JPH1116751A

JPH1116751A - トランス

Info

Publication number: JPH1116751A
Application number: JP9167710A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ito; 知伊藤; Yutaka Yamamoto; 豊山本; Teruhiro Makino; 彰宏牧野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-22
Also published as: KR100299893B1; TW385454B; KR19990007244A

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型化しても電力伝送効率が低下することが
なく、トランス全体の体積を有効に活用することが可能
であり、放熱性が良好であり、製造コストの低いトラン
スを提供する。【解決手段】磁性体からなる主コア３２と、この主コ
ア３２の両端部に接合される磁性体からなる側部コア３
３と、主コア３２に装着される一次、二次巻線３４、３
５とを具備して構成され、主コア３２が中磁脚３６とこ
の中磁脚３６の一側と他側に一体化されて中磁脚３６と
直交する方向に延在された一対の外磁脚３７とからな
り、これら一対の外磁脚３７間に両外磁脚３７と中磁脚
３６により挟まれて区画された巻線溝３８が中磁脚３６
の両側に位置して形成され、一次、二次巻線３４、３５
とが両巻線溝３８を通過し、かつ、中磁脚３６を巻回す
るように設けられてなるトランス３１を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の電子機器等
に使用されるトランスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁エネルギを媒介することにより電圧
の昇圧または降圧あるいは電流流量の変換等を行うトラ
ンスは、各種の電子機器等に欠かせないものとなってい
る。最近では、電子機器の小型化、薄型化に伴って、こ
れらの電子機器に組み込まれる電源回路の小型化、薄型
化の要求が高まっており、電源回路に用いられるトラン
スの小型化、薄型化が重要な課題である。そこで、従来
のトランスを図７及び図８を参照して説明する。

【０００３】図７において、トランス１は、平面視形状
がＥ型である２組のＥ型コア２と、一次巻線３と、二次
巻線４と、一次巻線３と二次巻線４を巻回するコイルボ
ビン５とから構成されている。Ｅ型コア２は、その材質
が磁性体であり、コイルボビン５が嵌入する中央磁脚６
と、中央磁脚６を挟むようにして対向して配置された２
対の側磁脚７と、中央磁脚６の一端と２対の側磁脚７の
それぞれの一端を互いに連結するヨーク部８とを備え、
平面視形状がＥ型になっている。また、中央磁脚６のも
う一方の一端と、２対の側磁脚７のそれぞれのもう一方
の一端は、もう１つのＥ型コア２の中央磁脚６の一端と
２対の側磁脚７のそれぞれの一端と接合する。この２組
のＥ型コア２によって、一次巻線３に入力される電圧に
よって生じる磁束を通過させるための磁路が形成されて
いる。

【０００４】コイルボビン５は、絶縁材から形成され、
一次巻線３と二次巻線４を巻回する巻枠本体９と、巻枠
本体９の両端に形成される巻線止枠１０とを備える。巻
枠本体９には、Ｅ型コア２の中央磁脚６に嵌入するため
の嵌入孔（図示せず）が、巻枠本体９と２対の巻線止枠
１０とを連穿するように開口されている。このコイルボ
ビン５は、一次巻線３及び二次巻線４と、Ｅ型コア２の
中央磁脚６とを絶縁する役割を果たしている。一次巻線
３は、巻枠本体９の端部に巻回され、二次巻線４は、巻
枠本体９のもう一方の端部に巻回されており、一次巻線
３と二次巻線４とは互いに絶縁されるように配置されて
いる。

【０００５】また、図８には別の従来のトランス２１を
示す。尚、図８において、前述した図７に示す構成要素
と同一のものには同一符号を付し、その説明を省略す
る。トランス２１は、平面視形状がＥ型であるＥ型コア
２２と、平面視形状がＩ型であるＩ型コア２０と、一次
巻線３と、二次巻線４と、一次巻線３と二次巻線４を巻
回するコイルボビン５とから構成されている。

【０００６】Ｅ型コア２２は、コイルボビン５を挿入す
る中央磁脚２６と、中央磁脚２６を挟むようにして対向
して配置された２対の側磁脚２７と、中央磁脚２６の一
端と２対の側磁脚２７のそれぞれの一端を互いに連結す
るヨーク部２８とを備え、平面視形状がＥ型になってい
る。また、中央磁脚２６のもう一方の一端と、２対の側
磁脚２７のそれぞれのもう一方の一端は、Ｉ型コア２０
の側面部と接合するようになっている。このＥ型コア２
２とＩ型コア２０とによって、一次巻線３に入力される
電圧によって生じる磁束を通過させるための磁路が形成
されている。

【０００７】Ｅ型コア２、２２、Ｉ型コア２０の材質
は、高い透磁率を有し、損失の少ない磁性体が用いら
れ、特にＭｎＺｎフェライト、ＮｉＭｎフェライト、パ
ーマロイ、Ｆｅ系アモルファス合金、Ｃｏ系アモルファ
ス合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、ケイ素鋼などが用いら
れている。一次巻線３及び二次巻線４は、ここでは、電
気伝導性に優れた銅の細線にポリウレタンを被覆した銅
線が用いられている。コイルボビン５の材質は、一次巻
線３及び二次巻線４と、Ｅ型コア２、２２の中央磁脚
６、２６とを絶縁するために、合成樹脂等が良好であ
り、特に、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリエステル、フッ素樹脂等が用いられている。

【０００８】図７において、このようなトランスの作用
は次の通りである。トランス１の一次巻線３に正弦波電
圧を入力すると、電磁誘導作用によって中央磁脚６に磁
束が生じる。この磁束が、コアによって形成された磁路
を通過して、二次巻線４に起電力を誘導し、二次巻線４
から正弦波電圧が出力される。入力した正弦波電圧と出
力した正弦波電圧との電圧の大きさの割合は、一次巻線
３の巻数と二次巻線４の巻数との比である巻数比に比例
するので、巻数比と入力する正弦波電圧の電圧値とを適
当に調整することにより任意の電圧値を有する出力電圧
を発生させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、諸特性を変
えずにトランスの小型化を図る場合には、コアの磁束の
実効断面積の大きさが重要な因子になる。一次巻線に印
加する入力電圧の電圧値と、入力電圧によりコアに誘起
される磁束密度とコアの磁束の実効断面積との積とは比
例関係にあり、更に、入力電圧によりコアに誘起された
磁束密度とコアの磁束の実効断面積との積と、二次巻線
に誘起される出力電圧の電圧値との間は比例関係にあ
る。コアの磁束の実効断面積を小さくすればコアが小型
になり、それに伴ってトランス全体を小型化できるが、
磁束密度を一定とした場合には、コアを通過する磁束が
少なくなって、上述した比例関係から、トランスに入出
力できる電圧が制限されてしまう。そこで、コアの磁束
の実効断面積の大きさを維持しつつ、トランスを薄型化
しようとする場合には、コアの磁路の形状を扁平状にせ
ざるを得ない。このため、巻数を変えずにコアに巻線を
巻回すると、巻線の長さが長くなってしまうために、銅
損が増大すると共に漏れ磁束が増加してトランスの電力
伝達効率が低下してしまうという課題があった。

【００１０】また、従来のトランスの構造においては、
コアと一次巻線及び二次巻線とを絶縁するためにコイル
ボビンを使用することが必要不可欠であり、このコイル
ボビンの存在によって、トランス全体の体積に対するコ
ア若しくは一次巻線及び二次巻線の占める体積を大きく
することが困難となり、空間を有効に利用できないとい
う課題があった。

【００１１】更に、従来のトランスの構造においては、
トランスのコアの鉄損と一次巻線及び二次巻線の銅損と
により発生する熱が、コイルボビンに蓄積されてしまう
ために、放熱性が悪くトランスの安全性に問題があると
いう課題があった。更にまた、従来のトランスの構造に
おいては、部品点数が多くなるためにトランスの製造コ
ストを低減できないという課題があった。

【００１２】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、薄型化しても電力伝送効率が低下
することがなく、トランス全体の体積を有効に活用する
ことが可能であり、放熱性が良好であり、製造コストの
低いトランスを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。

【００１４】本発明のトランスは、磁性体からなる主コ
アと、この主コアの両端部に接合される磁性体からなる
側部コアと、前記主コアに装着される一次巻線と二次巻
線とを具備して構成され、前記主コアが中磁脚とこの中
磁脚の一端と他端に一体化されて中磁脚と直交する方向
に延在された一対の外磁脚とからなり、これら一対の外
磁脚間に両外磁脚と前記中磁脚により挟まれて区画され
た巻線溝が中磁脚の両側に位置して形成され、前記一次
巻線と二次巻線とが前記両巻線溝を通過し、かつ、前記
中磁脚を巻回するように設けられてなることを特徴とす
る。本発明のトランスは、先に記載のトランスであっ
て、前記側部コアは、前記１対の外磁脚の先端を架け渡
すように前記主コアに接合されたことを特徴とする。

【００１５】また、本発明のトランスは、先に記載のト
ランスであって、前記側部コアは、前記１対の外磁脚に
挟まれて前記主コアに接合されたことを特徴とする。更
に、本発明のトランスは、先に記載のトランスであっ
て、前記一次、二次巻線は、前記中磁脚の前記一対の外
磁脚の間の領域を分割するように設けられそれぞれ巻回
されたことを特徴とする。

【００１６】また、本発明のトランスは、先に記載のト
ランスであって、前記一次、二次巻線は、前記中磁脚に
互いに絶縁されて積層して巻回されたことを特徴とす
る。更に、本発明のトランスは、先に記載のトランスで
あって、前記巻線溝の内面に、有機樹脂膜が被着されて
いることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２において、トランス
３１は、磁性体からなる主コア３２と、この主コア３２
の両端部に接合される磁性体からなる側部コア３３と、
主コアに装着される一次巻線３４と二次巻線３５とを具
備して構成されている。主コア３２は、中磁脚３６と、
中磁脚３６の一端と他端に一体化されて中磁脚３６と直
交する方向に延在された一対の外磁脚３７とからなり、
その断面形状がエ字状になっている。これら一対の外磁
脚３７間に両外磁脚３７と中磁脚３６により挟まれて区
画された巻線溝３８が中磁脚３６の両側に位置して形成
され、一次巻線３４と二次巻線３５とが両巻線溝３８を
通過し、かつ、中磁脚３６を巻回するように設けられて
いる。

【００１８】側部コア３３は、１対の外磁脚３７の先端
３９を架け渡すように主コア３２に接合される。また、
図３に示すように、側部コア３３は、１対の外磁脚３７
に挟まれて主コア３２に接合されるものであってもよ
い。主コア３２と側部コア３３との接合は、治具を用い
て接合した状態に固定し、樹脂等を塗布して加熱乾燥し
て樹脂を固化させることにより接合させる。この主コア
３２と側部コア３３によって、一次巻線３４に入力され
る電圧によって生じる磁束を通過させるための磁路が形
成される。主コア３２と側部コア３３の材質は、ＭｎＺ
ｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等の高抵抗、高透磁
率であって、鉄損の値が低く、熱伝導性が高い磁性体が
良好である。

【００１９】図１及び図２において、主コア３２の巻線
溝３８の内面４０に、有機樹脂膜４１が被着されてい
る。また、一次巻線３４と二次巻線３５は、一対の外磁
脚３７、３７の間の領域を分割するように設けられてい
る。即ち、一次巻線３４が中磁脚３６の一部４３に巻回
され、二次巻線３５が中磁脚３６の他部４４に巻回され
ている。更に、巻線用の絶縁材４５は、中磁脚３６から
側部コア３３に向けて外磁脚３７と平行に突設されるも
のであってもよい。この場合の一次巻線３４と二次巻線
３５とは、巻線用の絶縁材４５により分離されている。

【００２０】図３及び図４においては、主コア３２の巻
線溝３８の内面４０に、有機樹脂膜４１が被着され、二
次巻線３５が中磁脚３６の全面に巻回され、二次巻線３
５の上に巻線用の絶縁材４２が被着され、更に、一次巻
線３４が巻線用の絶縁材４２の上に積層するように巻回
されている。一次巻線３４と二次巻線３５とは、巻線用
の絶縁材４２により絶縁されている。

【００２１】一次巻線３４と二次巻線３５には、ポリウ
レタンで被覆された銅線が用いられている。これら巻線
の径を細くすれば巻線の断面積が小さくなり、巻数を多
くできるが、巻線に流れる電流に対して巻線の径が細す
ぎると銅損が増大してしまうので、必要な巻数、巻線収
納溝の断面積、巻線に流れる電流等を考慮して最適な巻
線の径を決定する。巻線の巻数が多い場合には、何層か
に重ねて巻回するが、その際には、巻線を巻線収納溝３
８の幅に対して密に、かつ均一に巻回する。また、図５
及び図６に示すように、一次巻線の端子４９と二次巻線
の端子５０は、できるだけ離すように構成することが好
ましい。より好ましくは、一次巻線と二次巻線の端子４
９、５０は、トランス３１の長手方向に対して対向する
方向にそれぞれ引き出すと良い。

【００２２】上述のトランス３１において、主コア３２
の外磁脚３７の厚みと、側部コア３３の厚みを等しく
し、中磁脚３６の厚みはその２倍程度にすることが好ま
しい。このように構成することで、コア３２、３３を通
過する磁束の実効断面積をコア３２、３３のどの部分に
おいても均一にすることができる。図５及び図６におい
て、外磁脚３７の厚み若しくは側部コア３３の厚みを
ａ、トランス３１の巻線溝３８と平行な方向をトランス
の長さとしてこれをｂとすると、磁束の実効断面積Ｓは
Ｓ＝２ａｂとなる。従って、磁束の実効断面積は、中磁
脚３６の厚み、外磁脚３７の厚み、側部コア３３の厚み
とトランスの長さによって決定される。このため、トラ
ンス３１の構造においては、トランス３１の狭幅、薄型
化を図った場合に、主コア３２の中磁脚３６、外磁脚３
７または側部コア３３の厚みを薄くしたり、トランス３
１の長さを短くしない限り、磁束の実効断面積をそのま
ま保つことが可能となるので、入出力電圧の電圧値が制
限されることがない。主コア３２、側部コア３３の材質
であるフェライト材料の強度を考えると、主コア３２の
外磁脚３７の厚み及び側部コア３３の厚みは１ｍｍ以上
が適当である。

【００２３】また、一次巻線３４と二次巻線３５のほと
んどの部分が、主コア３２と側部コア３３に囲まれた構
造となっており、トランス３１の狭幅、薄型化を図って
もこの構成は変わらないので、漏れ磁束が非常に小さく
なり、高い結合係数が得られる。

【００２４】更に、磁束の実効断面積の大きさを維持し
つつ、トランス３１を薄型化した場合においては、主コ
ア３２の高さと側部コア３３の幅が短くなるだけであ
り、巻数を変えずに中磁脚３６に巻線３４、３５を巻回
しても巻線３４、３５の長さは大きく変わらないので、
銅損が増大することはない。従って、本発明のトランス
３１は、漏れ磁束が小さく、銅損が増大することがない
ために、トランス３１の狭幅、薄型化を図っても、電力
伝達効率が低下することがない。また、本発明のトラン
ス３１の構造においては、有機樹脂膜４１の占める体積
が小さく、トランス３１全体の体積に対するコア３２、
３３若しくは巻線３４、３５の占める体積を大きくする
ことが可能となり、空間を有効に利用できる。

【００２５】トランス３１を使用すると、主コア３２、
側部コア３３及び一次、二次巻線３４、３５において熱
が発生するが、前述したように、有機樹脂膜４１はその
占める体積が小さいので、発生した熱を蓄積することが
ない。更に、主コア３２と側部コア３３の材質は、熱導
電性の高い磁性体であるので、発生した熱を効率よくト
ランス３１の外部に放出することができる。また、主コ
ア３２と側部コア３３の材質として、特開平５−２４３
０３２号に記載されているような結晶粒径１〜５μｍの
ＭｎＦｅ多結晶フェライトを使用すれば、コア３２、３
３における損失が低減され、コア３２、３３からの発熱
を抑えることができる。このようなことから、トランス
３１の安全性が確保される。

【００２６】また、一次巻線３４及び二次巻線３５は、
巻線溝３８の幅に対して密に、かつ均一に巻回されるの
で、隣り合う巻線の電位差を小さくすることができる。
更に、一次巻線の端子４９と二次巻線の端子５０をで
きるだけ離すように構成しているので、絶縁破壊を防ぐ
ことが可能となる。更にまた、本発明のトランス３１の
構造においては、部品点数が少なくなるために、トラン
ス３１の製造コストを低減できる。

【００２７】尚、主コア３２は、ＭｎＺｎフェライトの
ブロックを砥石で加工することにより巻線溝３８を形成
させて作製されるが、フェライトの粉末を型に充填して
プレスして成形し、これを焼成することによって作製す
ることもできる。このようにして作製することにより、
巻線溝３８の溝幅と溝深さを、巻線の断面積に必要な大
きさに加工できる。巻線に必要な空間として、溝の幅を
２ｍｍ、溝深さを１．５ｍｍとすると、トランス３１全
体の大きさを幅７ｍｍ、高さ４ｍｍとすることが可能で
ある。

【００２８】巻線溝の内面４０に被着する有機樹脂膜４
１は、絶縁性が高く、誘電性の低い樹脂等が最適であっ
て、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ
エステル、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等のフィルムが良
好である。これらの樹脂は、誘電率が２〜４の範囲で十
分に小さく、絶縁性に優れる。これらのフィルムは、あ
らかじめフッ素樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂等
の内１種類を巻線溝の内面４０に塗布した後に、接着さ
れる。または、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール
樹脂等の内１種類を適当な溶剤に溶解した後に、主コア
３２を含浸させることにより、巻線溝の内面４０に有機
樹脂膜４１を被着させることも可能である。

【００２９】巻線用の絶縁材４２、４５は、絶縁性が高
く、誘電性の低い樹脂等が最適であって、ポリイミド、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素
樹脂、エポキシ樹脂等のフィルムが良好である。これら
の樹脂は、誘電率が２〜４の範囲で十分に小さく、絶縁
性に優れる。また、巻線の巻数が多い場合には、巻線の
層間に絶縁材を挟み込んでも良い。

【００３０】更に、主コア３２と側部コア３３との接合
面には、磁気飽和を抑える、インダクタンス値を調整す
る等の目的で、ギャップを設けることもできる。このギ
ャップは樹脂等の絶縁材を挟むことにより形成される。
また、ギャップの調整は、主コア３２と一方の側部コア
３３とのギャップの間隔を固定し、もう一方の側部コア
３３とのギャップを調整することで、磁気特性の調整を
容易に行える。ギャップに使用する絶縁材は、できるだ
け誘電性の小さい樹脂等が良好であって、ポリイミド、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素
樹脂、エポキシ樹脂等のフィルムが最適である。これら
の樹脂は、誘電率が２〜４の範囲で十分に小さく、これ
らの内から適宜選択して利用できる。

【００３１】

【実施例】幅６ｍｍ、長さ１８ｍｍ、高さ４．５ｍｍの
大きさのＭｎＺｎフェライトのブロックに、砥石等でブ
ロックの側面に長さ方向に幅２．５ｍｍ、深さ２ｍｍの
巻線溝３８を形成して主コア３２を作製した。このと
き、主コア３２の中磁脚３６の厚みは２ｍｍであり、外
磁脚３７の厚みは１ｍｍである。また、幅１ｍｍ、長さ
１８ｍｍ、高さ４．５ｍｍの大きさのＭｎＺｎフェライ
トのブロックを側部コア３３とした。次に、主コアの巻
線溝の内面４０にブチラール樹脂を塗布し、その上に有
機樹脂膜４１として厚さ７．５μｍのポリイミドフィル
ムを被着した。

【００３２】二次巻線３５を、中磁脚３６を軸にして巻
線溝３８に沿って中磁脚３６の全面に一層２５巻で１０
層まで、合計２５０ターン巻いた。このとき、二次巻線
３５の層間に厚さ７．５μｍのポリイミドフィルムを挟
み込んだ。次に、二次巻線３５の上に巻線用の絶縁材４
２として厚さ７．５μｍのポリイミドフィルムを被着
し、更に、巻線用の絶縁材４２の上に一次巻線３４を３
ターン巻いた。このようにすることで、一次：二次＝
３：２５０の巻数比が得られ、約８３．３倍の昇圧が可
能である。一次巻線３４には、ポリウレタンで被覆され
た線径φ０．２３ｍｍの銅線を用い、二次巻線３５に
は、ポリウレタンで被覆された線径φ０．０５ｍｍの銅
線を用いた。主コア３２と側部コア３３との接合は、治
具を用いて接合した状態で固定し、シリコン樹脂を塗布
して１２０゜Ｃで１．５時間乾燥してシリコン樹脂を固
化させることにより接合した。上述のようにして、図４
に示すような、全体の大きさが、幅８ｍｍ、長さ１８ｍ
ｍ、高さ４．５ｍｍのトランスを組み立てた。

【００３３】

【比較例】図７に示すような、幅１４．２ｍｍ、長さ１
８．３ｍｍ、高さ５．３８ｍｍの大きさであり、Ｅ型コ
アを用いたトランスを組み立てた。巻数比は、一次：二
次＝１４：１５２０であり、約１０８倍の昇圧が可能で
ある。

【００３４】次に、実施例のトランスの特性を述べる。
図９には、二次巻線を解放にして、インピーダンスアナ
ライザーで測定した銅損と鉄損を含む等価抵抗Ｒ、等価
インダクタンスＬ、性能係数Ｑ（＝ωＬ／Ｒ）を示す。
また、図１０には、一次巻線を解放にして、インピーダ
ンスアナライザーで測定した銅損と鉄損を含む等価抵抗
Ｒ、等価インダクタンスＬ、性能係数Ｑ（＝ωＬ／Ｒ）
を示す。実施例のトランスは、比較例のトランスに比
べ、トランスの幅と高さが小さく、巻数比も小さいにも
かかわらず、インダクタンスが高く、巻線による抵抗値
が小さい。従って、本発明のトランスは、小型化による
電力伝達効率の低下が生じない。

【００３５】図１１には、昇圧比と電力伝達効率の測定
系を示す。ファンクションジェネレーター６０により発
生させた周波数５７ｋＨｚの正弦波電圧をパワーアンプ
６１で増幅させ、所定の電圧値の正弦波をトランス６２
の一次巻線に印加する。

【００３６】図１２には、本発明のトランスの昇圧比で
あって、二次巻線を解放にした場合の一次電圧に対する
二次電圧の電圧値を示す。一次巻線と二次巻線の巻数比
（約８３．３倍）にほぼ等しい８３倍の昇圧比が得られ
ていることから、漏れ磁束が少なく、一次巻線と二次巻
線が磁気的に非常によい結合を示していることがわか
る。

【００３７】図１３には、トランスの二次巻線の端子に
負荷抵抗を接続し、このトランスの一次巻線に周波数５
７ｋＨｚの正弦交流電圧を入力し、二次巻線からの出力
電圧を６００Ｖ一定にしたときの出力電圧に対する電力
伝送効率の測定結果を示す。比較例のトランスにおいて
は、出力電圧３．３Ｗまでは電力伝送効率が約９３％と
良好であるが、３．３ｋＷを超えると電力伝送効率が急
激に低下する。一方、実施例のトランスでは、出力電力
４Ｗにおいても電力伝送効率が９３．８％と高い値を示
しており、出力電力の小さい範囲であっても従来のトラ
ンスと同等かそれ以上の特性が得られている。以上のよ
うな結果により、幅８ｍｍ、高さ４．５ｍｍという狭
幅、薄型のトランスでも本発明の構成にすることにより
良好な特性が得られることが判明した。

【００３８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
トランスは、磁性体からなる主コアと、この主コアの両
端部に接合される磁性体からなる側部コアと、前記主コ
アに装着される一次巻線と二次巻線とを具備して構成さ
れ、主コアが中磁脚とこの中磁脚の一端と他端に一体化
されて中磁脚と直交する方向に延在された一対の外磁脚
とからなり、これら一対の外磁脚間に両外磁脚と中磁脚
により挟まれて区画された巻線溝が中磁脚の両側に位置
して形成され、一次巻線と二次巻線とが両巻線溝を通過
し、かつ、前記中磁脚を巻回するように設けられてお
り、巻線のほとんどの部分がコアに囲まれた構造となっ
ているので、漏れ磁束が小さく、銅損が少ないために電
力伝達効率の低下を少なくできる。また、本発明のトラ
ンスは、上述の構造を採用するので、主コアの中磁脚、
外磁脚及び側部コアの厚みを薄くしたり、トランスの長
さを短くしない限り、磁束の実効断面積をそのまま保つ
ことが可能となるので、トランスに入出力する電圧の大
きさが制限されることがなく、電力の伝達効率を低下さ
せずにトランスの狭幅、薄型化を図ることができる。更
に、主コアと側部コアの材質は、熱伝導性の高い磁性体
であり、主コア、側部コア及び一次、二次巻線において
発生した熱を、効率よくトランスの外部に放出すること
ができるので、トランスの安全性を確保することができ
る。

【００３９】また、本発明のトランスは、側部コアが、
主コアの１対の外磁脚の先端を架け渡すように前記主コ
アに接合されるか、１対の外磁脚に挟まれて前記主コア
に接合されるので、コア同士の接合が容易でトランスの
組立が簡単であり、製作コストを低減できる。更に接合
部分にギャップを設けることが可能であるので、希望す
る特性を有するトランスを容易に製作できる。また、本
発明のトランスは、二次巻線が中磁脚の全面に巻回さ
れ、更に、一次巻線３４が二次巻線の上に積層するよう
に巻回されているので、一次、二次巻線間の絶縁性が高
く、耐圧が強いトランスを得られる。また、本発明のト
ランスは、一次、二次巻線が前記中磁脚の前記一対の外
磁脚の間の領域を分割するように設けられそれぞれ巻回
されているので、トランス作製の際に、一次巻線と二次
巻線を同時に巻回することができるので、トランスの製
造工程を簡略化することが可能となり、トランスの製造
コストを低減できる。

【００４０】更に、本発明のトランスは、主コアの巻線
溝の内面に有機樹脂膜が被着され、その上に一次、二次
巻線が巻回されたものであり、有機樹脂膜の占める体積
が小さいので、トランス全体の体積に対するコア若しく
は一次巻線及び二次巻線の占める体積を大きくすること
が可能となり、空間を有効に利用できる。また、有機樹
脂膜の占める体積が小さく、トランスが発生する熱を蓄
積することなく放熱することができるので、トランスの
安全性を確保することができる。更にまた、本発明のト
ランスは、部品点数が少ないので、トランスのコストを
低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるトランスの主コア
と側部コアを示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態であるトランスを示す斜
視断面図である。

【図３】本発明の実施の形態であるトランスを示す斜
視断面図である。

【図４】本発明の実施の形態であるトランスを示す斜
視断面図である。

【図５】本発明の実施の形態であるトランスの二次巻
線の端子を取り出した部分を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態であるトランスの一次巻
線の端子を取り出した部分を示す斜視図である。

【図７】従来のトランスを示す斜視図である。

【図８】従来のトランスを示す斜視図である。

【図９】本発明の実施の形態であるトランスの二次巻
線を解放にした時の一次巻線の等価抵抗Ｒ、等価インダ
クタンスＬ、性能係数Ｑ（＝ωＬ／Ｒ）と、一次巻線に
印加した交流電圧の周波数との関係を示すグラフであ
る。

【図１０】本発明の実施の形態であるトランスの一次
巻線を解放にした時の二次巻線の等価抵抗Ｒ、等価イン
ダクタンスＬ、性能係数Ｑ（＝ωＬ／Ｒ）と、二次巻線
に入力した交流電圧の周波数との関係を示すグラフであ
る。

【図１１】本発明の実施の形態であるトランスの昇圧
比と電力伝達効率を測定するための測定系を示すブロッ
ク図である。

【図１２】本発明の実施の形態であるトランスの一次
巻線に入力した交流電圧の電圧値と、二次巻線から出力
される交流電圧の電圧値との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明の実施の形態であるトランスの電力
伝達効率と、二次巻線から出力される電力との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

３１トランス３２主コア３３側部コア３４一次巻線３５二次巻線３６中磁脚３７外磁脚３８巻線溝３９外磁脚の先端４０巻線溝の内面４１有機樹脂膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体からなる主コアと、この主コアの
両端部に接合される磁性体からなる側部コアと、前記主
コアに装着される一次巻線と二次巻線とを具備して構成
され、前記主コアが中磁脚とこの中磁脚の一端と他端に一体化
されて中磁脚と直交する方向に延在された一対の外磁脚
とからなり、これら一対の外磁脚間に両外磁脚と前記中
磁脚により挟まれて区画された巻線溝が中磁脚の両側に
位置して形成され、前記一次巻線と二次巻線とが前記両
巻線溝を通過し、かつ、前記中磁脚を巻回するように設
けられてなることを特徴とするトランス。
【請求項２】請求項１に記載のトランスであって、前
記側部コアは、前記１対の外磁脚の先端を架け渡すよう
に前記主コアに接合されたことを特徴とするトランス。
【請求項３】請求項１に記載のトランスであって、前
記側部コアは、前記１対の外磁脚に挟まれて前記主コア
に接合されたことを特徴とするトランス。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のトラン
スであって、前記一次、二次巻線は、前記中磁脚の前記
一対の外磁脚の間の領域を分割するように設けられそれ
ぞれ巻回されたことを特徴とするトランス。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載のトラン
スであって、前記一次、二次巻線は、前記中磁脚に互い
に絶縁されて積層して巻回されたことを特徴とするトラ
ンス。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のトラン
スであって、前記巻線溝の内面に、有機樹脂膜が被着さ
れていることを特徴とするトランス。