JP5799687B2 - トランス - Google Patents

Description

本発明は、コイル間およびコイルとコア間に所望の沿面距離を確保することができるとともに、コイルの巻き戻しも防止することが可能になるトランスに関するものである。

例えば、車載用のトランスのように、大電流仕様のトランスにあっては、抵抗値を小さくするために１．０ｍφ以上といった大径の巻線を巻回したコイルが多く用いられている。また、コイル間やコイルとコア間に所定の沿面距離を確保するための様々な方策が採られている。

図７〜図９は、従来のこの種のトランスを示すもので、図中符号１が円筒状のボビンである。
このボビン１は、両端部および中間部に方形板状の仕切板２が一体に形成されることにより、その軸線方向に２つの巻線部に区画されており、一方の巻線部に１次コイル３が巻回され、他方の巻線部に２次コイル４が巻回されている。

ここで、１次コイル３の両端部３ａは、互いに平行となるように仕切板２の一辺２ａ側に引き出されているとともに、２次コイル４の両端部４ａは、１次コイル３の両端部３ａと１８０°反対方向となる仕切板２の他辺２ｂ側に、同様に互いに平行となるように引き出されている。

さらに、１次および２次コイル３、４の両端部３ａ、４ａが引き出されている仕切板２の辺２ａ、２ｂと隣接する辺部２ｃ側には、１次コイル３および２次コイル４を外方から覆う外観略方形平板状の絶縁カバー５が配置されている。そして、これらボビン１および絶縁カバー５の外側に、フェライトコア６が設けられている。

このフェライトコア６は、正面視においてＥ型をなす一対の分割コア７、７によって、全体として正面視日字状に形成されたものである。また、各分割コア７は、平板部８と、この平板部８の長手方向両端部に垂設された略平板状の側壁部９と、これら側壁部９間の中央部に立設された円柱状の中脚１０とが一体に成形されたものである。

そして、一対のコア７は、平板部８がボビン１の両端の仕切板２側に配置され、中脚１０がボビン１の中心開口部に挿入された状態で、側壁部９が絶縁カバー５を間に挟んで１次コイル３および２次コイル４に対向配置され、側壁部９の先端部が当接された状態で、テープ６ａが巻回されることにより一体化されて閉磁路を形成するフェライトコア６が構成されている。

上記構成からなるトランスによれば、図９に示すように、中央の仕切板２によって１次コイル３と２次コイル４とを区画するとともに、１次コイル３および２次コイル４とフェライトコア６の側壁部９との間に絶縁カバー５を介装しているために、１次コイル３および２次コイル４間のみならず、１次および２次コイル３、４とフェライトコア６との間に対しても、所定の沿面距離を確保することができる。

ところで、このようなトランスにあっては、１次および２次コイル３、４を構成する巻線の弾性係数が高いために、製造時にボビン１に上記巻線を巻回して１次コイル３および２次コイル４を形成する際に、スプリングバックによって巻き戻りが生じ、当該１次コイル３や２次コイル４の巻き径が大きくなって上記沿面距離が短くなったり、あるいは１次コイル３あるいは２次コイル４から引き出された端部３ａ、４ａの位置精度が悪化して、基板等との接続に支承を来したりする等の不都合が生じる。

そこで、従来この種のトランスを製造する際には、１次コイル３および２次コイル４の巻線を施した後に、当該巻線の巻き戻りを防止するために、別途クリップ等の治具や、テープ等を用いて仮止めを行い、コア７等の他の部品を組み立てた後に、これらの治具やテープを取り外す等の対策を講じているが、当該作業に多くの手間を要し、この結果製造コストが嵩むという問題点があった。

なお、下記特許文献１には、同様の大電流仕様のトランスが開示されている。

特開２０１１−０８２２０５号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コイル間およびコイルとコア間に所望の沿面距離を確保することができ、かつコイルの巻き戻しも防止することができるとともに、容易かつ確実に組立精度の向上と製造コストの低減化を実現することが可能とになるトランスを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、外周面から環状に突出する仕切板によって、軸線方向に第１の巻線部および第２の巻線部が形成された筒状のボビンと、このボビンの上記第１および第２の巻線部に各々巻回された第１のコイルおよび第２のコイルと、上記ボビンの外周を囲繞して閉磁路を形成するコアとを備えたトランスにおいて、上記第１のコイルは、その両端部を同方向に延出させ、かつ上記第２のコイルは、その両端部を同方向に延出させるとともに、上記第１および第２のコイルの外周に、各々上記第１および第２の巻線部の軸線方向の長さ寸法を有し、かつ上記第１および第２のコイルの円周方向の１／２以上の範囲を覆う絶縁性樹脂からなる開環円筒状の第１および第２のホルダを、各々の開口部から上記コイルの両端部を外方に延出させて嵌着したことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記コアが、第１および第２のコイルを間に挟んで上記軸線方向に延在する一対の側壁部を有し、かつ上記第１および第２のホルダには、各々の軸線方向の両端部であって、少なくとも上記コアの側壁部と対向する部分に、外周面から突出するとともに上記仕切板に当接する鍔部が形成されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記第１および第２のホルダの上記開口部を画成する両端部には、各々外方へ平行に延出するとともに、各々上記第１および第２のコイルの両端部を案内する平板部が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記コアの側壁部は、対向面の中央部分に上記ボビン並びに第１および第２のホルダを囲繞する円筒面が形成され、この円筒面の両側に、上記第１および第２のホルダの平板部と対向する平面部が形成されるとともに、上記第１および第２のホルダには、各々の外周面から突出して上記平面部に当接する廻り止め部が形成されていることを特徴とするものである。

請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、第１および第２のコイルの軸線方向の全長にわたって、各々の当該第１および第２のコイルの円周方向の１／２以上の範囲を覆う絶縁性樹脂からなる開環円筒状の第１および第２のホルダを装着しているために、これら第１および第２のホルダによって、第１および第２のコイル間および当該コイルとコアとの間に所定の沿面距離を確保することができる。

加えて、第１および第２の巻線部に巻線を施して上記第１および第２のコイルを形成した後に、各々の外周に上記第１および第２のホルダを嵌め合わせて装着することにより、上記巻線の巻き戻りも防止することができる。このため、巻線の線径が大きくなった場合においても、従来のようクリップ等の治具やテープ等を用いることなく、容易かつ確実に組立精度を向上させることができるとともに、併せて製造コストの低減化も実現することができる。

しかも、上記第１および第２のホルダを、開環円筒状に形成し、その開口部から第１および第２のコイルの端部を外方に延出させているために、これら第１および第２のホルダと第１および第２のコイルの両端引き出し部分とが干渉することがない。

また、特に請求項３に記載の発明によれば、上記第１および第２のホルダの開口部を画成する両端部に、各々外方へ平行に延出するとともに、各々上記第１および第２のコイルの両端部を案内する平板部を形成しているために、巻線が太くなって、その引き出し部分をそのまま接続端子として使用する場合においても、上記平板部によって当該両端部の位置決め精度を向上させることが可能になる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、開環円筒状をなす第１および第２のホルダに、その外周面から突出してコアの側壁部の平面部に当接する廻り止め部を形成しているために、第１および第２のホルダを第１および第２のコイルの外周に嵌合して、その周囲にコアを配置した後は、上記コアの側壁部に当接する廻り止め部によって、第１および第２のホルダに位置ズレが生じることを未然に防止することができる。

本発明に係るトランスの一実施形態を示す分解斜視図である。 上記トランスの平面図である。 上記トランスの正面図である。 上記トランスの側面図である。 図２のＡ−Ａ線視断面図である。 図３のＢ−Ｂ線視断面図である。 従来のトランスを示す分解斜視図である。 図７の平面図である。 図８のＡ−Ａ線視断面図である。

図１〜図６は、本発明に係るトランスの一実施形態を示すもので、図７〜図９に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
図１〜図６に示すように、このトランスにおいては、図７〜図９に示したトランスにおける絶縁カバー５に代えて、１次コイル（第１のコイル）３の外周に第１のホルダ１１が設けられるとともに、２次コイル（第２のコイル）４の外周に第２のホルダ１２が設けられている。

これら第１および第２のホルダ１１、１２は、いずれも電気絶縁性を有するＰＥＴ等の熱可塑性樹脂によって、開環円筒状（横断面Ｃ字状）に形成されたもので、対応する１次コイル３あるいは２次コイル４の円周方向の１／２以上の範囲を覆う円弧長さに形成されており、各々の開口部１１ａ、１２ａから１次コイル３の端部３ａあるいは２次コイル４の端部４を外方に延出させて嵌着されている。

さらに、第１および第２のホルダ１１、１２の開口部１１ａ、１２ａに臨む両端部には、各々外方へ平行に延出する平板部１１ｂ、１２ｂが一体に形成されており、各平板部１１ｂ、１２ｂに沿って、第１および第２のコイル３、４の両端部３ａ、４ａが外方へと案内されている。

また、第１および第２のホルダ１１、１２の各々の軸線方向の長さ寸法は、装着される１次コイル３が巻回されている巻線部あるいは２次コイル４が巻回されている巻線部の軸線方向の長さ寸法に設定されている。そして、これら第１および第２のホルダ１１、１２の軸線方向の両端部であって、フェライトコア６の側壁部９と対向する部分には、外周面から突出するとともに仕切板２に当接する鍔部１１ｃ、１２ｃが一体に形成されている。

他方、図６に示すように、上記側壁部９の第１および第２のホルダ１１、１２との対向面の中央部分には、第１および第２のホルダ１１、１２の円弧部分を囲繞する円筒面１３が軸線方向に沿って形成されている。そして、この円筒面１３の上記軸線方向と直交する方向の両側部には、第１および第２のホルダ１１、１２の平板部１１ｂ、１２ｂと対向する平面部１４が形成されている。

そして、第１および第２のホルダ１１、１２の鍔部１１ｃ、１２ｃにおける開口部１１ａ、１２ａと反対側の端部には、当該鍔部１１ｃ、１２ｃからさらに外方に突出して側壁部９の平面部１４に当接する廻り止め部１１ｄ、１２ｄが形成されている。また、第１および第２のホルダ１１、１２の平板部１１ｂ、１２ｂの先端には、側壁部９の平面部１４側から側面１５側に屈曲形成されて、当該側面１５に係合する抜け止め部１１ｅ、１２ｅが形成されている。

ちなみに、上記構成からなる第１および第２のホルダは、各々の内径が、装着される１次コイル３の外径あるいは２次コイル４の外径と同等あるいは僅かに小さい寸法に形成されるとともに、１次コイル３あるいは２次コイル４の外周に装着される際に、開口部１１ａ、１２ａが拡張され、コイルの最大外径部分が通過後に、弾性力によって復元して１次コイル３あるいは２次コイル４の外周に嵌め合わされた状態となるような寸法諸元に形成されている。

以上の構成からなるトランスにおいては、１次および２次コイル３、４の軸線方向の全長にわたって、各々の１次および２次コイル３、４の円周方向の１／２以上の範囲を覆う絶縁性樹脂からなる開環円筒状の第１および第２のホルダ１１、１２を装着しているために、これら第１および第２のホルダ１１、１２によって、図５に太線矢印で示す１次コイル３と２次コイル４との間の沿面距離Ｌ₁および１次および２次コイル３、４とフィライトコア６の側壁部９との間の沿面距離Ｌ₂を、所定の長さ寸法に確保することができる。

これに加えて、ボビン１の第１および第２の巻線部に巻線を施して１次コイル３および２次コイル４を形成した後に、各々の外周に第１および第２のホルダ１１、１２を嵌め合わせて装着することにより、上記巻線の巻き戻りも防止することができる。このため、巻線の線径が大きくなった場合においても、容易かつ確実に組立精度を向上させることができるとともに、併せて製造コストの低減化も実現することができる。

この際に、第１および第２のホルダ１１、１２を、開環円筒状に形成し、互いの開口部１１ａ、１２ａから１次および２次コイル３、４の端部３ａ、４ａを外方に延出させているために、これら第１および第２のホルダ１１、１２と１次および２次コイル３、４の両端引き出し部分３ａ、４ａとが干渉することがない。

さらに、第１および第２のホルダ１１、１２の開口部１１ａ、１２ａに臨む両端部に、各々外方へ平行に延出する平板部１１ｂ、１２ｂを形成し、各々の平板部１１ｂ、１２ｂによって１次および２次コイル３、４の両端部３ａ、４ａを案内しているために、巻線が太くなって、その引き出し部分３ａ、４ａをそのまま接続端子として使用する場合においても、各平板部１１ｂ、１２ｂによって両端部３ａ、４ａの位置決め精度を向上させることができる。

しかも、第１および第２のホルダ１１、１２に、その外周面から突出して側壁部９の平面部１４に当接する廻り止め部１１ｄ、１２ｄを形成しているために、第１および第２のホルダ１１、１２を１次および２次コイル３、４の外周に嵌合して、その周囲にコア７を配置した後は、側壁部９に当接する廻り止め部１１ｄ、１２ｄによって、第１および第２のホルダ１１、１２に円周方向の位置ズレが生じることを未然に防止することができる。

加えて、第１および第２のホルダ１１、１２の開口部１１ａ、１２ａ側に形成した平板部１１ｂ、１２ｂの先端に、側壁部９の側面１５に係合する抜け止め部１１ｅ、１２ｅを形成しているために、コア７を配置した後は、第１および第２のホルダ１１、１２が１次および２次コイル３、４から脱落することも防止することができる。

１ ボビン
２ 仕切板
３ １次コイル（第１のコイル）
４ ２次コイル（第２のコイル）
６ フェライトコア
９ 側壁部
１１ 第１のホルダ
１２ 第２のホルダ
１１ａ、１２ａ 開口部
１１ｂ、１２ｂ 平板部
１１ｃ、１２ｃ 鍔部
１１ｄ、１２ｄ 廻り止め部
１３ 円筒面
１４ 平面部

Claims (4)

1. 外周面から環状に突出する仕切板によって、軸線方向に第１の巻線部および第２の巻線部が形成された筒状のボビンと、このボビンの上記第１および第２の巻線部に各々巻回された第１のコイルおよび第２のコイルと、上記ボビンの外周を囲繞して閉磁路を形成するコアとを備えたトランスにおいて、
   上記第１のコイルは、その両端部を同方向に延出させ、かつ上記第２のコイルは、その両端部を同方向に延出させるとともに、
   上記第１および第２のコイルの外周に、各々上記第１および第２の巻線部の軸線方向の長さ寸法を有し、かつ上記第１および第２のコイルの円周方向の１／２以上の範囲を覆う絶縁性樹脂からなる開環円筒状の第１および第２のホルダを、各々の開口部から上記コイルの両端部を外方に延出させて嵌着したことを特徴とするトランス。
2. 上記コアは、第１および第２のコイルを間に挟んで上記軸線方向に延在する一対の側壁部を有し、かつ上記第１および第２のホルダには、各々の軸線方向の両端部であって、少なくとも上記コアの側壁部と対向する部分に、外周面から突出するとともに上記仕切板に当接する鍔部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
3. 上記第１および第２のホルダの上記開口部を画成する両端部には、各々外方へ平行に延出するとともに、各々上記第１および第２のコイルの両端部を案内する平板部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトランス。
4. 上記コアの側壁部は、対向面の中央部分に上記ボビン並びに第１および第２のホルダを囲繞する円筒面が形成され、この円筒面の両側に、上記第１および第２のホルダの平板部と対向する平面部が形成されるとともに、上記第１および第２のホルダには、各々の外周面から突出して上記平面部に当接する廻り止め部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトランス。

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