JPH08195319A - トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造時に外側巻線の乱巻きが起こらない構造
のトランスを提供する。 【構成】 このトランスは、磁心１と、磁心１に外嵌さ
れるボビン２と、ボビン２の外周面に形成される内側巻
線Ａと、内側巻線Ａの上に直接形成される外側巻線Ｂ
と、前記外側巻線Ｂの外側に絶縁テープを巻回して成る
絶縁層とを備えていて、前記内側巻線Ａを構成する電線
の外径（ｄ）と前記外側巻線Ｂを構成する電線の外径
（Ｄ）との間では、 ｄ≧Ｄのとき、0.６≦Ｄ／ｄ≦1.０；または、 ｄ≦Ｄのとき、ｎ−0.２≦Ｄ／ｄ≦ｎ（ただし、ｎは２
以上の整数を表す） のいずれかの関係が成立している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の電気・電子機器
に組込まれるトランス、とくにスイッチング電源用のト
ランスに関し、更に詳しくは、巻線性が優れているトラ
ンスに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電気・電子機器に組込まれる電源
用変圧器およびそれに用いられる巻線に関しては、ＩＥ
Ｃ（International Electrotechnical Commission)規格
やＵＬ（Standards of Underwriter's Laboratories In
c.）規格によって、次のような規定が与えられている。

【０００３】すなわち、導体が、エナメル，ラッカ
ー，紙，綿，酸化皮膜などのみによって被覆されている
絶縁被覆導体の場合、それは裸の導体とみなすという規
定、１次巻線と２次巻線との間等、所定の導体間は強
化絶縁が施されることが必要であり、動作電圧に応じて
所定の絶縁距離（絶縁厚）が確保されることが必要であ
る。ただし、１次巻線と２次巻線の間に３層の板状の絶
縁体層が介装されていて、それら３枚の絶縁体層のうち
２層で所定の耐電圧特性が確保される場合には、上記絶
縁の厚みを問うものではないとされている。そして、
各導体の間、導体とコアの間では所定の沿面距離が確保
されなければならないという規定である。

【０００４】このような規定を満たすために、電線とし
てエナメル線を使用してトランスを製造する場合には、
トランスを図４で示したような構造にすることが必要で
あるとされている。すなわち、まず、フェライトコアの
ような磁心１に鍔付きのボビン２が嵌込まれる。そし
て、このボビン２の外周面の両側に沿面距離を確保する
ための絶縁バリア３ａ，３ａが配置され、両バリアの間
に、エナメル被覆された電線（以下、エナメル電線とい
う）４ａが巻回されて内側巻線Ａが形成される。つい
で、この内側巻線Ａと絶縁バリア３ａ，３ａの上には、
絶縁テープ５を巻回して少なくとも３層の絶縁テープ層
を形成したのち、この上に再び絶縁バリア３ｂ，３ｂを
配置して沿面距離を確保し、その間に別のエナメル電線
４ｂが巻回されて外側巻線Ｂが形成される。そして、こ
の外側巻線Ｂと絶縁バリア３ｂ，３ｂの上に再び絶縁テ
ープ５を巻回して少なくとも３層の絶縁テープ層が形成
される。

【０００５】しかしながら、上記した構造のトランスの
場合、組立て時における絶縁テープの巻回操作や絶縁バ
リアの配置作業が不可欠になる。そして、トランス形状
の小型化を実現しようとする場合においても、絶縁バリ
アと絶縁テープが不可欠であるため、そのことに伴って
小型化には限界が伴う。このようなことから、本発明者
らは、図１で示したような構造のトランスの開発を進め
ている。

【０００６】図１で示したトランスは、内側巻線Ａが、
導体６ａの外周に３層の絶縁層６ｂ，６ｃ，６ｄを施し
て成る３層絶縁電線６で形成されている。この３層絶縁
電線６の各絶縁層６ｂ，６ｃ，６ｄはいずれも所定の樹
脂を押出被覆して形成され、この電線６それ自体で上記
した規格上に必要な特性を満足している。そして、この
内側巻線Ａの上には、電線６と線径が異なるエナメル電
線４が直接巻回されることにより、外側巻線Ｂが形成さ
れ、更にその上に、絶縁テープ５が巻回されて少なくと
も３層の絶縁テープ層が形成されている。

【０００７】このトランスにおいては、図４で示した構
造のトランスでは不可欠であった絶縁バリアは不要にな
り、また内側巻線Ａと外側巻線Ｂの間に介装されていた
絶縁テープ層も不要になり、製造が簡単になるととも
に、全体として小型にすることができる。なお、図１で
示したトランスの場合は、内側巻線Ａが３層絶縁電線６
で形成され、外側巻線Ｂがエナメル電線４で形成されて
いるが、これとは逆に、例えば図２で示したように、内
側巻線Ａをエナメル電線４で形成し、外側巻線Ｂを３層
絶縁電線６で形成したものであってもよい。この場合
も、図１のトランスと同じような効果が得られる。

【０００８】また、内側巻線Ａ，外側巻線Ｂのいずれを
も３層絶縁電線で形成しても同様の効果が得られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１や図２
で示したトランスの場合、内側巻線Ａの上に直接外側巻
線Ｂを形成する際に、外側巻線Ｂに用いる電線（図１の
場合はエナメル電線４，図２の場合は３層絶縁電線６）
が内側巻線Ａの電線が形成している溝部７の中に落ち込
むという事態が引き起こされることがある。とくに、外
側巻線Ｂを形成する電線の外径が内側巻線Ａを形成する
電線の外径に比べて細径である場合は、上記したような
事態が頻繁に発生する。

【００１０】このような事態が発生すると、外側巻線Ｂ
を形成する電線の整列巻きができなくなり、外側巻線Ｂ
は乱巻き状態で仕上がってしまい、トランスの小型化が
阻害されるとともにその特性も低下する。このような事
態の発生を防ぐためには、内側巻線Ａの上に絶縁テープ
を巻回して凹みである溝部７の影響を消去したのち、そ
の絶縁テープ層の上に外側巻線Ｂを形成せざるを得な
い。しかしながら、このような対策は、３層絶縁電線を
用いた上記トランスの利点を減殺することになる。

【００１１】本発明は、内側巻線の上に直接外側巻線を
形成して製造されるトランスにおける上記した問題を解
決し、内側巻線を形成する電線の外径と外側巻線を形成
する電線の外径との関係を規制することにより、内側巻
線と外側巻線の間に絶縁テープを巻回しなくても、外側
巻線が乱巻き状態にならず、整列巻きの状態になるトラ
ンスの提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、磁心と、前記磁心に外嵌さ
れるボビンと、前記ボビンの外周面に形成される内側巻
線と、前記内側巻線の上に直接形成される外側巻線と、
前記外側巻線の外側に絶縁テープを巻回して成る絶縁層
とを備えているトランスであって、前記内側巻線を構成
する電線の外径（ｄ）と前記外側巻線を構成する電線の
外径（Ｄ）との間では、 ｄ≧Ｄのとき、0.６≦Ｄ／ｄ≦1.０；または、 ｄ≦Ｄのとき、ｎ−0.２≦Ｄ／ｄ≦ｎ（ただし、ｎは２
以上の整数を表す） のいずれかの関係が成立していること、または上記関係
が交互に成立し複数の巻線を有することを特徴とするト
ランスが提供される。

【００１３】本発明のトランスにおいては、内側巻線の
上に、直接、外側巻線が形成されている。そして、内側
巻線を構成する電線（以下、電線ａという）の外径
（ｄ）と、外側巻線を構成する電線（以下、電線ｂとい
う）の外径（Ｄ）との間には上記した関係が成立してい
る。すなわち、内側巻線を構成する電線ａの外径（ｄ）
よりも小径の電線ｂで外側巻線を構成する場合（ｄ≧Ｄ
の場合）には、電線ａ，電線ｂとして、0.６≦Ｄ／ｄ≦
1.０の関係を満足するような電線を用いてトランスが製
造される。Ｄ，ｄとの間で、上記した関係が成立してい
ない電線を用いて巻線した場合は、外側巻線は整列巻き
の状態にならず、乱巻き状態になってしまう。

【００１４】また、内側巻線を構成する電線ａの外径よ
りも大径の電線ｂで外側巻線を構成する場合（Ｄ≧ｄの
場合）には、電線ａ，電線ｂとして、ｎ−0.２≦Ｄ／ｄ
≦ｎ（ｎは２以上の整数）の関係を満足するような電線
を用いてトランスが製造される。Ｄ，ｄの間で上記した
関係が成立していない電線を巻線すると、やはり、外側
巻線は整列巻き状態にならず乱巻き状態になってしま
う。なお、ｎとしては、製造するトランスの目標容量と
の関係で適宜に決められるが、通常は、２または３であ
る。

【００１５】本発明のトランスにおいては、電線ａ，電
線ｂの少なくとも一方が前記した規格上の特性を満足
し、導体が少なくとも３層の絶縁層で被覆されている多
層絶縁電線であることが好ましい。とくに、電線ａ，電
線ｂのいずれもが多層絶縁電線であることが好ましい。
この多層絶縁電線は、導体の外周に、所定の樹脂組成物
を順次押出被覆して少なくとも３層の絶縁層を形成する
ことによって製造される。

【００１６】

【作用】本発明のトランスでは、内側巻線と外側巻線の
形成時に、電線ａの外径ｄと電線ｂの外径Ｄとの間で上
記した関係を成立させたので、内側巻線と外側巻線との
間に絶縁テープを巻回しなくても、外側巻線は乱巻き状
態にならない。したがって、トランスの小型化が可能に
なり、その特性も向上する。

【００１７】請求項２のトランスでは、電線ａと電線ｂ
のいずれか一方または両方に多層絶縁電線が用いられて
いるので、そのトランスはなお一層特性が向上し、また
製造しやすく、前記の規格に適合する。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）図１で示した構造のスイッチング電源用ト
ランスを、次のような電線を用いて製造した。内側巻線
Ａを構成する電線ａは、外径（ｄ）が0.５２０mmで、導
体６ａの直径が0.５mmの３層絶縁電線６である。また外
側巻線Ｂを構成する電線ｂは、外径（Ｄ）が0.３１２mm
で導体の直径が0.２９mmの２種ポリウレタン銅線４であ
る。すなわち、両者の外径比（Ｄ／ｄ）は、0.６０であ
る。

【００１９】内側巻線Ａと外側巻線Ｂの間に絶縁テープ
を介装しなくても、外側巻線Ｂの乱巻きは起こらなかっ
た。その結果、製造コストを大幅に低減することができ
た。 （実施例２）図３で示した構造のスイッチング電源用ト
ランスを、次のような電線を用いて製造した。内側巻線
Ａを構成する電線ａは、外径（ｄ）が0.３２４mmで導体
の直径が0.３mmの２種ポリウレタン銅線４である。ま
た、外側巻線Ｂを構成する電線ｂは、直径0.１４８mmで
導体の直径が0.１４mmの３種ポリウレタン銅線を７本撚
り合わせたリッツ線の外周に３層の絶縁層を形成した３
層絶縁電線６であり、その外径（Ｄ）は0.６４８mmであ
る。すなわち、両者の外径比（Ｄ／ｄ）は2.０である。

【００２０】この場合も、実施例１と同じように、内側
巻線Ａと外側巻線Ｂの間に絶縁テープを介装しなくて
も、外側巻線Ｂの乱巻きは起こらなかった。その結果、
製造コストを大幅に低減することができた。 （実施例３〜１０，比較例１〜１２）外径（ｄ）が0.４
mmの電線ａを用いて内側巻線を形成し、その内側巻線に
絶縁テープを巻回することなく、直接、その上に表１で
示した外径（Ｄ）の電線を用いて外側巻線を形成した。

【００２１】得られたトランスにつき、外側巻線が整列
巻き状態にあるか、乱巻き状態にあるかを目視観察し
た。その結果を表１に示した。

【００２２】

【表１】 表１の結果から明らかなように、電線ａが電線ｂよりも
大径の場合、外側巻線は、Ｄ／ｄが0.６〜1.０のときに
整列巻き状態になる。

【００２３】また、電線ａが電線ｂよりも小径の場合、
外側巻線はＤ／ｄが1.８〜2.０、または2.８〜3.０のと
きに整列巻き状態になる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
トランスでは、内側巻線を構成する電線の外径（ｄ）と
外側巻線を構成する電線の外径（Ｄ）との比（Ｄ／ｄ）
を、ｄ≧Ｄのときは0.６≦Ｄ／ｄ≦1.０，ｄ≦Ｄのとき
はｎ−0.２≦Ｄ／ｄ≦ｎとなるように設定しているの
で、内側巻線と外側巻線の間に絶縁テープを介装しなく
ても、外側巻線の乱巻きを起こすことなく整列巻が可能
である。したがって、製造時の巻線速度を高めることが
できるので製造コストも低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトランス構造の例を示す一部切欠断面
図である。

【図２】本発明のトランス構造の別の例を示す一部切欠
断面図である。

【図３】本発明のトランス構造の更に別の例を示す一部
切欠断面図である。

【図４】従来のトランス構造の例を示す一部切欠断面図
である。

【符号の説明】

１ 磁心 ２ ボビン ３ａ，３ｂ 絶縁バリヤ ４ エナメル電線 ５ 絶縁テープ ６ ３層絶縁電線 ６ａ 導体 ６ｂ，６ｃ，６ｄ 絶縁層 ７ 溝部 Ａ 内側巻線 Ｂ 外側巻線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 勇 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁心（１）と、前記磁心（１）に外嵌さ
   れるボビン（２）と、前記ボビン（２）の外周面に形成
   される内側巻線（Ａ）と、前記内側巻線（Ａ）の上に直
   接形成される外側巻線（Ｂ）と、前記外側巻線（Ｂ）の
   外側に絶縁テープ（５）を巻回して成る絶縁層とを備え
   ているトランスであって、 前記内側巻線（Ａ）を構成する電線の外径（ｄ）と前記
   外側巻線（Ｂ）を構成する電線の外径（Ｄ）との間で
   は、 ｄ≧Ｄのとき、0.６≦Ｄ／ｄ≦1.０；または、 ｄ≦Ｄのとき、ｎ−0.２≦Ｄ／ｄ≦ｎ（ただし、ｎは２
   以上の整数を表す）のいずれかの関係が成立しているこ
   と、または上記関係が交互に成立し複数の巻線を有する
   ことを特徴とするトランス。
2. 【請求項２】 内側巻線を構成する電線と外側巻線を構
   成する電線のいずれか一方または両方が押出し成形法で
   形成された複数の絶縁層を有する多層絶縁電線である請
   求項１のトランス。