(57)【要約】【課題】コアを小型化でき、かつコア片が揺動してもアウターポールが欠けにくいトランスを提供する。【解決手段】互いに組み合わされた第１コア２ａ及び第２コア２ｂと、一次コイル１１と、二次コイル１２とを備える。第１コア２ａ及び第２コア２ｂは、インナーポール３と、アウターポール４と、基体部５とを備える。第１コア２ａと第２コア２ｂの少なくとも一方は、２つ以上のコア片２０からなる。アウターポール４の当接面４０は、Ｚ方向から見たときに、インナーポール３側の辺４３に、湾曲部４２と直線部４１とを有する。湾曲部４２は、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち外径が大きい方のコイルである大径コイル１３の外周縁１３０に沿うよう湾曲している。また、直線部４１は直線状に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性体からなるコア（２）と、一次コイル（１１）と、二次コイル（１２）とを備えたトランス（１）であって、
上記コア（２）は、上記一次コイル（１１）及び上記二次コイル（１２）を軸線方向における両側から挟持するように配された第１コア（２ａ）及び第２コア（２ｂ）からなり、
該第１コア（２ａ）及び該第２コア（２ｂ）は、上記一次コイル（１１）及び上記二次コイル（１２）の内側に配されて互いの間にギャップ（Ｇ）を設けつつ対向するインナーポール（３）と、上記一次コイル（１１）及び上記二次コイル（１２）の外側に配されて互いに当接するアウターポール（４）と、上記インナーポール（３）と上記アウターポール（４）とを連結する基体部（５）とを有し、
上記第１コア（２ａ）と上記第２コア（２ａ）との少なくとも一方は、２つ以上のコア片（２０）からなり、各々の該コア片（２０）は、上記インナーポール（３）と上記アウターポール（４）と上記基体部（５）とを備え、
上記アウターポール（４）が互いに当接する当接面（４０）は、上記軸線方向から見たときに、上記インナーポール（３）側の辺に、上記一次コイル（１１）と上記二次コイル（１２）とのうち外径が大きい方のコイルである大径コイル（１３）の外周縁（１３０）に沿うよう湾曲した湾曲部（４２）と、直線状に形成された直線部（４１）とを有し、
上記当接面（４０）に平行な方向であってかつ上記直線部（４１）に直交する方向である法線方向において、上記直線部（４１）は、上記湾曲部（４２）のいずれの部位よりも上記インナーポール（３）側、又は上記湾曲部（４２）のうち最も上記インナーポール（３）に近い部位と同等の位置に形成されていることを特徴とするトランス（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のトランス（１）において、上記アウターポール（４）は２つの上記直線部（４１）を有し、上記湾曲部（４２）の両端に、それぞれ上記直線部（４１）が連結していることを特徴とするトランス（１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトランス（１）において、上記基体部（５）は、上記法線方向においてアウターポール（４）から上記インナーポール（３）へ向かうほど、上記直線部（４１）に平行な方向である幅方向における長さが次第に短くなる形状をしていることを特徴とするトランス（１）。
【請求項４】
請求項３に記載のトランス（１）において、上記コア片（２０）は、上記幅方向における最大長さが、上記法線方向における最大長さよりも短いことを特徴とするトランス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアと、一次コイルと、二次コイルとを備えるトランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電圧を変圧するためのトランスとして、磁性体からなる第１コア及び第２コアと、一次コイルと、二次コイルとを備え、上記第１コア及び第２コアを組み合わせて一つのコアを構成したものが知られている（下記特許文献１参照）。第１コアと第２コアとは、上記一次コイルと二次コイルとを、軸線方向における両側から挟持するように組み合わされている。
【０００３】
第１コアと第２コアは、インナーポールと、アウターポールと、これらを連結する基体部とをそれぞれ有する。インナーポールは、一次コイルと二次コイルの内側に配され、互いの間に、磁気飽和を防止するためのギャップを設けつつ対向している。また、アウターポールは、一次コイルと二次コイルの外側に配され、互いに当接している。
【０００４】
第１コアと第２コアとの少なくとも一方は、２つ以上のコア片からなる。各々のコア片は、それぞれ上記インナーポールとアウターポールと基体部とを備える。
【０００５】
一次コイルと二次コイルとのうち、大きな電流が流れるコイルは、バスバー等から形成されており、電流が少ないコイルよりも、その外径が大きくなっている。この外径が大きいコイル（大径コイル）とアウターポールとの間に広い隙間が形成されると、コアの断面積が減少するため、コアが大型化しやすくなるという問題が生じる。そのため、アウターポールの側面を、大径コイルの外周縁に沿う湾曲形状にし、これらアウターポールと大径コイルとの間に広い隙間が形成されることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９３１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アウターポールの側面を湾曲形状にすると、この側面の両端の部位が鋭角になりやすい（図１３参照）。また、上記コア片は、対向する２つのインナーポールの間にギャップを設けつつ、アウターポールのみを互いに当接させた状態で保持されているため、外部から振動や衝撃等が加わったときに、コア片が揺動することがある。このときコア片は、上記鋭角になった部位を支点として揺動することになる。そのため、鋭角になった部位に大きな応力が加わり、この部位が欠ける可能性が考えられる。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コアを小型化でき、かつコア片が揺動してもアウターポールが欠けにくいトランスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、軟磁性体からなるコアと、一次コイルと、二次コイルとを備えたトランスであって、
上記コアは、上記一次コイル及び上記二次コイルを軸線方向における両側から挟持するように配された第１コア及び第２コアからなり、
該第１コア及び該第２コアは、上記一次コイル及び上記二次コイルの内側に配されて互いの間にギャップを設けつつ対向するインナーポールと、上記一次コイル及び上記二次コイルの外側に配されて互いに当接するアウターポールと、上記インナーポールと上記アウターポールとを連結する基体部とを有し、
上記第１コアと上記第２コアとの少なくとも一方は、２つ以上のコア片からなり、各々の該コア片は、上記インナーポールと上記アウターポールと上記基体部とを備え、
上記アウターポールが互いに当接する当接面は、上記軸線方向から見たときに、上記インナーポール側の辺に、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち外径が大きい方のコイルである大径コイルの外周縁に沿うよう湾曲した湾曲部と、直線状に形成された直線部とを有し、
上記当接面に平行な方向であってかつ上記直線部に直交する方向である法線方向において、上記直線部は、上記湾曲部のいずれの部位よりも上記インナーポール側、又は上記湾曲部のうち最も上記インナーポールに近い部位と同等の位置に形成されていることを特徴とするトランスにある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記トランスは、アウターポールの上記当接面における、インナーポール側の辺に、上記湾曲部と上記直線部とを形成してある。直線部は、上記法線方向において、湾曲部のいずれの部位よりもインナーポール側、又は湾曲部のうち最もインナーポールに近い部位と同等の位置に形成されている。
そのため、コアを小型化でき、また、コア片が揺動してもアウターポールを欠けにくくすることができる。すなわち、上記トランスは、アウターポールに上記湾曲部を形成してあるため、アウターポールと大径コイルとの間の隙間を小さくすることができる。そのため、コアを小型化することができる。また、上記トランスは、アウターポールに上記直線部を形成してあるため、コア片が揺動するときに、この直線部を中心として揺動させることができる。つまり、コア片が揺動するときに、対向する２つのアウターポールを直線部において互いに接触させることができ、一点で接触することを防止できる。そのため、コア片が揺動しても大きな応力がアウターポールに加わりにくくなり、アウターポールが欠けにくくなる。
【００１１】
以上のごとく、コアを小型化でき、かつコア片が揺動してもアウターポールが欠けにくいトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、トランスの分解斜視図。
【図２】実施例１における、トランスの一部透視平面図であって、ホルダーを省略した図。
【図３】図１の要部拡大図。
【図４】実施例１における、第２コアと二次コイルの拡大平面図であって、ホルダーを省略した図。
【図５】図４の要部拡大図。
【図６】実施例１における、組み合わせたコア片の側面図。
【図７】実施例１における、組み合わせたコア片の側面図であって、上側のコア片が揺動した状態での図。
【図８】実施例２における、トランスの一部透視平面図であって、ホルダーを省略した図。
【図９】実施例３における、第２コアと二次コイルの拡大平面図。
【図１０】実施例３における、組み合わせたコア片の側面図。
【図１１】実施例３における、面取部をアール面にした、コアの要部拡大側面図。
【図１２】実施例４における、トランスの分解斜視図。
【図１３】比較例１における、トランスの一部透視平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記トランスは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される、車載用トランスとすることができる。
【００１４】
また、上記トランスにおいて、上記アウターポールは２つの上記直線部を有し、上記湾曲部の両端に、それぞれ上記直線部が連結していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、直線部が２つ形成されているため、コア片が揺動したときに、アウターポールに加わる応力を２つの直線部において受け止めることができる。そのため、個々の直線部に加わる応力を小さくすることができ、アウターポールが欠けることをより効果的に抑制できる。
【００１５】
また、上記基体部は、上記法線方向において、上記アウターポールから上記インナーポールへ向かうほど、上記直線部に平行な方向である幅方向における長さが次第に短くなる形状をしていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、コア片の重心がアウターポールに近い位置に存在することになるため、コア片が揺動しにくくなる。そのため、アウターポールが欠けることをより抑制しやすくなる。
【００１６】
また、上記コア片は、上記幅方向における最大長さが、上記法線方向における最大長さよりも短いことが好ましい（請求項４）。
この場合には、コアを細長い形状にでき、小型化することができる。そのため、トランスの全体の形状を細長くすることができ、小型化することが可能になる。
トランスは、他の電子部品と共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の構成部品として用いられる。トランスを細長くし、小型化すると、他の電子部品とトランスとを隣接配置したときに、トランスのみが他の電子部品よりも極端に幅広にならずにすむ。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ内にいわゆるデッドスペースが生じにくくなり、部品の配置レイアウトを設計しやすくなる。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）
上記トランスに係る実施例について、図１〜図７を用いて説明する。図１〜図３に示すごとく、本例のトランス１は、軟磁性体からなるコア２と、一次コイル１１と、二次コイル１２とを備える。
コア２は、第１コア２ａと第２コア２ｂからなる。第１コア２ａと第２コア２ｂは、一次コイル１１及び二次コイル１２を、軸線方向（Ｚ方向）における両側から挟持するように配されている。
【００１８】
第１コア２ａ及び第２コア２ｂは、インナーポール３と、アウターポール４と、基体部５とをそれぞれ備える。各々のインナーポール３は、一次コイル１１及び二次コイル１２の内側に配されており、互いの間にギャップＧ（図６参照）を設けつつ対向している。また、各々のアウターポール４は、一次コイル１１及び二次コイル１２の外側に配されており、互いに当接している（図６参照）。基体部５は、インナーポール３とアウターポール４とを連結している。
【００１９】
図１に示すごとく、第１コア２ａと第２コア２ｂは、２つのコア片２０からなる。各々のコア片２０は、インナーポール３とアウターポール４と基体部５とを１個ずつ備える。
図１〜図３に示すごとく、アウターポール４が互いに当接する当接面４０は、Ｚ方向から見たときに、インナーポール３側の辺４３に、湾曲部４２と直線部４１とを有する。湾曲部４２は、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち外径が大きい方のコイルである大径コイル１３の外周縁１３０に沿うよう湾曲している。また、直線部４１は直線状に形成されている。
【００２０】
当接面４０に平行な方向であってかつ直線部４１に直交する方向である法線方向（Ｘ方向）において、直線部４１は、湾曲部４２のいずれの部位よりもインナーポール３側、又は湾曲部４２のうち最もインナーポール３に近い部位と同等の位置に形成されている。
【００２１】
本例のトランス１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用トランスである。
【００２２】
また、本例のトランス１は、ＤＣ−ＤＣコンバータに利用される。このＤＣ−ＤＣコンバータは、上記車両に搭載された高圧直流電源の電圧を降圧して、低圧直流電源を充電するために設けられている。
【００２３】
一次コイル１１には高圧交流電圧が加わり、二次コイル１２は、低圧交流電圧を出力する。図１、図２に示すごとく、二次コイル１２は、一次コイル１１と比べて大きな電流が流れるため、電流による発熱を抑制できるように、バスバーによって形成されている。また、二次コイル１２は、一次コイル１１よりも外径が大きい。つまり、本例では二次コイル１２が上記大径コイル１３となっている。一次コイル１１は、流れる電流が少ないため、細い導線を使って形成されている。一次コイル１１は、樹脂製のボビン（図示しない）に導線を巻回することにより、構成されている。
【００２４】
一次コイル１１の入力端子１１０と、二次コイル１２の出力端子１２０とは、それぞれ直線部４１に平行な幅方向（Ｙ方向）における同一側に突出している。また、二次コイル１２のセンタータップ１２１は、Ｙ方向における、出力端子１２０の突出側とは反対側に突出している。
【００２５】
一次コイル１１と二次コイル１２とは、Ｚ方向に重ね合わされ、インナーポール３とアウターポール４との間の隙間Ｓに嵌入されている。
【００２６】
図１に示すごとく、本例の第１コア２ａと第２コア２ｂは、それぞれ２個のコア片２０から構成されている。コア片２０は、フェライトからなる。個々のコア片２０は、上述したように、基体部５とインナーポール３とアウターポール４とを、それぞれ１個有する。本例では、第１コア２ａの一方のコア片２０ａと、第２コア２ｂの一方のコア片２０ｃとを、アウターポール４同士が互いに当接し、かつインナーポール３の間にギャップＧ（図６参照）が形成されるように、組み合わせてある。アウターポール４の当接面４０は研磨されている。また、第１コア２ａの他方のコア片２０ｂと、第２コア２ｂの他方のコア片２０ｄとも、同様にして組み合わせてある。
【００２７】
図３に示すごとく、アウターポール４における、インナーポール３側の側面４９０には、大径コイル１３（二次コイル１２）の外周縁１３０に沿うよう湾曲した湾曲面４２０と、平坦面４１０とが形成されている。湾曲面４２０と当接面４０とがなす辺が、上記湾曲部４２であり、平坦面４１０と当接面４０とがなす辺が、上記直線部４１である。
【００２８】
図４、図５に示すごとく、大径コイル１３の外周縁１３０と、アウターポール４の上記側面４９０との間隔は、湾曲面４２０において狭くなっており、平坦面４１０において広くなっている。
【００２９】
また、図４に示すごとく、本例のアウターポール４は２つの直線部４１を有する。湾曲部４２の両端に、それぞれ直線部４１が連結している。
【００３０】
また、図４に示すごとく、本例の基体部５は、Ｘ方向において、アウターポール４からインナーポール３へ向かうほど、Ｙ方向における長さが次第に短くなる形状をしている。より詳しくは、基体部５は、Ｘ方向においてアウターポール４からインナーポール３側へ所定距離ｄだけ向かう間は、Ｙ方向の長さが一定になっている。そして、所定距離ｄを過ぎた後は、インナーポール３の外面３５へ向かうほど、Ｙ方向の長さが次第に短くなるよう形成されている。
【００３１】
図６に示すごとく、第２コア２ｂ（図１参照）を構成するコア片２０ｃは、上記ＤＣ―ＤＣコンバータのケースの底壁１５に載置されている。底壁１５とコア片２０ｃとの間には、図示しない放熱シートや、放熱グリス、騒音低減シート等を介在させてある。第１コア２ａ（図１参照）を構成するコア片２０ａは、第２コア２ｂのコア片２０ｃに対して鉛直方向上方に配されている。また、本例では、２つのコア片２０ａ，２０ｃをホルダー１４によって挟持し、アウターポール４の当接面４０同士を密着させた状態で、２つのコア片２０ａ，２０ｃを一体化している。
【００３２】
ホルダー１４は、Ｚ方向に延びる第１部分１４１と、上側のコア片２０ａを底壁１５側に押圧する第２部分１４２と、下側のコア片２０ｃの溝部２００に係合する第３部分１４３と、第１部分１４１からＸ方向に延出する第４部分１４４とを有する。第２部分１４２と第３部分１４３とによって２つのコア片２０ａ，２０ｃを挟持している。また、第４部分１４４に形成した貫通孔５５０にボルト５５を挿入し、底壁１５の螺孔１５１に螺合してある。これにより、２つのコア片２０ａ，２０ｃを底壁１５に固定してある。
【００３３】
図６に示すごとく、２つのコア片２０ａ，２０ｃをホルダー１４によって挟持した状態では、２つのインナーポール３の間にギャップＧが形成される。このようにギャップＧを形成することにより、一次コイル１１または二次コイル１２から発生した磁束が、コア片２０ａ，２０ｃの内部で飽和しないようにしてある。
【００３４】
また、図示しないが、第１コア２ａ（図１参照）の他方のコア片２０ｂと、第２コア２ｂの他方のコア片２０ｄも、同様に、ホルダー１４によって保持され、底壁１５に固定される。
【００３５】
このように本例では、ギャップＧを形成しつつアウターポール４同士を密着させるために、上側のコア片２０ａのうちアウターポール４を形成した部位のみ、底壁１５側へ押圧しており、インナーポール３を形成した部位は押圧していない。そのため図７に示すごとく、上側のコア片２０ａは、外部から衝撃や振動が加わったときに、２つのインナーポール３が接触する方向に揺動することがある。このとき、上側のコア片２０ａは、直線部４１を中心軸として揺動する。すなわち、２つのアウターポール４が直線部４１において接触した状態で、上側のコア片２０ａが揺動する。
【００３６】
本例の作用効果について説明する。図１、図２に示すごとく、本例では、アウターポール４の当接面４０における、インナーポール３側の辺４３に、湾曲部４２と直線部４１とを形成してある。直線部４１は、Ｘ方向において、湾曲部４２のいずれの部位よりもインナーポール３側、又は湾曲部４２のうち最もインナーポール３に近い部位と同等の位置に形成されている。
そのため、コア２を小型化でき、また、コア片２０が揺動してもアウターポール４を欠けにくくすることができる。すなわち、本例では、アウターポール４に湾曲部４２を形成してあるため、アウターポール４と大径コイル１３との間の隙間を小さくすることができる。そのため、コア２を小型化することができる。
【００３７】
また、本例では、アウターポール４に直線部４１を形成してあるため、図７に示すごとく、コア片２０が揺動するときに、この直線部４１を中心として揺動させることができる。つまり、コア片２０が揺動するときに、対向する２つのアウターポール４を直線部４１において互いに接触させることができ、一点で接触することを防止できる。そのため、コア片２０が揺動しても大きな応力がアウターポール４に加わりにくくなり、アウターポール４が欠けにくくなる。
【００３８】
ここで仮に、図１３に示すごとく、アウターポール９４に湾曲部９４２のみ形成し、直線部を形成しなかったとすると、湾曲部９４２の両端９４９が鋭角になる。そのため、コア片９２０が揺動するときに、この鋭角状の両端９４９を中心として、コア片９２０が揺動する。したがって、対向する２つのアウターポール９４が一点で接触し、両端９４９に大きな応力が加わって、欠ける可能性が考えられる。
これに対して本例では、図１に示すごとく、直線部４１を形成してあるため、コア片２０が揺動しても２つのアウターポール４が一点で接触することを防止でき、アウターポール４が欠けることを抑制できる。
【００３９】
また、本例では図２、図３に示すごとく、アウターポール４に２つの直線部４１を形成してある。湾曲部４２の両端に、それぞれ直線部４１が連結している。
このようにすると、直線部４１を２つ形成してあるため、コア片２０が揺動したときに、アウターポール４に加わる応力を２つの直線部４１において受け止めることができる。そのため、個々の直線部４１に加わる応力を小さくすることができ、アウターポール４が欠けることをより効果的に抑制できる。
【００４０】
また、図４に示すごとく、本例の基体部５は、Ｘ方向において、アウターポール４からインナーポール３へ向かうほど、Ｙ方向における長さが次第に短くなる形状をしている。
このようにすると、コア片２０の重心がアウターポール４に近い位置に存在することになるため、コア片２０が揺動しにくくなる。そのため、アウターポール４が欠けることをより抑制しやすくなる。
【００４１】
以上のごとく、本例によれば、コアを小型化でき、かつコア片が揺動してもアウターポールが欠けにくいトランスを提供することができる。
【００４２】
なお、本例では二次コイル１２を大径コイル１３としたが、一次コイル１１を大径コイル１３にしてもよい。すなわち、一次コイル１１の方が二次コイル１２よりも多くの電流が流れる場合には、一次コイル１１をバスバー等によって構成し、二次コイル１２よりも大径化することにより、一次コイル１１の電流密度を小さくするよう構成してもよい。
【００４３】
（実施例２）
本例は、コア片２０の形状を変更した例である。図８に示すごとく、本例のコア片２０は、Ｙ方向における最大長さが、Ｘ方向における最大長さよりも短くなっている。
【００４４】
このようにすると、コア２を細長い形状にでき、小型化することができる。そのため、トランス１の全体の形状を細長くすることができ、小型化することが可能になる。
トランス１は、他の電子部品と共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の構成部品として用いられる。トランス１を細長くし、小型化すると、他の電子部品とトランス１とを隣接配置したときに、トランス１のみが他の電子部品よりも極端に幅広にならずにすむ。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ内にいわゆるデッドスペースが生じにくくなり、部品の配置レイアウトを設計しやすくなる。
【００４５】
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４６】
（実施例３）
本例は、コア片２０の形状を変更した例である。本例では図９、図１０に示すごとく、平坦面４１０から当接面４０に渡って、面取部４５（Ｃ面）を形成してある。このようにすると、コア片２０における、面取部４５と当接面４０とのなす角度θ（図１０参照）を鈍角にすることができる。つまり、コア片２０が揺動したときに応力が加わる部位の角度θを鈍角にすることができる。そのため、この角度θが直角または鋭角になっている場合と比べて、大きな応力が加わりにくくなり、アウターポール４をさらに欠けにくくすることができる。
【００４７】
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４８】
なお、本例では、面取部４５をＣ面にしたが、図１１に示すごとく、アール面にしてもよい。
【００４９】
（実施例４）
本例は、第２コア２ｂの形状を変更した例である。図１２に示すごとく、本例の第２コア２ｂは、複数のコア片２０を組み合わせたものではなく、一部品化されたものである。また、第１コア２ａは、実施例１と同様に、２個のコア片２０からなる。
このようにすると、第２コア２ｂを一部品化してあるので、部品点数を減らすことができる。そのため、トランス１の製造コストを低減しやすい。
【００５０】
その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【符号の説明】
【００５１】
１  トランス
１１  一次コイル
１２  二次コイル
２  コア
２ａ  第１コア
２ｂ  第２コア
２０  コア片
３  インナーポール
４  アウターポール
４０  当接面
４１  直線部
４２  湾曲部
４３  辺
５  基体部
Ｇ  ギャップ
【図１】
2014179516.tif 000003
【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】
2014179516.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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