WO2025164591A1

WO2025164591A1 - ボビン及びトランス装置

Info

Publication number: WO2025164591A1
Application number: PCT/JP2025/002526
Authority: WO
Inventors: 桂輔佐藤
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2024-01-29
Filing date: 2025-01-28
Publication date: 2025-08-07
Anticipated expiration: 2026-07-29
Also published as: CN121195315A

Abstract

【課題】複数線同時巻線を複層巻きする場合でも巻き位置が崩れにくく、巻線位置を安定化させることにより巻線位置のばらつきを抑制できるボビンを提供する。【解決手段】本発明は、第１壁４１を備えた環状の段部５１と、第２壁４２及び第３壁４３を有し、第１壁４１は、筒部１２の外周面１２ａに巻かれた１層目の最終ターン３１の巻線２２ａをガイドし、段部５１は、１層目の最終ターン３１の巻線２２ａの終わり３１ａから２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂにかけてスロープ５１ａを有し、且つ２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂが巻かれる面５１ｂを有し、第２壁４２は、段部５１に巻かれた２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂをガイドし、第３壁４３は、２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの終わり３２ａから２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃをガイドするボビン１０である。

Description

ボビン及びトランス装置

　本発明は、トランスコイルの本体として用いられるボビン、及びそれを用いたトランス装置に関する。

　LLC共振回路を成立させるためリーケージインダクタンスを得られる構造のトランス要求がある。また、近年の小型高密度実装に対応するためトランス自体の小型化が必要となる。上記を満足するリーケージインダクタンス得る方法として分割巻き構造を採用し、小型コンパクトに巻線するためには１回路を２層以上の複層に巻線を巻き付ける必要がある。リッツ線などの仕上がり外径の大きい電線の巻線位置のコントロールやコアGAPからの漏れ磁束を回避するためには、１層目の巻線にガイドをつけるだけでは必ずしも十分とは言えないことがあり、２層目にもガイドを設けることが求められていた。これに関連する技術が特許文献１に開示されている。

　そのため、複数線同時巻線構成の場合等で複層巻きの場合に巻き位置が崩れ易くなり、電線の位置が不安定となり、巻線位置の不安定化により巻線位置のばらつき発生、特性不安定の影響がでることがある。

　また、従来、例えばプラグインハイブリッド車両（ＰＨＶ）等の充電器には共振型コンバータが用いられている。このような共振型コンバータでは、トランスに接続されたコンデンサとの共振を利用して電流ノイズ成分を低減し変換効率の向上が図られている。共振型コンバータに用いられるトランスでは、所定の共振インダクタンス（励磁インダクタンス及び漏れインダクタンス）を得るために、巻線の巻き幅、巻き数（ターン数）、ボビンの径寸法、コアギャップ等の設計パラメータの調整が極めて重要である。

　従来、そのようなトランスコイルに用いられるボビンとして、一次巻線が巻回される第一筒部と、二次巻線が巻回される第二筒部とが軸方向において並設され、これら第一筒部と第二筒部とを軸方向において画すセパレート部を備えたものが知られている（例えば特許文献２、３参照）。

　上述した従来のボビンでは、コア中心に近い内側の巻線部分は元来、熱が籠りやすく、放熱経路を確保するためには、巻線の第一層目までポッティング放熱樹脂を安定的に浸透させることが求められていた。

　また、上述した従来のボビンでは、第一層目の巻線がコアギャップ部の近傍に巻回されるため、コアギャップ部からの漏れ磁束の影響により、巻線部に渦電流損失が発生し発熱してしまうことや、巻線位置が巻き方によりバラつくため、トランスの電気的な結合特性が変動すると電源特性の意図しない変動による特性の悪化・効率低下による巻線部品への影響として巻線異常発熱等の事象が発生するという課題があった。

特開２０２３－１２５５１５号公報特開２０１７－１８３５２４号公報特開２０２２－１４１４４６号公報

　本発明の種々の態様は、複数線同時巻線を複層巻きする場合でも巻き位置が崩れにくく、巻線位置を安定化させることにより巻線位置のばらつきを抑制でき、特性不安定の影響を少なくできるボビン及びトランス装置を提供することを目的とする。
　また、本発明の種々の態様は、放熱効率の改善を図ることができるボビン及びそれを備えたトランス装置を提供することを目的とする。
　また、本発明の種々の態様は、漏れ磁束の影響による巻線異常発熱等の事象を抑制できるとともに、放熱効率の改善をも図ることができる等のボビン及びそれを備えたトランス装置を提供することを目的とする。

　以下に本発明の種々の態様について説明する。

［１］一次巻線と二次巻線とを電気的に絶縁するセパレート部と、
　前記セパレート部に隣接して形成され、前記一次巻線又は前記二次巻線の少なくともいずれか一方の巻線位置を調整する巻線位置調整部と、
を備えたことを特徴とするボビン。

［２］前記巻線位置調整部は、前記ボビンの外部に存在する磁束が前記一次巻線又は前記二次巻線に発生させる渦電流損を回避させるように前記巻線位置を調整するものであることを特徴とする上記［１］に記載のボビン。

［３］前記一次巻線又は前記二次巻線の少なくともいずれか一方の巻線が２層以上に巻回される筒部を有し、
　前記巻線位置調整部は、前記筒部の外周面から鍔状に突出している第１壁を備えた環状の段部であり、
　前記段部上に位置する第２壁及び第３壁を有し、
　前記第１壁は、前記筒部の外周面に巻かれた１層目の最終ターンの巻線をガイドするものであり、
　前記環状の段部は、前記１層目の最終ターンの巻線が巻かれる位置の隣に位置し、前記１層目の最終ターンの巻線の終わりから２層目の第１回ターンの巻線にかけてスロープを有し、且つ前記２層目の第１回ターンの巻線が巻かれる面を有しており、
　前記第２壁は、前記段部に巻かれた前記２層目の第１回ターンの巻線をガイドするものであり、
　前記第３壁は、前記２層目の第１回ターンの巻線の終わりから前記２層目の第２回ターンの巻線をガイドするものであり、
　前記第３壁は、前記２層目の第２回ターンの巻線が、前記２層目の第１回ターンの巻線の隣で且つ前記１層目の最終ターンの巻線の上に巻かれるようにガイドするものであることを特徴とする請求項１に記載のボビン。

　本発明の一態様に係る上記［３］のボビンによれば、巻線が２層以上に巻回される筒部を有するボビンにおいて、２層目の巻線が３層目に乗り上げて重なり巻き位置に対して不安定になり易いという課題に対し、第１壁が、１層目の最終ターンの巻線をガイドし、環状の段部に２層目の第１回ターンの巻線が巻かれ、第３壁が、２層目の第１回ターンの巻線の終わりから２層目の第２回ターンの巻線をガイドする。つまり、第３壁は、２層目の第２回ターンの巻線が２層目の第１回ターンの巻線と交差する巻線位置にガイドを設けたもので、２層目の第２回ターンの巻線の巻き位置への誘導が可能となり、２層目の第２回ターンの巻線が２層目の第１回ターンの巻線の上の３層目に乗り上げてしまうことを抑制できる。このようなガイド構造により、巻線位置をコントロールできるようになり、２層目の巻線の巻き位置が崩れることを防ぎ、巻線位置の安定化により巻線位置のばらつきを抑制し、特性の安定化に寄与する。

［４］上記［３］において、
　前記筒部は、前記第２壁及び前記第３壁を有する前記セパレート部を備え、
　前記筒部は、前記セパレート部に対して、前記段部側の第二筒部と、前記段部とは反対側の第一筒部を有し、
　前記第２壁は、前記筒部の軸方向に対して垂直面に形成されており、
　前記第３壁は、その一端が前記第２壁に接続され、その他端が前記第二筒部側に位置しており、
　前記巻線が二次巻線であり、
　前記第一筒部は一次巻線が巻回されるものであり、
　前記第二筒部は前記二次巻線が巻回されるものであることを特徴とするボビン。

　本発明の一態様に係る上記［４］のボビンによれば、筒部は、第２壁及び第３壁を有するセパレート部を備え、セパレート部に対して、段部側の第二筒部と、段部とは反対側の第一筒部を有する。第一筒部は一次巻線が巻回され、第二筒部は二次巻線が巻回される。第２壁と第３壁の成型品の厚みを均等にし、第３壁は、その一端が第２壁に接続され、その他端が第二筒部側に位置することで、第３壁の反対面の第一筒部には空間が生まれ開口部となる。放熱樹脂でポッティングする場合はこの開口部を樹脂注入入口とし、且つ開口部を放熱樹脂で埋めることが出来るため、放熱に寄与することができる。

［５］上記［４］において、
　前記外周面の内側に前記一次巻線及び前記二次巻線との間の磁路を構成するコアが挿入されるコア孔が設けられていることを特徴とするボビン。

　本発明の一態様に係る上記［３］のボビンによれば、外周面の内側にコア孔を設けることで、一次巻線及び二次巻線との間の磁路を構成するコアを挿入することができる。

［６］上記［３］又は［４］において、
　前記段部は、前記外周面に沿って形成された周溝を有していることを特徴とするボビン。

　本発明の一態様に係る上記［６］のボビンによれば、段部が周溝を有することで、放熱樹脂でポッティングする場合、周溝を放熱樹脂で埋めることが出来、埋められた部分は放熱経路となるため、放熱に寄与することができる。詳細には、ボビンの材質よりも熱伝導率の高い放熱樹脂にてポッティングし、周溝に埋めた場合においては、放熱先に向けてより早く熱を伝えることが出来るようになり、その結果、放熱性が向上することになり、放熱性に優れることになる。

［７］上記［５］に記載のボビンの前記第一筒部及び前記第二筒部の各々の外周面に一次巻線及び二次巻線が巻回されるとともに、前記コア孔にコアが挿入されているトランス装置。

　上述した放熱効率の改善を図る課題を解決するため、本発明は、一次巻線が巻回される第一筒部と、二次巻線が巻回される第二筒部とが同一の軸方向において連結して並設されたボビンであって、前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記軸方向に沿って延びる凹状の横溝を有しているボビンである。また、前記巻線位置調整部は、前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記セパレート部の壁面側に外側に突出する環状の段部である。

　この構成のボビンによれば、前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記軸方向に沿って延びる凹状の横溝を有していることで、横溝を介して、筒部の巻線側にポッティング放熱樹脂を効率よく供給することができる。

　また、前記ボビンの前記横溝は、前記外周面から内側に没するように形成されることが好ましい。

　この構成のボビンによれば、横溝が外周面から内側に没するように形成されることにより、横溝にポッティング放熱樹脂を確実に浸透させることができる。

　また、前記ボビンは、前記外周面の内側に前記一次巻線及び前記二次巻線との間の磁路を構成するコアが挿入されるコア孔が設けられることが好ましい。

　この構成のボビンによれば、コア孔を介してコアを挿入することができる。

　また、前記コア孔は、内周面に、前記外周面から内側に没するように形成されている横溝と対応するように前記軸方向に沿って延びて内側に突出する突条部を有することが好ましい。

　この構成のボビンによれば、突条部により、巻線とコアギャップ部との間の距離を一定以上確保することができる。
　また、前記内周面に、前記突条部と並行するように前記軸方向に沿って延びる複数の突出部を有することが好ましい。

　また、本発明は、前記ボビンの外周面に一次巻線及び二次巻線が巻回されるとともに、前記コア孔にコアが挿入されてなるトランス装置である。

　この構成のトランス装置によれば、セパレート部の壁面側に外側に突出する環状の段部を形成したボビンを採用したことにより、漏れ磁束の影響による巻線異常発熱等の事象を抑制できる。

　また、本発明は、前記コアと前記内周面との間に前記突条部を介してクリアランスが形成されるトランス装置である。

　この構成のトランス装置によれば、コアと内周面との間に突条部を介してクリアランスが形成されることにより、クリアランスにポッティング放熱樹脂を浸透させることができるとともに、巻線とコアギャップ部との間の距離を更に一定以上確保することができる。

　本発明は、一次巻線が巻回される第一筒部と、二次巻線が巻回される第二筒部とが同一の軸方向において連結して並設されたボビンであって、このボビンは前記第一筒部と前記第二筒部との連結部から鍔状に突出することで当該第一筒部と第二筒部とを画すセパレート部を備え、前記巻線位置調整部は、前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記セパレート部の壁面側に外側に突出して形成された環状の段部である。

　この構成のボビンによれば、第一筒部と第二筒部とを画すセパレート部に接して環状の段部を形成したことで、第一層目の最終ターン（終端）で巻線が段部に乗り上げて巻回される。これにより段部上の巻線とセパレート部直下のコアギャップ部との間の距離が一定以上確保されるので、コアギャップ部からの漏れ磁束と巻線との干渉を低減することができる。これにより、漏れ磁束の影響による巻線異常発熱等の事象を抑制できる。

　また、前記ボビンの前記段部が、前記セパレート部の壁面に近づくに従って次第に幅が狭くなるスロープ部を有していることが好ましい。

　この構成のボビンによれば、段部がスロープ部を有することにより、巻線を段部上に円滑に案内することができ、かつ、その配置を一定に整えることができる。これによりトランス装置のインダクタンス特性を更に安定化することができる。

　また、前記ボビンは、前記段部が、その外周方向に沿って延びる周溝を有していることが好ましい。

　この構成のボビンによれば、段部の周溝を介して、段部に乗り上げた巻線の背部にまでポッティング放熱樹脂を安定的に浸透させることができる。また、周溝に放熱樹脂が浸透することにより放熱経路が形成され、これにより巻線の放熱効率を高めることができる。

　また、前記ボビンは、前記段部が、前記軸方向に沿って延びる横溝を有していることが好ましい。

　この構成のボビンによれば、段部の横溝を介して、段部から筒部の巻線側にポッティング放熱樹脂を効率よく供給することができる。

　また、前記ボビンは、前記第一筒部及び／又は前記第二筒部の外周面に前記軸方向に沿って横溝が形成され、当該第一筒部及び／又は当該第二筒部の横溝が、前記段部の横溝の延長線上に位置していることが好ましい。

　この構成のボビンによれば、段部の横溝及びその延長線上に位置する筒部の横溝を形成することにより、これら一連の横溝を介して、段部及び筒部に巻回された巻線の背部にまでポッティング放熱樹脂を安定的に浸透させることができる。また、横溝に放熱樹脂が浸透することにより長い放熱経路が形成され、これにより巻線の放熱効率を更に高めることができる。

　また、前記ボビンは、前記第一筒部の横溝、前記第二筒部の横溝、および前記段部の横溝の少なくともいずれかは前記外周面から内側に没するように形成されることが好ましい。

　また、前記コア孔は、内周面に、前記外周面から内側に没するように形成されている横溝と対応するように内側に突出する突条部を有することが好ましい。

　この構成のボビンによれば、突条部により、巻線とコアギャップ部との間の距離を一定以上確保することができる。

　また、本発明は、前記ボビンの前記第一筒部及び／又は前記第二筒部の外周面に一次巻線及び二次巻線が巻回されるとともに、前記コア孔にコアが挿入されてなるトランス装置である。

　本発明の種々の態様によれば、複数線同時巻線を複層巻きする場合でも巻き位置が崩れにくく、巻線位置を安定化させることにより巻線位置のばらつきを抑制でき、特性不安定の影響を少なくできるボビン及びトランス装置を提供することができる。

　また、本発明によれば、第一筒部又は第二筒部の少なくとも一方の外周面上において軸方向に沿って延びる横溝等を形成したことで、筒部の巻線側にポッティング放熱樹脂を効率よく供給し、放熱効率を高めることができる。また、ボビンのセパレート部に接して環状の段部を形成したことで、段部上の巻線とセパレート部直下のコアギャップ部との間の距離が一定以上確保されるので、コアギャップ部からの漏れ磁束と巻線との干渉を低減することができる。したがって、ボビン及びそれを用いたトランス装置における漏れ磁束の影響による巻線異常発熱等の事象を抑制できる。

　また、本発明によれば、ボビンのセパレート部に接して環状の段部を形成したことで、段部上の巻線とセパレート部直下のコアギャップ部との間の距離が一定以上確保されるので、コアギャップ部からの漏れ磁束と巻線との干渉を低減することができる。したがって、ボビン及びそれを用いたトランス装置における漏れ磁束の影響による巻線異常発熱等の事象を抑制できる。また、ボビンの段部に軸方向に沿って延びる横溝等を形成したことで、段部から筒部の巻線側にポッティング放熱樹脂を効率よく供給し、放熱効率を高めることができる。

本発明の一態様に係るボビンを示す斜視図である。（Ａ）は、図１に示すボビンの正面図であり、（Ｂ）は、図１に示すボビンに一次巻線２１及び二次巻線２２を巻き回す方法を説明するための正面図である。図１に示すボビンに対する比較例を示す正面図である。本発明の一実施形態によるボビンの外観斜視図である。図４の矢視Ａ方向から見た場合のボビンの上面図である。図４の矢視Ｃ方向から見た場合のボビンの底面図である。図５のＤ－Ｄ線で切断した場合のボビンの断面図である。ボビンに巻線を巻回したトランスコイルの側面図である。本発明の一実施形態によるトランス装置の概略断面図である。

　以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の一態様に係るボビンを示す斜視図である。図２（Ａ）は、図１に示すボビンの正面図であり、図２（Ｂ）は、図１に示すボビンに一次巻線２１及び二次巻線２２を巻き回す方法を説明するための正面図である。なお、図２（Ｂ）に示す破線３１ａ、３２ａは、平面視において１層目の最終ターン３１の巻線２２ａの巻かれる位置及び２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの巻かれる位置を表現しており、その他の破線は、その他の巻線が巻かれる位置を表現している。

　図１及び図２（Ａ）に示すボビン１０は、巻線２２が２層以上に巻回される筒部１２を有している。この筒部１２の外周面１２ａには環状の段部５１が設けられており、環状の段部５１は外周面１２から鍔状に突出している。環状の段部５１は第１壁４１を備えており、環状の段部５１の上には第２壁４２及び第３壁４３が設けられている。第３壁４３は環状の段部５１の上に位置するとともに平面視において段部５１（段部５１の面５１ｂ）を挟んで第１壁４１の逆側に位置している。なお、環状の段部５１は、巻線位置調整部といってもよい。

　図２（Ｂ）に示すように、第１壁４１は、筒部１２の外周面１２ａに巻かれた１層目の最終ターン３１の巻線２２ａをガイドするものである。環状の段部５１は、１層目の最終ターン３１の巻線２２ａが巻かれる位置の隣に位置する。つまり、１層目の巻線２２ａは第１壁４１によってガイドされて位置決めされながら巻かれる。

　また環状の段部５１は、１層目の最終ターン３１の巻線２２ａの終わり３１ａから２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂにかけてスロープ５１ａを有し、且つ２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂが巻かれる面５１ｂを有している。つまり、このスロープ５１ａは２層目の巻線２２ｂが段差５１上を滑らかに登りつつ巻かれるためのものであり、面５１ｂは２層目の巻線２２ｂが段差５１のスロープ５１ａを登った後に２層目の巻線２２ｂを２層目の高さに位置させて巻くためのものである。

　また、第２壁４２は、第１壁４１に繋がるように配置され、段部５１に巻かれた２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂをガイドするものである。つまり、段部５１上に巻かれた２層目の巻線２２ｂを第２壁４２によりガイドすることで、２層目の巻線２２ｂを平面視において１層目の最終ターン３１の巻線２２ａの隣に位置するように巻くことができる。

　第３壁４３は、第２壁４２に繋がるように配置され、２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの終わり３２ａから２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃをガイドするものである。また第３壁４３は、２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃが、２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの隣で且つ１層目の最終ターン３１の巻線２２ａの上に巻かれるようにガイドするものである。つまり、２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃを第３壁４３によりガイドすることで、２層目の巻線２２ｃを平面視において２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの隣に位置するように巻くことができるとともに、１層目の最終ターン３１の巻線２２ａの直上に位置するように巻くことができる。

　また、筒部１２は、第２壁４２及び第３壁４３を有するセパレート部８１を備えている。セパレート部８１により一次巻線２１と二次巻線２２は電気的に絶縁されている。また筒部１２は、セパレート部８１に対して、段部５１側の第二筒部１２と、段部５１とは反対側の第一筒部１１を有している。第２壁４２は、筒部１２の軸方向に対して垂直面に形成されている。第３壁４３は、その一端４３ａが第２壁４２の一端４２ａに接続され、その他端４３ｂが第二筒部１２側に位置している。つまり、第３壁４３は、第２壁４２に接続される一端４３ａから第二筒部１２側に傾斜するように設けられており、その他端４３ｂが第二筒部１２側に位置している。なお、セパレート８１は、第４壁４４を有している。第４壁４４は、その一端４４ａが第２壁４２の他端４２ｂに接続され、その他端４４ｂが第二筒部１２側に位置するとともに、第３壁４３の他端４３ｂに接続されている。第２壁４３および第４壁４４により、第二筒部１２側に食い込む平面視がくの字状の壁が形成されている。図２（Ｂ）に示すように、巻線２２が二次巻線２２である。第一筒部１１は一次巻線２１が巻回されるものであり、第二筒部１２は二次巻線２２が巻回されるものである。なお、一次巻線２１は１本線であり、二次巻線２２は２本一組の巻線で、且つ一次巻線２１の太さ（外径）より１組の１本の太さの方が太いものである。

　また、本実施形態では、巻線位置調整部５１は、セパレート部８１に隣接して形成され、二次巻線２２の巻線位置を調整するものであるが、これに限定されず、一次巻線２１の巻線位置を調整するものであってもよい。

　また、上記の巻線位置調整部５１は、ボビン１０の外部に存在する磁束が二次巻線２２に発生させる渦電流損を回避させるように巻線位置を調整するものであってもよい。

　筒部１２の外周面１２ａの内側には一次巻線２１及び二次巻線２２との間の磁路を構成するコアが挿入されるコア孔６１が設けられている（図１参照）。つまり、このように外周面１２ａの内側にコア孔６１を設けることで、一次巻線２１及び二次巻線２２との間の磁路を構成するコアを挿入することができる。

　また、環状の段部５１は、外周面１２ａに沿って形成された周溝５１ｃを有しているとよい（図１、図２（Ａ）参照）。これにより、放熱樹脂でポッティングする場合、周溝５１ｃを放熱樹脂で埋めることが出来、埋められた部分は放熱経路となるため、放熱に寄与することができる。詳細には、ボビンの材質よりも熱伝導率の高い放熱樹脂にてポッティングし、周溝５１ｃに埋めた場合においては、放熱先に向けてより早く熱を伝えることが出来るようになり、その結果、放熱性が向上することになり、放熱性に優れることになる。

　本発明の一態様に係るトランス装置は、上記のボビン１０の第一筒部１１及び第二筒部１２の各々の外周面１１ａ、１２ａに一次巻線２１及び二次巻線２２が巻回されるとともに、コア孔６１にコアが挿入されることで実現することが可能となる。

　本実施形態によれば、巻線２２が２層以上に巻回される筒部１２を有するボビン１０において、図３の比較例に示すように２層目の巻線がガイドとなる第３壁４３がないために、３層目に乗り上げて重なり巻き位置に対して不安定になり易いという課題に対し、図１に示すように第１壁４１が、１層目の最終ターン３１の巻線２２ａをガイドし、環状の段部５１に２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂが巻かれ、第３壁４３が、２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの終わり３２ａから２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃをガイドする。つまり、第３壁４３は、２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃが２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂと交差する巻線位置にガイドを設けたもので、２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃの巻き位置への誘導が可能となり、２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃが２層目の第１回ターン３２の巻線２２ｂの上の３層目に乗り上げてしまうことを抑制できる。このようなガイド構造により、巻線位置をコントロールできるようになり、２層目の巻線の巻き位置が崩れることを防ぎ、巻線位置の安定化により巻線位置のばらつきを抑制し、特性の安定化に寄与する。

　また、本実施形態によれば、筒部１２は、第２壁４２及び第３壁４３を有するセパレート部８１を備え、セパレート部８１に対して、段部５１側の第二筒部１２と、段部５１とは反対側の第一筒部１１を有する。第一筒部１１は一次巻線２１が巻回され、第二筒部１２は二次巻線２２が巻回される。第２壁４２と第３壁４３の成型品の厚みを均等にし、第３壁４３は、その一端が第２壁４２に接続され、その他端が第二筒部１２側に位置することで、第３壁４３の反対面の第一筒部１１には空間が生まれ開口部７１となる（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）。
　より詳しくは、筒部１２は、第２壁４２、第３壁４３、および第４壁４４を有するセパレート部８１を備え、セパレート部８１に対して、段部５１側の第二筒部１２と、段部５１とは反対側の第一筒部１１を有する。第一筒部１１は一次巻線２１が巻回され、第二筒部１２は二次巻線２２が巻回される。第２壁４２、第３壁４３、および第４壁４４の成型品の厚みを均等にし、第３壁４３は、その一端４３ａが第２壁４２の一端４２ａに接続され、その他端４３ｂが第二筒部１２側に位置するとともに、第４壁４４は、その一端４４ａが第２壁４２の他端４２ｂに接続され、その他端４４ｂが第二筒部１２側に位置するとともに、第３壁４３の他端４３ｂに接続されることで、第３壁４３および第４壁４４の反対面の第一筒部１１には空間が生まれ開口部７１となる（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）。
　放熱樹脂でポッティングする場合はこの開口部７１を樹脂注入入口とし、且つ開口部７１を放熱樹脂で埋めることが出来るため、放熱に寄与することができる。

　なお、本実施形態では、二次巻線２２に２本一組の巻線を用いているが、二次巻線２２に１本の巻線を用いても良いし、一組３本以上の巻線を用いてもよい。このような場合でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

　また、本実施形態では、ボビン１０が２層目の第２回ターン３３の巻線２２ｃをガイドする第３壁４３を備えているが、３層目以上の巻線をガイドする第４壁を備えることも可能である。

　（第２の実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、各図において同一又は同等とみなすことができる構成要素には同一の符号を付している。また、本明細書において「上」、「下」、「前」及び「後」等の方向を説明する語は、発明の理解を助けるために相対的な位置関係における方向を意味しており、絶対的な方向を意味するものとしては解釈されない。また、本明細書において単に「軸」又は「軸方向」という場合は、特にことわりがない限りボビンの巻き軸（１５）及びその巻き軸方向を意味する。

＜ボビン及びトランスコイル＞
　本発明に係るトランス装置１は、後述するようにボビン１０に一次巻線２１及び二次巻線２２を巻回したトランスコイル２を備えて構成される。ここでは、先ず、そのようなトランスコイル２の本体として用いられるボビン１０の実施形態を説明する。

　図４は、本発明の一実施形態によるボビン１０の外観斜視図である。また、図５は、図４の矢視Ａ方向から見た場合のボビン１０の上面図、図６は、図４の矢視Ｃ方向から見た場合のボビン１０の底面図である。

　ボビン１０の本体は、一次側コイルを形成する第一筒部１１と、二次側コイルを形成する第二筒部１２とが、コイルの巻き軸１５の方向において並設されて形成される。このようなボビン１０の本体は、例えば硬質プラスチック等の絶縁材料によって一体に成形されている。

　第一筒部１１の一方の端には、一次側鍔部１４１が、巻き軸１５に対し直交して設けられている。一次側鍔部１４１の外縁下部にはスタンド部１５１が設けられ、一次側鍔部１４１の外縁上部にはブラケットにおいて溝状に形成された巻線ガイド部１６１ａ、１６１ｂが設けられている。

　第二筒部１２の他方の端には、二次側鍔部１４２が、巻き軸１５に対し直交して設けられている。一次側鍔部と同様に、二次側鍔部１４２の外縁下部にはスタンド部１５２が設けられ、二次側鍔部１４２の外縁上部には巻線ガイド部１６２ａ、１６２ｂが設けられている。

　また、図４～６に示されるように、ボビン１０本体には、第一筒部１１と第二筒部１２との連結部から鍔状に突出するセパレート部８１が一体成形されている。

　すなわち、セパレート部８１は、巻き軸方向１５の略中央の位置より詳しくは中央よりも第一筒部１１寄りの位置において、第一筒部１１と第二筒部１２とを分割して画す鍔部として形成されている。

　図示される本実施形態のボビン１０は、第二筒部１２の外周面１２ａ上であって、セパレート部８１の壁面側の基端部に外側に突出する環状の段部１２１を形成したことを特徴としている。このような段部１２１は、セパレート部８１の壁面からｘ離間しており、この離間部分は、後述する周溝１２３の一部を構成する。図での例示はしないが、段部１２１は、第一筒部１１側の外周面１１ａ上でセパレート部８１の壁面側に突出するように設けられるものでもよい。

　この段部１２１の高さｈは巻線２２の線径Ａと同程度であることが好ましい。また、段部１２１の幅Ｗのうち最大幅となる部分は、巻線２２の巻き幅と同程度であることが好ましい。ここで、巻線の「巻き幅」は、巻線が単芯線の場合にはその線径Ａが相当し、巻線がペア線の場合にはその線径Ａの２倍が相当する。

　また、環状の段部１２１は、特に図４に示すように、セパレート部８１の垂直な壁面に近づくに従って次第に幅Ｗが狭くなるスロープ部１２２を有していることが好ましい。

　このような段部１２１をセパレート部８１に接して形成したことで、図８に示すように第二筒部１２に巻回される第一層目２２１の巻線２２の最終ターン部分２２´を段部１２１に乗り上げて、第二層目２２２の高さにまで巻回することができる。

　これにより、段部１２１上の巻線２２とセパレート部８１直下のコアギャップ部１３３との間の距離が一定以上確保され、コアギャップ部１３３からの漏れ磁束と巻線２２との干渉を低減することができる（図９参照）。

　また、段部１２１がスロープ部１２２を有することにより、最終ターン部分２２´の巻線２２を段部１２１上に円滑に案内することができ、かつ、その配置を一定に整えることができる。これによりトランス装置１のインダクタンス特性を更に安定化することができる。

　また、本実施形態のボビン１０は、段部１２１が、その外周方向に沿って延びる周溝１２３を有していることが好ましい。

　このような周溝１２３を介して、段部１２１に乗り上げた巻線２２の背部（第二筒部１２側）にまでポッティング放熱樹脂を安定的に浸透させることができる。また、周溝１２３に放熱樹脂が浸透することにより放熱経路が形成され、これにより巻線２２の放熱効率を高めることができる。

　また、特に図６に示したように、ボビンは、第一筒部１１又は第二筒部１２の少なくとも一方の外周面１１ａ、１２ａ上において軸方向１５に沿って延びる凹状の横溝１２４、１１５、１２５を有していることが好ましい。

　より詳しくは、段部１２１は、軸方向１５に沿って延びる凹状の横溝１２４を有していることが好ましく、更に、段部１２１の横溝１２４の延長線上に位置する第一筒部１１及び第二筒部１２の外周面１１ａ、１２ａに凹状の横溝１１５、１２５を設けることが好ましい。これら一連の横溝１１５、１２４、１２５を介して、段部１２１及び筒部１１、１２に巻回された巻線２１、２２の背部（第二筒部１２側）にまでポッティング放熱樹脂を安定的に浸透させることができる。また、横溝１１５、１２４、１２５に放熱樹脂が浸透することにより長い放熱経路が形成され、これにより巻線２１、２２の放熱効率を更に高めることができる。

　ここで、ボビン１０は、第一筒部１１の横溝１１５、第二筒部の横溝１２５、および段部１２１の横溝１２４の少なくともいずれかは第一筒部１１及び第二筒部１２の外周面１１ａ、１２ａから内側に没するように形成されることが好ましい。

　このように、横溝１１５，１２４，１２５が第一筒部１１及び第二筒部１２の外周面１１ａ、１２ａから内側に没するように形成されることにより、横溝１１５，１２４，１２５にポッティング放熱樹脂を確実に浸透させることができる。

　図７は、図５のＤ－Ｄ線で切断した場合のボビン１０の断面図である。図７では、後述するコア１３２の外縁が仮想線（二点鎖線）で示されている。同図に示されるように、本実施形態のボビン１０は、第一筒部１１及び第二筒部１２の外周面１１ａ、１２ａの内側に一次巻線２１及び二次巻線２２との間の磁路を構成するコア１３１，１３２が挿入されるコア孔６１が設けられている。これにより、ボビン１０は、コア孔６１を介してコア１３１，１３２を挿入することができる。そして、ボビン１０は、コア孔６１に、コア１３１，１３２とのクリアランス３４を形成する突条部１６Ａおよび突出部１６Ｂを設けている。突条部１６Ａは、第一筒部１１及び第二筒部１２の外周面１１ａ、１２ａから内側に没するように形成されている横溝１１５，１２４，１２５と対応するように軸方向に沿って延びて内側に突出する構成となっている。
　また、突出部１６Ｂは、第一筒部１１及び第二筒部１２の内周面１６ａに、突条部１６Ａと並行するように軸方向に沿って延びている。突出部１６Ｂは、第一筒部１１及び第二筒部１２の内周面１６ａに複数設けられており、複数の突出部１６Ｂは、第一筒部１１及び第二筒部１２の内周面１６ａにおいて相互に並行するように軸方向に沿って延びている。
　これらの突条部１６Ａおよび突出部１６Ｂにより、巻線２１、２２とコアギャップ部１３３との間の距離を更に一定以上確保することができる。コア１３１，１３２との間のクリアランス３４は、トランスのインダクタンス制御と放熱とを兼ねて設けられるものだが、ボビン１０本体を射出成形する際には、上述の一連の横溝１１５、１２４、１２５を、突条部１６Ａの反対側に設けた「肉逃げ部」とすることもできる。

＜トランス装置＞
　次に、上述のボビン１０を用いたトランス装置１について、図９の概略断面図を参照し説明する。本実施形態によるトランス装置１は、ボビン１０の第一筒部１１の外周面１１ａに一次巻線２１を巻回し、第二筒部１２の外周面１２ａに二次巻線２２を巻回してなるトランスコイル２と、ボビン１０本体のコア孔６１内に挿入され、一次巻線２１及び二次巻線２２との間で磁路を構成する一対のコア１３１，１３２とを備えている。

　コア１３１，１３２は、例えばフェライト等の磁性体により形成されている。コア１３１，１３２は、何れも断面Ｅ字型に形成されている。コア１３１はボビン１０の一次側のコア孔６１から挿入され、コア１３２はボビン１０の二次側のコア孔６１から挿入され、それぞれの先端面が所定の間隔をおいて対向することによりコアギャップ部１３３を形成している。そして、コアギャップ部１３３は、一次側コイルと二次側コイルとの連結部、すなわちセパレート部８１段部１２１の概ね直下に位置している。

　トランス装置１における漏れインダクタンスは、一次及び二次巻線２１、２２の巻き数や巻き幅の他、巻線２１、２２と、コア１３１，１３２及びコアギャップ１３２等の相互の位置関係に依存して決定される。本実施形態のトランス装置１では、ボビン１０のセパレート部８１の壁面側に外側に突出する環状の段部１２１を形成したことで、段部１２１上の巻線２２と段部１２１直下のコアギャップ部１３３との間の距離が一定以上確保される。そのため、コアギャップ部１３３からの漏れ磁束と巻線２２との干渉を低減でき、漏れ磁束の影響による巻線異常発熱等の事象を抑制できる。なお、環状の段部１２１は、巻線位置調整部といってもよい。

　また、本実施形態では、巻線位置調整部１２１は、ボビン１０のセパレート部８１の壁面側に外側に突出して形成され、二次巻線２２の巻線位置を調整するものであるが、これに限定されず、一次巻線２１の巻線位置を調整するものであってもよい。

　また、コア１３１，１３２と内周面１６ａとの間に第一筒部１１及び第二筒部１２の突条部１６Ａを介してクリアランス３４が形成されるため、コア１３１，１３２と内周面１６ａとの間に突条部１６Ａを介してクリアランス３４が形成されることにより、クリアランス３４にポッティング放熱樹脂を浸透させることができるとともに、巻線２１、２２とコアギャップ部１３３との間の距離を更に一定以上確保することができる。

　また、ボビン１０の巻線２１、２２の巻き位置が一定に整えられることから、製品間でばらつき誤差の少ない設計値どおりの漏れインダクタンスを有するトランス装置１を提供することができる。

　また、巻線２１、２２の巻き数や巻き幅等の仕様に合わせてセパレート部８１の位置や厚み又は幅等のパラメータを適宜に設計することで、漏れインダクタンス等の電気的な特性をより微細に調整することができる。

　図９に示されるトランス装置１では、一対のコア１３１，１３２の外周部が対向することにより、トランスコイル２を包含するバックコアが形成されているが、本発明はこのようなバックコアを有さないトランス装置にも適用することができる。

　なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形実施、応用実施が可能であることは勿論である。すなわち、上述した実施形態においては、ボビン１０及びトランス装置１について説明しているが例えばリアクトルやチョークコイル等でボビン１０を有するものであればこのボビン１０の構成につき特許請求の範囲における技術的範囲に含まれるものと解釈される。

　　１　トランス装置
　　２　トランスコイル
　１０　ボビン
　１１　第一筒部
　１１ａ　外周面
　１２　筒部（第二筒部）
　１２ａ　外周面
　１５　巻き軸
　１６Ａ　突条部
　１６Ｂ　突出部
　１６ａ　内周面
　２１　一次巻線
　２２　巻線（二次巻線）
　２２ａ　１層目の最終ターンの巻線
　２２ｂ　２層目の第１回ターンの巻線
　２２ｃ　２層目の第２回ターンの巻線
　３１　１層目の最終ターン
　３１ａ　１層目の最終ターンの巻線の終わり
　３２　２層目の第１回ターン
　３２ａ　２層目の第１回ターンの巻線の終わり
　３３　２層目の第２回ターン
　３４　クリアランス
　４１　第１壁
　４２　第２壁
　４３　第３壁
　４４　第４壁
　５１　環状の段部
　５１ａ　スロープ
　５１ｂ　２層目の第１回ターンの巻線が巻かれる面
　５１ｃ　周溝
　６１　コア孔
　７１　開口部
　８１　セパレート部
１１５　横溝
１２１　環状の段部
１２２　スロープ部
１２３　周溝
１２４、１２５　横溝
１３１、１３２　コア
１３３　コアギャップ部
１４１　一次側鍔部
１４２　二次側鍔部

Claims

　一次巻線と二次巻線とを電気的に絶縁するセパレート部と、
　前記セパレート部に隣接して形成され、前記一次巻線又は前記二次巻線の少なくともいずれか一方の巻線位置を調整する巻線位置調整部と、
を備えたことを特徴とするボビン。
　前記巻線位置調整部は、前記ボビンの外部に存在する磁束が前記一次巻線又は前記二次巻線に発生させる渦電流損を回避させるように前記巻線位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載のボビン。
　前記一次巻線又は前記二次巻線の少なくともいずれか一方の巻線が２層以上に巻回される筒部を有し、
　前記巻線位置調整部は、前記筒部の外周面から鍔状に突出している第１壁を備えた環状の段部であり、
　前記段部上に位置する第２壁及び第３壁を有し、
　前記第１壁は、前記筒部の外周面に巻かれた１層目の最終ターンの巻線をガイドするものであり、
　前記環状の段部は、前記１層目の最終ターンの巻線が巻かれる位置の隣に位置し、前記１層目の最終ターンの巻線の終わりから２層目の第１回ターンの巻線にかけてスロープを有し、且つ前記２層目の第１回ターンの巻線が巻かれる面を有しており、
　前記第２壁は、前記段部に巻かれた前記２層目の第１回ターンの巻線をガイドするものであり、
　前記第３壁は、前記２層目の第１回ターンの巻線の終わりから前記２層目の第２回ターンの巻線をガイドするものであり、
　前記第３壁は、前記２層目の第２回ターンの巻線が、前記２層目の第１回ターンの巻線の隣で且つ前記１層目の最終ターンの巻線の上に巻かれるようにガイドするものであることを特徴とする請求項１に記載のボビン。
　前記筒部は、前記第２壁及び前記第３壁を有する前記セパレート部を備え、
　前記筒部は、前記セパレート部に対して、前記段部側の第二筒部と、前記段部とは反対側の第一筒部を有し、
　前記第２壁は、前記筒部の軸方向に対して垂直面に形成されており、
　前記第３壁は、その一端が前記第２壁に接続され、その他端が前記第二筒部側に位置しており、
　前記巻線が二次巻線であり、
　前記第一筒部は一次巻線が巻回されるものであり、
　前記第二筒部は前記二次巻線が巻回されるものであることを特徴とする請求項３に記載のボビン。
　前記外周面の内側に前記一次巻線及び前記二次巻線との間の磁路を構成するコアが挿入されるコア孔が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のボビン。
　前記段部は、前記外周面に沿って形成された周溝を有していることを特徴とする請求項３又は４に記載のボビン。
　請求項５に記載のボビンの前記第一筒部及び前記第二筒部の各々の外周面に一次巻線及び二次巻線が巻回されるとともに、前記コア孔にコアが挿入されているトランス装置。
　前記一次巻線が巻回される第一筒部と、前記二次巻線が巻回される第二筒部とが同一の軸方向において連結して並設されたボビンであって、
　前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記軸方向に沿って延びる凹状の横溝を有し、
　前記巻線位置調整部は、前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記セパレート部の壁面側に外側に突出する環状の段部である請求項１に記載のボビン。
　前記横溝は、前記外周面から内側に没するように形成される請求項８に記載のボビン。
　前記外周面の内側に前記一次巻線及び前記二次巻線との間の磁路を構成するコアが挿入されるコア孔が設けられる請求項８に記載のボビン。
　前記コア孔は、内周面に、前記外周面から内側に没するように形成されている横溝と対応するように前記軸方向に沿って延びて内側に突出する突条部を有する請求項９に記載のボビン。
　前記内周面に、前記突条部と並行するように前記軸方向に沿って延びる複数の突出部を有することを特徴とする請求項１１に記載のボビン。
　前記第一筒部と前記第二筒部との連結部から鍔状に突出することで当該第一筒部と第二筒部とを画すセ前記パレート部を備えた請求項８に記載のボビン。
　前記段部が、前記セパレート部の壁面に近づくに従って次第に幅が狭くなるスロープ部を有している請求項１３に記載のボビン。
　前記段部が、その外周方向に沿って延びる周溝を有している請求項１３に記載のボビン。
　請求項１０に記載のボビンの外周面に前記一次巻線及び前記二次巻線が巻回されるとともに、前記コア孔にコアが挿入されてなるトランス装置。
　前記コアと前記内周面との間に前記突条部を介してクリアランスが形成される請求項１６に記載のトランス装置。
　前記一次巻線が巻回される第一筒部と、前記二次巻線が巻回される第二筒部とが同一の軸方向において連結して並設されたボビンであって、
　前記第一筒部と前記第二筒部との連結部から鍔状に突出することで当該第一筒部と第二筒部とを画す前記セパレート部を備え、
　前記巻線位置調整部は、前記第一筒部又は前記第二筒部の少なくとも一方の外周面上において前記セパレート部の壁面側に外側に突出して形成された環状の段部である請求項１に記載のボビン。
　前記段部が、前記セパレート部の壁面に近づくに従って次第に幅が狭くなるスロープ部を有している請求項１８に記載のボビン。
　前記段部が、その外周方向に沿って延びる周溝を有している請求項１８に記載のボビン。
　前記段部が、前記軸方向に沿って延びる横溝を有している請求項１８に記載のボビン。
　前記第一筒部及び／又は前記第二筒部の外周面に前記軸方向に沿って横溝が形成され、
　当該第一筒部及び／又は当該第二筒部の横溝が、前記段部の横溝の延長線上に位置している請求項２１に記載のボビン。
　前記第一筒部の横溝、前記第二筒部の横溝、および前記段部の横溝の少なくともいずれかは前記外周面から内側に没するように形成される請求項２２に記載のボビン。
　前記外周面の内側に前記一次巻線及び前記二次巻線との間の磁路を構成するコアが挿入されるコア孔が設けられる請求項１８に記載のボビン。
　前記コア孔は、内周面に、前記外周面から内側に没するように形成されている横溝と対応するように内側に突出する突条部を有する請求項２４に記載のボビン。
　請求項１８～２５の何れか１項に記載のボビンの前記第一筒部及び／又は前記第二筒部の外周面に一次巻線及び二次巻線が巻回されるとともに、前記コア孔にコアが挿入されてなるトランス装置。
　前記コアと前記内周面との間に前記突条部を介してクリアランスが形成される請求項２６に記載のトランス装置。