(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの巻軸部に１次巻線と２次巻線とを巻回してなるトランスにおいて、多数系統の出力チャンネルのそれぞれから同一レベルの電圧を出力するマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスであって、前記２次巻線は、出力チャンネル数分の被膜導線を平行に並べてなるフラットケーブル帯であり、当該フラットケーブル帯を適宜に折り曲げて平面ループ体を形成し、この平面ループ体を前記コアの巻軸にほぼ直交して配置したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項２】
請求項１において、前記フラットケーブル帯を奇数回折り曲げて前記平面ループ体を形成したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項３】
請求項２において、前記フラットケーブル帯が含む各導線の巻始めと巻終わりの端部がそれぞれ隣り合わせとなるように両端部を重ねて前記平面ループ体を形成してなることを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項４】
請求項１または２において、複数の前記フラットケーブル帯によって複数の前記平面ループ体を形成し、各平面ループ体を前記巻軸にほぼ直交する同一平面上にほぼ同心円状となるように配置したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項５】
請求項１または２において、複数の前記フラットケーブル帯によって複数のほぼ同一の前記平面ループ体を形成し、各平面ループ体を前記巻軸および１次巻線によって前記コアの誘起された鎖交磁界ループのそれぞれにほぼ直交する方向に互いに平行にずらして配置することを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、平面ループ体を前記コアのギャップから最も離れた位置に配置したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、一括圧接式のフラットケーブル用コネクタが基板上に固定されており、前記フラットケーブル帯の少なくとも一方の端部が当該コネクタに接続されてなることを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかにおいて、出力系統数と同数のアキシャル型ダイオードを基板上にほぼ垂直に立設・固定し、当該ダイオードのカソード側またはアノード側の一方のリードピンを前記基板に植設し、他方のリードピンを前記フラットケーブル帯の一方の端部の各導線に接続したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項９】
請求項８において、前記出力系統数と同数のダイオードを適宜な個数のダイオード毎に直線状に一体化して複数のダイオード列に区分し、各ダイオード列を前記基板上で適宜な間隔をもって互いに平行に立設し、前記フラットケーブル帯の一方の端部を適宜に裁断して前記各導線を適宜な前記ダイオード列の所定のダイオードに接続したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかにおいて、前記基板はプリント配線基板であって、当該配線基板は前記コアの巻軸部に軸支され、前記平面ループ帯をこの配線基板面に配置したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１１】
コアの巻軸部に１次巻線と２次巻線とを巻回してなるトランスにおいて、多数系統の出力チャンネルのそれぞれから同一レベルの電圧を出力するマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスであって、前記１次巻線は、基板上にループ状あるいは螺旋状に形成された一本のプリント配線からなる１次シートコイルであり、前記２次巻線は、出力チャンネル数分のプリント配線を折り返したパターンに相当する折り返しプリント配線を前記基板の表裏に交互に形成するとともに、前記折り返しプリント配線を出力チャンネルごとにスルーホールを介して連続的に接続してなる２次シートコイルであり、前記１次シートコイルと当該２次シートコイルとを前記コアの巻軸にほぼ直交して積層配置したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１２】
請求項１１において、前記２次巻線を出力チャンネル数分のプリント配線が多層基板の各層で折り返しパターンを形成しながらスルーホールを介して連続的に接続されてなる２次シートコイルとしたことを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、前記２次シートコイルは、基板のある面に形成されたプリント配線を他の面に形成された前記折り返しパターンのプリント配線に接続するときに曲折回数としてカウントし、その曲折回数が奇数回であることを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれかにおいて、前記２次シートコイルのプリント配線のパターンを一方の基板面から透視して見たときに線対称図形となることを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれかにおいて、前記１次シートコイルを２つの前記２次シートコイルによって狭持するとともに、各シートコイル間の距離を一定にしてなることを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１６】
請求項１５において、前記１次シートコイルを前記コアのギャップ位置に一致させて配置することを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１７】
請求項１５または１６において、前記１次シートコイルを狭持する２つの前記２次シートコイルのプリント配線のパターンは前記１次シートコイルに対して互いに面対称であることを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１８】
請求項１５または１６において、前記１次シートコイルおよび前記２つの２次シートコイルのプリント配線の末端部にそれぞれ立設されたリードピンが他のシートコイルの基板面をほぼ垂直に貫通するとともに、その貫通位置にてリードピンと基板とを適宜に固定することで前記シートコイル間の距離を一定に保持することを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項１９】
請求項１１〜１８のいずれかにおいて、出力系統数と同数の面実装型ダイオードを前記２次シートコイルの基板の一方の面に実装するとともに、当該ダイオードのカソード側またはアノード側の一方のリード端子をこの実装面にある２次巻線の末端に相当する部分に接続したことを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【請求項２０】
請求項１９において、各前記ダイオードのアノードとカソードのリード端子を隣接する出力系統の２次巻線の前記巻きはじめの前記末端と前記巻終わりの末端とにスルーホールを介して接続することを特徴とするマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電気自動車の電池群を充電するためのスイッチング電源装置に応用されるトランスに関し、とくに、多数の２次巻線から同一レベルの出力を得るためのマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電気自動車では２００個以上もの２次電池を直列接続したものを駆動電源としている。これら多数の電池を均一に能率よく充電することは簡単ではなく、充電方式に関して様々な技術開発が進められている。その一つに図１１に示すような充電方式が提案されている。
【０００３】
この方式は、マルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス１を充電装置に用いるものであり、そのトランスの各チャンネル出力３１を直列電池２０の各電池２１に並列接続して各電池２１を個別に充電するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、電気自動車用の駆動電源は２次電池を２００個以上直列したものである。そのため、各電池２１の個体差やパック電池２０内の温度分布などによって各素電池２１に容量差があると、容量の少ない電池の電力が各電池の電力となってしまい、電池の寿命が短くなる。すなわち、各電池間の容量が僅かな差であっても、全体的には大きな電力損失につながる。したがって、マルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスにおいて、各チャンネルの出力電圧を極めて高い精度で均一にすることが重要である。
また、上述の出力電圧を均一にするという問題に加え、２次巻線に使用する導線を出力チャンネル数分巻回しなくてはならないという製造上の問題もある。すなわち、２００本もの導線をコアに一斉に巻回すれば、各導線の巻はじめと巻終わりとがわかりづらくなり、一本の導線における一対の出力端を対応づけることが困難になる。さらに、各導線の始端と終端とには通常リードピンを接続するため、その工程に費やすコストが高くなる。
【０００５】
したがって本発明は、各チャンネルの出力バランスを極めて均一にするとともに、巻線工程を簡略化してコストダウンにも寄与できるマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスであって、その第１の発明は、２次巻線が出力チャンネル数分の被膜導線を平行に並べてなるフラットケーブル帯であって、当該フラットケーブル帯を適宜に折り曲げて平面ループ体を形成し、この平面ループ体を前記コアの巻軸にほぼ直交して配置している。
【０００７】
第２の発明は、前記フラットケーブル帯を奇数回折り曲げて前記平面ループ体を形成することとした。そして、この第２の発明において、前記フラットケーブル帯が含む各導線の巻始めと巻終わりの端部がそれぞれ隣り合わせとなるように両端部を重ねて前記平面ループ体を形成したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第３の発明としている。
【０００８】
さらに第４の発明は、複数の前記フラットケーブル帯によって複数の前記平面ループ体を形成し、各平面ループ体を前記巻軸にほぼ直交する同一平面上にほぼ同心円状となるように配置したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスとした。また、複数の前記フラットケーブル帯によって複数のほぼ同一の前記平面ループ体を形成し、各平面ループ体を前記巻軸および１次巻線によって前記コアの誘起された鎖交磁界ループのそれぞれにほぼ直交する方向に互いに平行にずらして配置したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第５の発明としている。
【０００９】
第６の発明は、前記フラットケーブル帯を前記コアのギャップから最も離れた位置に軸支したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスとしている。
【００１０】
第７の発明は、一括圧接式のフラットケーブル用コネクタが基板上に固定されており、前記フラットケーブル帯の少なくとも一方の端部を当該コネクタに接続したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスとしている。
【００１１】
そして、第８の発明は、出力系統数と同数のアキシャル型ダイオードを基板上にほぼ垂直に立設・固定し、当該ダイオードのカソード側あるいはアノード側の一方のリードピンを前記基板に植設し、他方のリードピンを前記フラットケーブル帯の一方の端部の各導線に接続したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスであり、この第７の発明において、前記出力系統数と同数のダイオードを適宜な個数のダイオード毎に直線状に一体化して複数のダイオード列に区分し、各ダイオード列を前記基板上で適宜な間隔をもって互いに平行に立設し、前記フラットケーブル帯の一方の端部を適宜に裁断して前記各導線を適宜な前記ダイオード列の所定のダイオードに接続したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第８の発明としている。
【００１２】
前記第７〜第９の発明のいずれかにおいて、前記基板をプリント配線基板とし、当該配線基板が前記コアの巻軸部に軸支され、前記平面ループ帯がこの配線基板面に配置されたマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第１０の発明とした。
【００１３】
また、１次巻線と２次巻線をシートコイルとしたマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第１１の発明としている。この第１１の発明において、１次巻線は、基板上にループ状あるいは螺旋状に形成された一本のプリント配線からなる１次シートコイルであり、前記２次巻線は、出力チャンネル数分のプリント配線を折り返したパターンに相当する折り返しプリント配線を前記基板の表裏に交互に形成するとともに、前記折り返しプリント配線を出力チャンネルごとにスルーホールを介して連続的に接続してなる２次シートコイルであり、これら各シートコイルを前記コアの巻軸にほぼ直交して積層配置することとしている。
【００１４】
また、前記２次シートコイルを多層基板によって形成したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第１２の発明としている。具体的には、前記２次巻線が出力チャンネル数分のプリント配線を多層基板の各層で折り返しパターンに形成しながらスルーホールを介して連続的に接続してなる積層基板型２次シートコイルにしたマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスとしている。
【００１５】
第１１または第１２の発明において、前記２次シートコイルは、基板のある面に形成されたプリント配線を他の面に形成された前記折り返しパターンのプリント配線に接続するときに曲折回数としてカウントし、その曲折回数を奇数回にしたマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第１３の発明としている。
【００１６】
第１４の発明は、第１１〜１３の発明のいずれかにおいて、前記２次シートコイルのプリント配線のパターンを一方の基板面から透視して見たときに線対称図形になっているマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスとした。
第１５の発明は、第１１〜第１４の発明いずれかにおいて、前記１次シートコイルを２つの前記２次シートコイルによって狭持するとともに、各シートコイル間の距離を一定にしてなるマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスである。
【００１７】
この第１５の発明において、前記１次シートコイルを前記コアのギャップ位置に一致させて配置したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第１６の発明としている。
【００１８】
そして、第１５または第１６の発明において、前記１次シートコイルを狭持する２つの前記２次シートコイルのプリント配線のパターンが前記１次シートコイルに対して互いに面対称であるマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第１７の発明としている。
【００１９】
第１８の発明は、第１５〜第１７の発明のいずれかにおいて、前記１次シートコイルの基板両面にリードピンを立設するとともに、当該リードピンを前記２つの２次シートコイルの基板に穿設した位置決め用穴部に挿通してこれを固定することで、各シートコイル間を前記一定の距離に保持したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスである。
【００２０】
第１９の発明は、第１１〜第１８の発明のいずれかにおいて、出力系統数と同数の面実装型ダイオードを前記２次シートコイルの基板の一方の面に実装するとともに、当該ダイオードのカソード側またはアノード側の一方のリード端子をこの実装面にある２次巻線の端部に相当するプリント配線部分に接続したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスとしている。
【００２１】
そして、この第１９の発明において、前記２次シートコイルにおける前記曲折回数が奇数回である場合など、前記２次巻線の巻きはじめの末端と巻終わりの末端とが前記基板の表面と裏面とに分けて形成される場合がある。そこで、前記ダイオードのアノードとカソードの２つのリード端子をそれぞれ隣接する系統の２次巻線の前記巻きはじめ端部と前記巻終わりの端部に相当するプリント配線部に前記基板に形成したスルーホールを介して接続したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスを第２０の発明としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＝＝＝第１の実施例（フラットケーブル帯タイプ）＝＝＝
＜トランスの概略構造＞
図１は本発明の実施例におけるマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス（以下、トランス）の外観を前上方からの斜視図として示している。２次巻線は出力系統分の被膜導線を含んだフラットケーブル帯４であり、このフラットケーブル帯４がＥＩ型のコア２ａ、２ｂの巻軸部３に１ターン分巻回されてフラットループ体５を形成している。この、フラットループ体５はフラットケーブル帯４を同じ方向に複数回折り曲げることで巻軸部３との直交面に平行するプリント配線基板６上に平面状に配置される。なお、２次巻線の巻数は１ターン分に限らず、出力電圧に応じて適宜に変更することができる。
【００２３】
そして、フラットケーブル帯４の端部は、プリント配線基板６上に固定されたフラットケーブル用コネクタ８によって一括圧接されて、各導線がコネクタ８のリードピン９に接続される。さらに、１次巻線が基板６で巻軸部３に巻回されており、その始端と終端が基板６に植接された端子ピン１０に接続されている。
【００２４】
本実施例ではフラットケーブル帯４を３回曲折することで、ケーブル帯端部で各導線が同じ順序で並ぶようにしている。さらに、フラットケーブル帯４の両端部を重ねている。これは、通常、トランス１における各導線の始端と終端との間にコンデンサが挿入されることに対応して、各導線の始端と終端とが基板６上で他の導線を跨ぐことなく直線上に配置されてジャンパー線を用いずにコンデンサが接続できるようにしている。
【００２５】
図２は本実施例における磁束の流れとギャップ位置との関係をトランス１の前面図として示している。各導線に鎖交する磁束のバランスを取るために、コア２ａ、２ｂの巻軸部３おけるフラットループ体５の配置位置をギャップ１１から最も遠い位置としている。この図において、フラットケーブル帯４の各導線が磁束（矢印）に鎖交する部分Ａが最良であることがわかる。もちろん、トランス１の用途などによって、フラットループ体４の配置位置は適宜に変更されるものである。
【００２６】
＜２次巻線の巻回方法＞
図３（Ａ）〜（Ｃ）はフラットケーブル帯の曲折方法をフラットループ体の平面図として示している。フラットケーブル帯は適宜に折り曲げることで各導線の長さが一致し、線抵抗を均一にすることができる（Ａ）。さらに、折り曲げ回数を奇数回とすると、２次巻線の各導線と、各１次巻線によって励磁された磁束とが鎖交する面積が等しくなりさらに出力電圧を均等にできる（Ｂ）。また、上述のように各導線の配置順序を巻はじめと巻終わりとで同じにすることもできる。
【００２７】
さらに、複数のフラットケーブル帯を個別に曲折して複数の平面ループ体を形成する例（Ｃ）（Ｄ）も想定できる。（Ｃ）は、その複数の平面ループ体を同心円状に配置した例であり、（Ｄ）は、ほぼ同一形状の複数の平面ループ体を互いに平行にずらして並べて配置した例である。
この巻回方法（Ｃ）（Ｄ）は、フラットケーブル帯における中央の導線部分から誘起される誘導起電力の大きさが減少してしまうことに対応している。例えば、１次巻線と２次巻線が完全に同じ位置にオーバーラップしたときなど、左右のバランスがとれて２次巻線の領域内に磁束密度の極大値ができるとこの現象が発生する。そこで、（Ｃ）（Ｄ）では、端点において中央にあった導線についても、ループの内側の経路を通るようにして、その経路を通して鎖交する磁束の数が極大値を挟んで増減するようにしている。なお、（Ｃ）の場合、複数のフラットケーブル帯は１つのフラットケーブル帯の中間部分を導線方向に裂いて形成してもよいし、複数組のフラットケーブル帯の端部をまとめることで形成してもよい。また、（Ｄ）のようにすれば、巻線の長さをほぼ同一にすることができるし、フラットケーブル帯を奇数回折り曲げて平面ループ体を形成すれば両端における導線の配列順を同じにすることができる。
【００２８】
＜素子の実装方法＞
図１１に示した回路図のように、トランス１は１次巻線や２次巻線に加え、コンデンサ１５やダイオード１４が適宜な回路位置に接続されて構成されている場合がある。図４はダイオード１４を含んだトランス１における素子の実装方法の概略図を基板面に配置されたフラットループ体の斜視図として示している。ダイオードに端子が直線上に植設されたアキシャル型ダイオード１４を使用し、そのダイオード１４をカソード側のリードピン１７を下にしてプリント配線基板６上に垂直に立てて実装している。そして、フラットケーブル帯４の一方の端部における各導線をダイオード１４のアノード側（上側）リードピン１６に接続し、カソード側リードピン１７をそのまま、トランス１の出力端子としている（Ａ）。また、導線の数が多いとき、導線の個数分のダイオード１４を基板６上に並べて実装するとその実装幅がフラットケーブル帯４の幅に対して広くなり、実装効率が低下する。そこで、（Ｂ）に示すように、フラットケーブル帯４の端部延長方向に２列のダイオード列（アレイ）１８ａ、１８ｂを前後に配置／実装するとともに、フラットケーブル帯４の端部を互い違いに長短に裁断して、前列のダイオード列１８ａにおける各ダイオード１４ａの間に後列１８ｂの各ダイオード１４ｂに対応する導線を案内して通せば、効率的な実装が可能となる。
【００２９】
＝＝＝第２の実施例（シートコイルタイプ）＝＝＝
＜トランスの概略構造＞
図５（Ａ）（Ｂ）は本発明における第２の実施例としてシートコイルを使用したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランス１ｂの概略構造図を示している。（Ａ）にこのトランス１ｂの外観を前上方からの斜視図として示し、（Ｂ）に（Ａ）における一点鎖線ａを切断線とした前方からの断面図を示した。
【００３０】
このトランス１ｂは、１次巻線と２次巻線とがともに基板上に形成されたプリント配線によってコイルを形成してなるシートコイルとなっており、各シートコイルをコアの巻軸にほぼ直交して積層配置してなっている。図示した例では、１つの１次シートコイル４０の上下に１つずつ２次シートコイル５０ａ、５０ｂを積層し、各シートコイル４０、５０ａ、５０ｂをＥＥ型コア２ｃ、２ｄの巻軸部３にほぼ直交させて配置してなっている。それによって、１次と２次のシートコイルを一つずつ使用したマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスに対し、コイルの平面積を同じとしながら２倍の出力系統を設けることができるようになっている。
【００３１】
また、各シートコイルの位置関係は、１次シートコイル４０と各２次シートコイル５０ａ、５０ｂ間の距離が同じくｔとなっている。さらに、１次シートコイル４０の位置をコアのギャップ位置１１に一致させている。それによって、１次シートコイル４０にて発生した磁束が２つの２次シートコイル５０ａ、５０ｂの基板面を均等に貫通するようにしている。
【００３２】
＜シートコイルの構造＞
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、上述のシートコイルを用いたマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスにおけるシートコイルの実施例の概略構造図を示している。（Ａ）は、１次巻線のシートコイル（１次シートコイル）４０におけるプリント配線のパターンを示している。また、（Ｂ）に２次巻線のシートコイル（２次シートコイル）５０におけるプリント配線のパターンを基板５１の表面からみた平面図として示し、（Ｃ）に２次シートコイル５０における基板５１裏面のプリント配線のパターンを基板５１表面からの透視図として示した。（Ｄ）は、（Ｂ）と（Ｃ）を重ね合わせた図であり、２次シートコイル５０の基板５１両面におけるプリント配線５２ａ、５２ｂのパターンを示している。
【００３３】
１次シートコイル４０は基板４１の表面に螺旋状のプリント配線４２を形成してなっており、基板４１の中央にはコアの巻軸が貫通する開口４３を有している。２次巻線のシートコイル（２次シートコイル）５０は同じくコアの巻軸が貫通する開口５４を有する基板５１の表裏両面にほぼ平行に並べて形成された複数本のプリント配線５２ａ、５２ｂをトランスの出力系統ごとにスルーホール５３を介して接続してなっている。
【００３４】
２次シートコイル５０におけるプリント配線５２ａ、５２ｂは、基板の表裏でそのパターンが交互に折り返すように形成されている。この図ではプリント配線５２ａ、５２ｂの折り返し箇所は３カ所であり、上述の平面ループ体における３回の曲折に相当する。また、プリント配線５２ａ、５２ｂにおけるコイルの巻きはじめあるいは巻き終わりに相当する部分は外部回路と接続されるドーナツ状のパターン部（末端部）５５が形成されている。
【００３５】
この実施例において、プリント配線５２ａ、５２ｂのパターンは、コアの巻軸部が挿入される開口５４の中心（実質的にコイルの巻軸）を通る線５６に対して線対称図形となっている。これは、各出力系統に対応するプリント配線５２ａ、５２ｂと磁束とがこの中心線５６の左右でバランスよく鎖交するようにするためである。
【００３６】
なお、図５に示したトランス１ｂにおいて、上下の２次シートコイル５０ａ、５０ｂの配線パターン（実質的に磁束が鎖交する配線部分のパターン）を１次シートコイルの基板面に対して面対称とすれば、各出力系統のプリント配線が均一に磁束と鎖交する。
【００３７】
図７（Ａ）（Ｂ）は、曲折回数が１回の２次シートコイルの例を示している。板５１表面におけるプリント配線５２ａのパターン（Ａ）と、基板５１裏面におけるプリント配線５２ｂのパターン（基板表面からの透視図Ｂ）とをそれぞれ示した。
【００３８】
＜シートコイルの位置調整と固定＞
図８（Ａ）（Ｂ）は、図５に示したトランス１ｂにおけるシートコイル４０、５０ａ、５０ｂを所定の位置関係で精度良く調整／固定するための実施例を示している。各シートコイル４０、５０ａ、５０ｂの基板４１、５１ａ、５１ｂの中央にはコアの巻軸部に挿入される穴４３、５４の他に位置決め用の穴が適宜な位置に穿設されている。（Ａ）は互いに積層される各シートコイルの平面図を示しており、（Ｂ）は各シートコイルの積層状態の側面図を示している。
１次シートコイル４０の上層に配置される２次シートコイル５０ａの基板５１ａの四隅にはそれぞれ位置決め穴５６ａ〜５６ｃが穿設されている。この四隅の位置決め孔５６ａ〜５６ｃのうち、位置決め穴５６ｂは基板５１ａの表面に形成されているプリント配線の末端部５５ａを兼ねている。また、位置決め穴５６ｃは基板５１ａの裏面に形成されている末端部５５ａを兼ねている。そして、末端部５５ａ（位置決め孔５６ｂ、５６ｃを含む）にはリードピン６０が、位置決め孔５６ａにはリードピン６１がそれぞれ植設されている。なお、リードピン６１は基板５１ａ上に形成されているプリント配線とは絶縁されている。
【００３９】
１次シートコイル４０の基板４１の四隅には位置決め用穴４４ａ〜４４ｃが穿設されている。これら位置決め用穴４４ａ〜４４ｃの中にはコイルの巻きはじめや巻終わりの末端部４５ａ、４５ｂに電気的に接続されているもの４４ａ、４４ｂがある。螺旋状プリント配線４２における外側の末端４５ａには位置決め穴４４ａが形成されて電気的にプリント配線４２と接続されている。また、内側の末端４５ｂは基板４１の裏面に配設されたプリント配線によって所定の位置決め穴４４ｂに接続されている。そして、位置決め孔４４ａ、４４ｂの位置にはリードピン６１が挿通されるとともに末端部４５ａ、４５ｂと電気的に接続される。
【００４０】
さらに、この１次シートコイル４０において、この上に積層される２次シートコイル５０ａの末端部５５ａに重複する基板位置に２次シートコイル５０ａに植設されるリードピン６０の貫通孔４６も穿設されており、この例では、貫通孔４６と位置決め孔４４ｃにリードピン６０が挿通される。なお、リードピン６０とそれが貫通する孔４４ｃ、４６とは電気的に絶縁されている。
【００４１】
下層の２次シートコイル５０ｂの基板５１ｂの四隅には位置決め穴５７が穿設されいる。また、１次シートコイルと同様に上層の２次シートコイル５０ａの末端部５５ａに重複する基板位置には上層の２次シートコイルのリードピン６０の貫通孔５８が穿設されている。この貫通孔５８もリードピン６０と絶縁されている。なお、このシートコイル５０ｂの末端部５５ｂにはリードピン６２が電気的に接続されて植設されている。
【００４２】
そして、あるシートコイルに植設されているリードピンを他のシートコイルの適宜な位置決め穴に挿通し、基板間の距離を調整した後、リートピンとシートコイルとを接着などによって適宜に固定する。それによって、各リードピン６０〜６２がシートコイル間の距離を調整するためのガイドピンとして機能するとともに、所定のシートコイルの所定のプリント配線を所定の外部回路に接続するための端子としても機能する。
【００４３】
＜素子の実装＞
図９（Ａ）（Ｂ）はダイオードを実装した２次シートコイルの実施例を示している。（Ａ）と（Ｂ）は基板５１の表面および裏面におけるプリント配線パターンの平面図と、基板５１の裏面におけるプリント配線パターンの基板表面からの透視図をそれぞれ示している。この２次シートコイル５０ｃは、パターンの曲折回数が３回でコイルの末端部５５ｃ、５５ｄが基板５１の表面と裏面とに別れて形成されており、基板５１の裏面における各出力系統の末端部５５ｃには面実装型のダイオード１４の一方のリード端子（カソードあるいはアノード）１６ｂが接続されている。
【００４４】
ここで、一方の面に形成されているプリント配線と、他方の面に形成されているプリント配線との位置関係に着目すると、基板５１の表裏でプリント配線の一部が重複していることがわかる。すなわち、基板５１表面のプリント配線５２ａ上に裏面のプリント配線部５２ｂの末端部５５ｄが重なっている。さらに、基板５１表面のある出力系統の末端部５９ａに注目すると、その末端部５９ａにプリント配線７０によって接続する裏面にあるもう一方の末端部５９ｂは、隣接する出力系統のプリント配線７１の位置と基板の表裏で重複している。そして、プリント配線７０における基板５１裏面における末端部５９ｂに面実装型ダイオード１４の一方のリード端子１６ｂが接続され、他方のリード端子１７ｂがスルーホール５３ｂを介して表面のプリント配線７１の末端部５９ｃに接続されている。このようなプリント配線構造とすることで、図１１に示した回路を構成する場合に、隣接する出力系統の巻線の巻きはじめ部分と巻終わり部分との間に挿入されるダイオード１４が２次シートコイル５０ｃの基板上で直接接続することができるのである。
【００４５】
なお、ある出力系統の末端部が隣接する系統のプリント配線に基板の表裏で重複する必要はなく、ダイオードの一方のリード端子が基板の表面のリード端子部に接続され、他方のリード端子部がスルーホールを介して基板裏面の所定のリード配線部に接続されていればよい。
【００４６】
＜多層基板型シートコイル＞
２次シートコイルとしては、上述の基板両面を使用したタイプに加え、多層基板を用いたタイプも考えられる。すなわち、複数の基板を積層して各層の基板表面にプリント配線を形成し、各層間でプリント配線をスルーホールを介して接続することで２次シートコイルを形成するのである。図１０に４層の多層基板を使用した２次シートコイルの例を層ごとに分解した図として示した。この２次シートコイル５０ｄは、曲折回数が３回の２次シートコイルであって、４層の基板５１ｃ〜５１ｆのそれぞれに形成されたプリント配線５２ｃ〜５２ｆが下層に向かって順次折り返しパターンとなるように形成されている。なお、このような積層基板型の２次シートコイルは、上下の基板間が絶縁されているのでコイルの巻き数を２ターン以上とすることも可能である。もちろん、プリント配線は、各層の基板の両面に形成することもできる。
【００４７】
さらに、１つの１次シートコイルと多層基板による２次シートコイルとを個別にコアの巻軸に積層配置してトランスにしてもよいが、１次と２次のシートコイルを全て多層基板に一体的に形成することとしてもよい。
【００４８】
＝＝＝本発明のトランスの性能＝＝＝
本発明のマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスの性能を入力電圧に対する各チャンネルからの出力電圧のばらつきとして評価し、以下の表１および表２にその結果をまとめた。
【００４９】
表１と表２は、それぞれ出力チャンネル数が１２のトランスに５０．４ｖの電圧を入力したときと、出力チャンネル数が１６のトランスに２５ｖの電圧を入力したときの性能評価を示している。なお、表中の各サンプルＡ〜Ｃは、フラットケーブルを折り返さないで、同心円上にコアに巻回したトランス（従来例：サンプルＡ）、フラットケーブルを３回曲折した平面ループ体を使用したトランス（本発明における第１の実施例１：サンプルＢ）、曲折回数が１回の２次シートコイルを使用したトランス（同第２の実施例：サンプルＣ）である。
【００５０】
【表１】
0003654816.tif 000002
【表２】
0003654816.tif 000003
表１および表２より、本発明のトランスが従来のトランスに較べて各チャンネル間における出力電圧のばらつきが少ないことがわかる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明のマルチチャンネル・ユニフォーム出力型トランスは、フラットケーブル帯を折り曲げながらコアに巻回して２次巻線としている。そのため、出力チャンネル数が多くても導線の巻回工程が簡略化できるし、各導線の両端の識別も容易となる。したがって、トランスの製造コストを抑えることができる。
【００５２】
また、フラットケーブル帯を折り曲げることで各導線の長さが一定となり各導線の線抵抗を同じにすることができる。その結果、各チャンネルにおける出力電圧のばらつきを抑えることができる。さらに、フラットケーブル帯の曲折回数を奇数回とすることで磁束と鎖交する面積も各導線で同じとなり、出力電圧をより均一にすることができる。
【００５３】
フラットケーブル帯を奇数回折り曲げると、フラットケーブル帯の両端における導線の並び方が同じとなる。そのため、導線の識別がさらに分かり易くなる。そして、フラットケーブル帯の両端を重ねることで、ジャンパ線を用いずに各導線間にコンデンサを挿入することができ、コンデンサの実装工程が簡略化される。これも、コストダウンに寄与する。
【００５４】
複数のフラットケーブル帯を個別に折り曲げて複数のフラットループ体を形成するともに、各ループ体を同心円状に配置すれば、フラットケーブル帯の端部で中央に配置された導線もその巻回途中でフラットケーブル帯の内側の経路を通ることができる。そのため、フラットケーブル帯において中央部で鎖交磁束の数がピーク値を取り、その両側で減少する場合に対応することができる。また、平面ループ体を複数使用するとともに、各平面ループ体を互いに平行にずらして平行に並べて配置すれば上述の鎖交磁束の数の問題に対応できるとともに、各導線の長さをほぼ一定にできる。フラットケーブル帯を奇数階折り曲げて形成したときは導線の巻始めと巻終わりの両端部でその配列順番を同じにすることもできる。
【００５５】
フラットループ体をコアの巻軸部でギャップから最も遠い位置に配置すれば、２次巻線の各導線の左右でバランス良く磁束に鎖交し、各チャンネルの出力特性を均一にすることができる。
【００５６】
市販の一括圧接式のフラットケーブル用コネクタを端部に適用することができる。トランスの出力経路と外部回路との接続が容易となるとともに、各導線の接続状態も均一にすることができる。そのため、製造コストを低下させるとともに信頼性が向上し、各チャンネルの特性も均一になる。
【００５７】
また、各導線にダイオードを接続する場合、アキシャル型ダイオードを使用すれば、ダイオードのリードピンをそのままトランスの出力端子とすることができる。チャンネル数が多い場合にダイオードを複数列に分けて実装すれば、ダイオードが実装される幅を狭くすることができ、トランスの小型化に寄与する。
【００５８】
コネクタや各種素子を実装する基板をプリント配線基板として、この基板面にフラットループ体も配置すれば、２次巻線をコアの巻軸部の所定位置でその直交面に容易に固定できる。また、各素子の実装も容易となる。さらに、１次巻線を基板で受けてその端子をプリント配線基板状に植設することもできる。
【００５９】
コイルの巻線をシートコイルとすれば、１次巻線と２次巻線の配線形状を精度よく形成できるとともに、コアに対する配置関係や巻線間の位置関係を正確に調整することができる。そのため、さらに出力電圧を均一にすることができる。
【００６０】
このシートコイルの場合も、フラットケーブル帯と同様に曲折回数を奇数回とすることで、各出力系統の識別を容易にできる。
【００６１】
また、１つの１次シートコイルの上下に１つずつ２次シートコイルを積層することで、基板面積を大きくすることなく出力チャンネル数を２倍にすることができる。このとき、１次シートコイルをコアのギャップ位置に配置したり、１次シートコイルと各２次シートコイル間の距離を同じとしたり、さらには、２次シートコイルのプリント配線のパターンを１次シートコイルに対して面対称にしたりするなど２つの２次シートコイルにおける各巻線のプリント配線に均一に磁束を鎖交させるための種々の条件を採用することができる。もちろん、これらの条件を適宜に組み合わせれば各出力チャンネルにおける電圧を極めて均一にすることができる。
【００６２】
また、１次巻線と２次巻線がシートコイルであることを活用して、ある基板のプリント配線に接続されたリードピンを他の基板に貫通させてリードピンを基板間の距離やコアへの配設位置を精度良く調整するためのガイドピンとしたり、基板の一方の面に面実装型のダイオードを実装したりすることができる。基板の表裏や多層基板の基板間でプリント配線の末端部の位置を適宜に調整すれば、ある出力チャンネルの末端にダイオードの一方のリード端子を接続してもう一方のリード端子を隣接する出力チャンネルの末端に直接接続することが可能となる。それによって、ジャンパピンや配線の引き回しが不要となり、実装に掛かる製造コストを抑えるとともに、トランスの小型化にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるトランスの斜視図である。
【図２】上記第１の実施例の前面図であり、磁束の流れとギャップ位置との関係を示している。
【図３】上記第１の実施例におけるフラットループ体の形状例を平面図として示した。（Ａ）〜（Ｄ）はフラットケーブル帯を偶数回曲折した形状例、同奇数回曲折した例、複数の平面ループ体を同心円状に配置した例、複数の平面ループ体を平行にずらして並置した例をそれぞれ示している。
【図４】上記第１の実施例におけるダイオードの実装例を基板面に配置されたフラットループ体の斜視図によって示している。（Ａ）はダイオードを１列に並べて実装した場合であり、（Ｂ）は２列に並べて実装した場合を示している。
【図５】本発明の第２の実施例におけるトランスの概略構造図である。（Ａ）はその斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図６】上記第２の実施例におけるシートコイルの概略構造図を示している。（Ａ）は１次シートコイルにおけるプリント配線のパターンを示している。（Ｂ）に２次シートコイルにおけるプリント配線のパターンを基板表面からの平面図として示し、（Ｃ）に２次シートコイルにおける基板裏面のプリント配線のパターンを基板表面からの透視図として示した。（Ｄ）は、（Ｂ）と（Ｃ）に示した配線パターンを重ね合わせた図である。
【図７】上記２次シートコイルの変形例のプリント配線図を示している。（Ａ）は基板表面の平面図であり、（Ｂ）は基板表面からの透視図である。
【図８】上記第２の実施例におけるシートコイルの固定方法を具対的に示すための概略構造図である。（Ａ）は互いに積層される各シートコイルの平面図を示しており、（Ｂ）は各シートコイルの積層状態の側面図を示している。
【図９】上記第２の実施例において、ダイオードを実装した２次シートコイルの概略構造図を示している。（Ａ）は基板表面におけるプリント配線パターンの平面図であり、（Ｂ）は基板裏面におけるプリント配線のパターンを基板表面からの透視図として示している。
【図１０】上記第２の実施例の変形例である多層基板を使用した２次シートコイルのプリント配線パターンを層ごとの分解図として示した。
【図１１】上記各実施例のトランスを直列２次電池の充電に使用したときの回路図を示している。
【符号の説明】
１、１ｂ  トランス
２ａ〜２ｄ  コア
３  巻軸部
４、４ａ、４ｂ  フラットケーブル帯
５  フラットループ体
６  プリント配線基板
４０  １次シートコイル
５０、５０ａ〜５０ｄ  ２次シートコイル
５２ａ〜５２ｆ  プリント配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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