等を被覆
して外部と絶縁した高電圧の２次巻線１１が磁芯２０と
の接触の危険を回避する必要から、先ず内巻線として、
例えば第２磁芯搭載基材４の第２フレーム端子８の基端
部の一つを巻始端とし、該基端部に数回捲回され（以下
フレーム端子に巻線を捲回することをラッピングと称す
る）、前記引出線溝５を案内溝として前記捲回柱９に、
図示しない巻線機等により順次捲回される。

【００１８】該巻線機等による巻線は、前記第２巻線止
枠２側より開始され捲回柱９上を所定の巻線長に達する
まで捲回される。

【００１９】しかる後、前記２次巻線１１の捲回が終了
すると、前記引出線溝５を案内溝となして前記第１フレ
ーム端子７の一つの基端部にラッピングされる。

【００２０】次に、該捲回された２次巻線表面に絶縁テ
ープ１６を５回程捲回後、低電圧側の１次巻線（一般に
大電流が流れるので２次巻線よりも線径が太く、また巻
線長は短い）１７が所定の巻線長捲回される。

【００２１】この際、１次巻線は捲回柱９の中途で所定
の捲回数を終了するのが一般的であり、また高電圧のか
かる端子と同一フレームで近接するのを回避する必要か
ら図３に示されるように引出線１２として引出す際に該
引出線１２が、捲回された１次巻線の表面を斜行する構
造（巻線の返し部分と称す）となる。

【００２２】なお、上記１次巻線の表面にも必要に応じ
て絶縁テープが捲回されることもある。

【００２３】上記のようにして巻線が行われたコイルボ
ビン１５の磁芯嵌挿孔１０には、磁芯２０（図５）が嵌
挿され、図示しない固定具等により固定されてトランス
を構成する。

【００２４】また、上記コイルボビン１５以外にも例え
ば図６に示すような捲回柱２１の中間部に中間嵌装枠２
２を設け、分巻等による巻線の巻きくずれを防止する構
造のコイルボビン２３が考案されているが、該コイルボ
ビンにおいても１次巻線の巻き終わり処理構造は前記コ
イルボビン１５の場合と同様である。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＣ／
ＡＣインバータ等の巻線比が大きく高電圧を発生する従
来のトランス巻線構造は図５の断面構造が示すように、
高電圧の２次巻線と低電圧の１次巻線との絶縁を確保す
るために、絶縁テープ１６を５回程度巻く必要があっ
た。これは捲回柱９を複数のセクションに分割して各々
重層するように捲回していく所謂分巻を施す場合におい
ても同様に絶縁テープを厚く巻く必要がある。

【００２６】この際、上記絶縁テープ層１６の厚みはト
ランス本体厚を大きくする一要因となっており、トラン
ス薄型化における解決すべき問題点となっていた。

【００２７】また、前記従来のコイルボビン１５によれ
ば、１次巻線の巻き終わり端部１３は前述のようにコイ
ルボビンの捲回柱９における中途部に位置されるのが一
般であり、引出線１２は該引出処理の際に１次巻線の端
部１３を支点として斜行させるか（図４）、粘着面を有
する固定テープ等により端部１３を固定した後斜行させ
る必要がある。

【００２８】この際、前記従来のコイルボビンにおける
巻線端部の引出処理は、１次巻線表層に引出線１２の線
径が本体厚方向に付加されることとなり、結果的に巻線
の捲回柱９での捲回層厚が該引出線径だけ損失されたと
同等であり、殊に該線径の太い１次巻線を使用した場合
にはその影響が大きいという問題点があった。

【００２９】また、図４のように単に引出線１２を斜行
させたのみでは支点とする巻線端部１３からの巻きくず
れが生じ易く、引出線処理として確実でなく自動化の支
障となっていた。固定テープを用いて引出線１２を固定
する方法においても該固定テープのテーピングは煩雑で
自動化には不向きであるという問題点があった。

【００３０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、トランスの２次巻線と１次巻線との間の絶縁テ
ープ層を薄くできるようにした巻線の分巻構造を提供す
ることにより、また上記コイルボビンにおいて巻線の引
出線処理を確実且つ容易に行うことができるとともに、
該引出処理の際に引出線の線径が本体厚に付加されるこ
とを回避した中間嵌装枠を有するコイルボビンを提供し
トランスの薄型化を達成するものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、巻線が捲回さ
れる捲回柱と、該捲回柱の端部に設けられて巻線止とな
る巻線止枠と、前記捲回柱の中間部に設けられた中間嵌
装枠と、を有するコイルボビンに巻線を捲回すると共に
磁芯を嵌挿して成るトランスの巻線構造において、高圧
側２次巻線を捲回柱に分巻すると共に、低圧側１次巻線
を前記中間嵌装枠と一方の巻線止枠との間に挟装された
捲回柱部分に捲回したことを特徴とするトランス巻線構
造を提供することにより、また上記コイルボビンの捲回
柱に設けられた中間嵌装枠に少なくとも一つの突出部を
形成したことを特徴とするコイルボビンを提供すること
により、上記目的を達成するものである。

【００３２】

【作用】本発明においては、２次巻線における低電圧側
を中間嵌装枠と一方の巻線止枠との間に挟装された捲回
柱部分（以後セクション１とも称す）に巻き、高電圧側
を他の捲回柱部分（以後セクション２、３とも称す）に
巻き、且つ各々巻線量に重みをつけセクション１側の厚
さを薄くなるように分巻することにより、１次巻線を薄
い絶縁テープ層を介してセクション１に捲回できる。

【００３３】また、中間嵌装枠に少なくとも一つの突出
部を形成することにより構成されるコイルボビンにおい
ては、該コイルボビンの捲回柱に巻線を捲回する際に、
前記突出部を巻線の巻線止とすることができる。

【００３４】したがって、コイルボビン本体が搭載され
る基材面に対して略平行となるように前記突出部を捲回
柱に設けてあれば、１次巻線端部の引出線を前記突出部
により屈曲するとともに、該捲回柱の側面に沿わすこと
によって、巻線止枠部等に設けられた端子に引出処理す
ることができるので、巻線引出線部の線径が本体厚に寄
与することはない。

【００３５】

【実施例】本発明に係わるトランスの巻線構造について
図１を参照にして詳細に説明する。

【００３６】先ず、図１に示すように本考案に係わる巻
線構造に用いられるコイルボビン５０は、図示しない金
型等を使用して合成樹脂等を一体成型することにより形
成されている。

【００３７】該コイルボビン５０の各部の構成要素を詳
述すると、先ず中央部に位置する捲回柱２９は、略四角
柱形状をなしており、該捲回柱３０の外周には後述する
巻線が捲回される。

【００３８】該捲回柱３０の両端部には巻線止となる第
１巻線止枠２６と第２巻線止枠２７とが設けられてお
り、巻線止め等の役割を奏する。また、前記捲回柱の中
間部には中間嵌装枠２５が設けられている。

【００３９】また、前記捲回柱３０の長手方向の延長線
上且つ第１巻線止枠２６及び第２巻線止枠２７にそれぞ
れ付設されるように第１磁芯搭載基材３２及び第２磁芯
搭載基材３３が延設されている。

【００４０】該第１磁芯搭載基材３２及び第２磁芯搭載
基材３３の底部には、複数の引出線溝３４が形成されて
おり、後述する巻線を案内するようになっている。

【００４１】前記第１磁芯搭載基材３２及び第２磁芯搭
載基材３３の側端部からは、前記捲回柱３０の長手方向
にそれぞれ略棒状を有するように銅等より一体成型され
錫メッキ等が行われた第１フレーム端子３５及び第２フ
レーム端子３６が、前記引出線溝３４が形成された位置
を回避するようにして植設されている。

【００４２】さらに、前記第１巻線止枠２６並びに第２
巻線止枠２７ともども捲回柱３０の内部には、後述する
磁性材料等より形成される磁芯が嵌挿される磁芯嵌挿孔
４０が開口形成されている。

【００４３】次に、トランスの巻線構造においては、前
述のように従来ＤＣ／ＡＣインバータ等の巻線比が大き
く高電圧（数キロボルト）を発生するトランスの場合は
必然的に２次巻線の該高電圧部分と１次巻線との絶縁性
を確保する必要から絶縁テープ層は厚くならざるを得な
かった。

【００４４】しかし上記１次巻線は変圧比に応じて大電
流が流れることから線径は太いが巻線長は短いことに着
目して、該１次巻線４１を上記中間嵌装枠２５と一方の
巻線止枠、例えば第１巻線止枠２６との間に挟装された
捲回柱部分（セクション１）に捲回収納し、且つ該捲回
柱部分の２次巻線４２は予め内巻線として薄く低電圧側
を分巻しておく（図１では３層）。一方、１次巻線４１
の捲回されていない捲回柱部分（セクション２）には予
め２次巻線の高電圧側の大半４３をトランス本体厚近傍
まで厚く捲回しておく（図１では５層）。

【００４５】即ち、先ず内巻線として細く巻線長の長い
２次巻線を中間嵌装枠２５で仕切られた各セクションに
巻厚の重み付けを持たせて分巻し、薄いセクション１を
低電圧側として巻線処理する。次に、該低電圧セクショ
ン１の薄い２次巻線表面に絶縁テープ４５を捲回し、該
表面に１次巻線を捲回する。この際、１次巻線と近接す
る２次巻線との電位差は小さいので上記絶縁テープ層の
厚さは薄くすることができる。また、１次巻線４１捲回
後のセクション１の厚さはセクション２の最終の厚さ
（図１のように保護テープ４６をセクション２の２次巻
線の表に巻く場合は該テープの厚さも含める。）と等し
くなるように捲回数を調整する。

【００４６】なお、上記各巻線端部は引出線３７として
固定テープ３９によって固定され切り返すことにより、
前記複数の第１フレーム端子３５および第２フレーム端
子３６にそれぞれラッピング処理され、図示しないが半
田等により固定されるとともに電気的接続がなされてい
る。

【００４７】さらに、上記巻線の分巻方法においては１
次巻線が少ない場合は中間嵌装枠がより第１巻線止枠側
に近づけられたコイルボビンを使用することにより、１
次巻線と２次巻線との電位差を小さくできるので絶縁処
理はさらに容易となる。

【００４８】次に、本発明に係わるコイルボビンについ
て説明する。

【００４９】図２は本発明に係わるトランス巻線構造を
本発明に係わるコイルボビン６０に施した場合の巻線構
造の断面および一部側面を表す図であり、図３は図２に
おけるトランスに嵌挿された磁芯を除いたコイルボビン
の巻線状態を示す斜視図が示されている。なおコイルボ
ビン５０の同一の部位については同一の符号を記すこと
とする。

【００５０】本発明に係わるコイルボビン６０は前記コ
イルボビン５０の構造に加えて、さらに中間嵌装枠２５
に少なくとも一つの突出部、例えば図３のように側面部
２８に円筒形状の突出部３１が突設されていることを特
徴とする。

【００５１】上記のように構成されたコイルボビン６０
の捲回柱３０に１次巻線を捲回して引出線処理を行う場
合に、巻線端末が第１巻線止枠２６と第２巻線止枠２７
近傍に位置せず捲回柱３０の中途で終了した場合であっ
ても、中間嵌装枠２５に近くなるので該側面の突出部３
１を巻線止にして、これに巻架することにより張力をも
たせて引出線３７として前記第１磁芯搭載基材３２もし
くは第２磁芯搭載基材３３に植設されたフレーム端子へ
引出線溝３４により案内されてラッピング処理すること
ができる。

【００５２】図２略中央には、前記突出部３１を巻線止
とするとともに、これに巻架することにより張力をもた
せて引出線３７として捲回柱３０側面に沿って導出した
場合が一部側面図として示されている。

【００５３】図２を図１と比較すれば１次巻線４１のフ
レーム端子への引出線３７の線径がトランスの高さ方向
に付加されず、トランスの薄型化に効果的であることが
判る。

【００５４】なお、各コイルボビンにおける捲回柱は、
略四角柱形状を有するものとして説明したが、これに限
定するものではなく、例えば円柱形状等であってもよ
い。

【００５５】さらに、本発明に係わるコイルボビンの捲
回柱に形成される突出部は、例えば先端部を膨出させ鍵
状となし、該部位により巻線の脱落並びに飛出等を防止
し、より有用なる巻止作用を付与することもできる。

【００５６】

【発明の効果】本発明に係わるコイルボビンおよびトラ
ンスの巻線構造は、上記のように構成されているため、
以下に記載するような効果を有する。

【００５７】（１）１次巻線と２次巻線との絶縁に対す
る信頼性を低下させず、しかもトランスの変換効率を低
下させることなくトランスの捲回柱の巻厚を薄くでき、
ひいては該トランスを薄型に構成することができるとい
う優れた効果を有する。

【００５８】（２）引出処理を確実に行うことができ、
且つ引出処理の際に行われていた固定テープ等による巻
線端部での粘着固定に関する煩雑な工程を削除すること
ができるので、コイルボビンへの巻線工程並びに引出処
理工程等を自動化することができるという優れた効果を
有する。

【００５９】（３）１次巻線端部をトランスの上面部も
しくは底面部に沿って引出処理することにより該巻線径
がトランスの高さに付加されることを回避することがで
き、従って該トランスを薄型に構成することができ、ひ
いては該トランスが組込まれる電子機器等を薄型にする
ことができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるトランスの巻線構造の実施例を
示す断面図。

【図２】本発明に係わるコイルボビンを使用した本発明
に係わるトランスの巻線構造の断面および一部側面図。

【図３】同実施例におけるコイルボビンに巻線処理を行
った状態を示す斜視図。

【図４】従来例におけるコイルボビンに巻線処理を行っ
た状態を示す斜視図。

【図５】同従来例におけるトランスの巻線構造の状態を
示す断面図。

【図６】従来の中間嵌装枠を有するコイルボビンの斜視
図。

【符号の説明】 １ 第１巻線止枠 ２ 第２巻線止枠 ３ 第１磁芯搭載基材 ４ 第２磁芯搭載基材 ５ 引出線溝 ７ 第１フレーム端子 ８ 第２フレーム端子 ９ 捲回柱 １０ 嵌挿孔 １１ ２次巻線 １２ 引出線 １３ 巻線端部 １５ コイルボビン １６ 絶縁テープ １７ １次巻線 ２０ 磁芯 ２１ 捲回柱 ２２ 中間嵌装枠 ２３ コイルボビン ２５ 中間嵌装枠 ２６ 第１巻線止枠 ２７ 第２巻線止枠 ２８ 中間嵌装枠側面 ３０ 捲回柱 ３１ 突出部 ３２ 第１磁芯搭載基材 ３５ 第１フレーム端子 ３７ 引出線 ３９ 固定テープ ４１ １次巻線 ４２ ２次巻線 ４５ 絶縁テープ ４６ 保護テープ ５０ コイルボビン ６０ コイルボビン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が捲回される捲回柱と、該捲回柱の
   端部に設けられて巻線止となる巻線止枠と、前記捲回柱
   の中間部に設けられた中間嵌装枠と、を有するコイルボ
   ビンに巻線を捲回すると共に磁芯を嵌挿して成るトラン
   スの巻線構造において、高圧側２次巻線を捲回柱に分巻
   すると共に、低圧側１次巻線を前記中間嵌装枠と一方の
   巻線止枠との間に挟装された捲回柱部分に捲回したこと
   を特徴とするトランス巻線構造。
2. 【請求項２】 上記コイルボビンの捲回柱に設けられた
   中間嵌装枠に少なくとも一つの突出部を形成したことを
   特徴とする請求項１記載のコイルボビン。