(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部分に鉄心中央脚が設けられ、主磁束経路となる鉄心と、
前記鉄心中央脚を中心にして螺旋状に巻回された筒状の縦巻構造のコイルと
を備えた高周波トランスであって、
前記コイルは、電磁結合した一次側コイルと二次側コイルとを構成しており、
前記一次側コイルと前記二次側コイルは、それぞれ略矩形の断面を有する連続した帯状導体板から形成されていて、
前記帯状導体板は、電流通電方向に対し平行以外かつ垂直以外の角度にて裏側または表側に複数回折り曲げられた螺旋状の筒状の縦巻コイル構造を有しており、同じ折り目で折り曲げられた表面および裏面が、同じ向きに折り返され、前記コイルの１ターンの中で、電流通電方向に対する表側または裏側への前記帯状導体板の折曲げが、少なくとも一回は連続して表側または裏側の同じ側へ折り曲げられることで、前記帯状導体板の板厚を示す側面が同一面に並ぶように順に積層されている、
ことを特徴とする高周波トランス。
【請求項２】
前記一次側コイルと前記二次側コイルは巻き数比が１：ｎ（ｎは１以上の実数）の関係を有し、前記二次側コイルでの電流密度が巻き数比に合わせ最大前記一次側コイルの電流密度と同一となるまで、前記一次側コイルのコイル幅ないしコイル厚みの少なくとも一方の値を、前記二次側コイルのそれの値以上となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の高周波トランス。
【請求項３】
前記帯状導体板の折り曲げされる折り目間の長さを可変とし、前記コイルの筒状の内部空間の断面積を１ターン毎に可変としたことを特徴とする請求項２に記載の高周波トランス。
【請求項４】
前記帯状導体板が１ターンを形成する最後の折り返しにおいて、予め定められた折り返し曲率を与えたことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の高周波トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は高周波トランスに関し、特に、スイッチング電源用高周波トランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一次側と二次側とを電気的に絶縁する構成のスイッチング電源（以下、単に電源）では、その絶縁のため、変換トランス（以下、単にトランス）が使用される。従来、この変換トランスとして、主磁束経路となる鉄心の回りに銅線を巻いた巻線トランスや箔銅板を巻いたシートトランスが使用されてきた。最近では導体断面が円形ではない通称平角線（あるいはリボン銅線）と呼ばれる、長方形断面をなす導体を加工したコイルも使用されている。
【０００３】
近年、電源は一層の小型・高効率化に加え、数ｋＷ程度の大容量対応が求められ、電源用半導体部品の高周波対応が進められている。一方、トランスは高周波化により小型化できる反面、効率に関わる損失の低減が不可欠である。そのためには、低損失コア材の採用に加え、銅損につながるコイルの直流抵抗と交流抵抗（導体中の表皮効果、導体間の近接効果、鉄心からの漏洩磁束による渦電流損失）を低減させることが必要である。銅損の低減では、従来の巻線トランスでは表皮効果、近接効果の問題があった。そのため、導体細線を束にして撚り合わせたリッツ線と称する線材が使用されているが、これは高価であり、しかも端子の接続加工での線材の絶縁被膜の除去が容易でないため、作業性が悪いという問題を抱えている。シートトランス方式では近接効果の問題が残る。これらの問題を踏まえ、平角線を使用した高周波トランスについての様々な技術が開示されており、例えば、特許文献１に当該技術の１つが記載されている。
【０００４】
特許文献１では、平角導線を導体断面の幅方向に縦巻きした構造（エッジワイズ構造）をとっている。高周波化に対応しかつ大電流を流すには、平角線の厚みを薄くし、かつ、幅を広くする必要がある。特許文献１では、平角線を幅方向に二分割し、しかも加工変形後の内周と外周のコイルで導体断面積が同等となるよう設計が行われると共に、それらを並行接続することで大電流化に対応している。
【０００５】
特許文献２では、巻回始端部及び巻回終端部を有する平角導線を、巻回始端部側から順次、巻回終端部に向かって縦巻きする際、平角線の平面側を順次任意の角度に折り曲げ複数の屈曲部を設けると共に、折り重なる各屈曲部を互いに密接するように圧接し、各屈曲部が前記平角線の厚さに近づくよう圧延したことを特徴とする積層巻線が示されている。この構成の巻線コイルでは各線間の密着度が高まり、導体占積率を更に大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７８５４号公報（４ページ、図１）
【特許文献２】特許第４５７３３２３号公報（５ページ、図１）
【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、近年の駆動周波数の高周波化において、例えば周波数が１００ｋＨｚ、電流１０Ａがコイルに流れるとすると、平角線の厚みは、少なくとも下記の（１）式にて定義される表皮厚みｄ（銅線で０．２ｍｍ）程度にする必要がある。しかも平角線の幅は導線の電流密度を５〜６Ａ／ｍｍ２とすると、幅は少なくとも９ｍｍは必要であり、その結果、幅／厚みの比（以下、扁平率と呼ぶ）は、優に３０を越えることになる。
【０００８】
【数１】
0005950706.tif 000002
【０００９】
ここで、ρは電気抵抗、ｆは周波数、μは透磁率である。
【００１０】
平角線に仕上げることが可能な扁平率は、板厚にもよるが最大で３０程度である。０．２ｍｍ厚の平角線では、製作可能な扁平率はせいぜい５程度であり、９ｍｍ幅とするには平角線９本を並列接続することになる。しかし、複数線を単一平角線と同様な縦巻きとすることは非常に困難である。また、平角線を縦巻きするには金型を用いた塑性加工を伴う特殊な巻き線機が必要であり、丸線を巻回すのに比較し製作コストが高いという問題もある。
【００１１】
特許文献２ではこの問題解決のため、平角線の平面側を順次任意の角度に折り曲げ複数の屈曲部を設けると共に、折り重なる各屈曲部を互いに密接するように圧接し、各屈曲部が前記平角線の厚さに近づくよう圧延することでコイルの縦巻きが可能としている。しかし、折り曲げた屈曲部を圧接、圧延し塑性変形させるための圧延機が必要であり、やはり製作行程が複雑でコストも高くなるという問題がある。また、コイル各ターン間の間隔は各屈曲部での圧接率により制御する必要があり、コイル積層間隔の均一度の確保が容易ではないという問題もある。
【００１２】
このように、従来の平角導線を塑性変形させての縦巻方式ではトランスでのより一層の高周波化と大容量化が困難となっている。
【００１３】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、高周波化と大容量化に対応した新たな巻き線構造を備えた高周波トランスを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、中央部分に鉄心中央脚が設けられ、主磁束経路となる鉄心と、前記鉄心中央脚を中心にして螺旋状に巻回された筒状の縦巻構造のコイルとを備えた高周波トランスであって、前記コイルは、電磁結合した一次側コイルと二次側コイルとを構成しており、前記一次側コイルと前記二次側コイルは、それぞれ略矩形の断面を有する連続した帯状導体板から形成されていて、前記帯状導体板は、電流通電方向に対し平行以外かつ垂直以外の角度にて裏側または表側に複数回折り曲げられた螺旋状の筒状の縦巻コイル構造を有しており、同じ折り目で折り曲げられた表面および裏面が、同じ向きに折り返され、前記コイルの１ターンの中で、電流通電方向に対する表側または裏側への前記帯状導体板の折曲げが、少なくとも一回は連続して表側または裏側の同じ側へ折り曲げられることで、前記帯状導体板の板厚を示す側面が同一面に並ぶように順に積層されていることを特徴とする高周波トランスである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、中央部分に鉄心中央脚が設けられ、主磁束経路となる鉄心と、前記鉄心中央脚を中心にして螺旋状に巻回された筒状の縦巻構造のコイルとを備えた高周波トランスであって、前記コイルは、電磁結合した一次側コイルと二次側コイルとを構成しており、前記一次側コイルと前記二次側コイルは、それぞれ略矩形の断面を有する連続した帯状導体板から形成されていて、前記帯状導体板は、電流通電方向に対し平行以外かつ垂直以外の角度にて裏側または表側に複数回折り曲げられた螺旋状の筒状の縦巻コイル構造を有しており、同じ折り目で折り曲げられた表面および裏面が、同じ向きに折り返され、前記コイルの１ターンの中で、電流通電方向に対する表側または裏側への前記帯状導体板の折曲げが、少なくとも一回は連続して表側または裏側の同じ側へ折り曲げられることで、前記帯状導体板の板厚を示す側面が同一面に並ぶように順に積層されていることを特徴とする高周波トランスであるので、高周波化と大容量化に対応した新たな巻き線構造を備えた高周波トランスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１による高周波トランスおよび巻き線構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による高周波トランスの巻き線作製手順を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態２による高周波トランスの巻き線構成を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態２による高周波トランスの巻き線構成を示す断面図ならびに一次側リーケージインダクタンスへの影響を比較した図である。
【図４】本発明の実施の形態２による二次コイル導体厚みの銅損への影響を比較した図である。
【図５】本発明の実施の形態３による高周波トランスの巻き線構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３による高周波トランスの一次側リーケージインダクタンスへの影響を比較した図である。
【図７】本発明の実施の形態１による高周波トランスのＥ型コアおよびコイルボビンの構成を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による高周波トランスおよび巻き線構成を示す図である。図１（ａ）は、本実施の形態１による高周波トランスの側断面図、図１（ｂ）は、本実施の形態１の高周波トランスのコイルを構成する帯状導体板１４の上面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の帯状導体板１４の側面図である。
【００１８】
本実施の形態１に係る高周波トランスは、図１に示すように、中央部分に鉄心中央脚１ａを備えた鉄心１と、鉄心中央脚１ａに対して設けられたコイルボビン２と、コイルボビン２を介在させて鉄心中央脚１ａに巻き回された複数のコイル３，４，５とから構成されている。なお、これらの複数のコイル３，４，５は、電磁結合した一次側コイル３と二次側コイル４，５とを構成している。鉄心１は、例えば図７（ａ）に示すような、ＥＥ形状あるいはＥＩ形状のＥ型コア１ｂを複数個組み合わせて構成されている。Ｅ型コア１ｂの側面形状は、略々Ｅの字型となっており、中央の鉄心中央脚１ａとなる部分を除けば、略々コの字となっている。当該コの字型部分における両端の垂直方向に延びている部分１ｃは、２つのＥ型コア１ｂの組み合わせ後は、高周波トランスの側壁部分となり、一方、部分１ｃに挟まれている部分１ｄは、高周波トランスの上板部分または下板部分となる。また、各Ｅ型コア１ｂの部分１ｄの中央部分には、略々正方形断面を有する四角柱型の部材が設けられており、これらが上下で連結されて固着され、１つの鉄心中央脚１ａとなる。さらに、鉄心中央脚１ａには、例えば図７（ｂ）に示すような、コイルボビン２が嵌合される。コイルボビン２は、図７（ｂ）に示すように、上板と下板とが、それぞれ同型の略々正方形のドーナツ型で、中央部分が、内部が空洞の、外形形状が略々正方形の、四角筒となっている。組立工程としては、２つのＥ型コア１ｂを上下に連結して固着する前に、一方のＥ型コア１ｂにコイルボビン２と螺旋状に巻き上げたコイル５、コイル３、コイル４とを装着しておき、その後に、他方のＥ型コア１ｂを合わせて、形成する。鉄心１、コイルボビン２、および、コイル３〜５はこのように構成され、鉄心中央脚１ａには、コイルボビン２を介して、コイル５、コイル３、コイル４が、螺旋状に順に巻き上げられている。
【００１９】
なお、コイル３は一次側縦巻コイル（以下、一次側縦巻コイル３とする）であり、コイル４，５は二次側縦巻コイル（以下、二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４および二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５とする）である。一次側縦巻コイル３、二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４、および、二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５は、二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４、一次側縦巻コイル３、二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５の順に直列配置され、かつ、二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４、および、二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５は直列接続されている。本実施の形態１では、これらのコイル３〜５を、真っ直ぐな１つの帯状導体板１４を表側および裏側に交互に複数回折り返すことにより形成する。折り曲げ後の帯状導体板１４は、螺旋状に巻き回された筒状の縦巻構造のコイルとなっている。なお、本実施の形態１では、一次側縦巻コイル３が二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４および二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５にてサンドイッチされた構成を取ったが、その場合に限らず、逆に、一次側縦巻コイル３を分割しその中央に二次側縦巻コイルをサンドイッチする構成、あるいは、各コイルを分割することなく直列に配する構成等、トランスに要求される結合性能に合わせ任意に選択が可能である。また、本実施の形態では、コイル３〜５を１つの連続した帯状導体板１４から構成する例について説明するが、その場合に限らず、各コイル３〜５をそれぞれ１つずつの帯状導体板１４から別々に形成し、それら３つの螺旋状縦巻コイルを直列配置し、かつ、二個の二次側コイル同士を直列接続してもよい。このように、各コイル３〜５は、一次側コイルと二次側コイルとが電磁結合したものであればよく、各コイル３〜５の配列順序及び個数は適宜変更可能である。
【００２０】
以下、さらに詳しく、本実施の形態１の高周波トランスの構成について説明する。本実施の形態１の高周波トランスは、上述のように、ＥＥ形状あるいはＥＩ形状のＥ型コア１ｂを組み合わせて閉磁路（主磁束経路）とした鉄心１の鉄心中央脚１ａに対して、１つの一次側縦巻コイル３と、一次側縦巻コイル３に対してその両側に直列配線された２つの二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４および二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５とが、鉄心対称軸６方向に、縦列配置に、巻き回された構成となっており、鉄心中央脚１ａに縦巻きされるこれらのコイル４，３，５全部が、概略長方形（矩形）の断面を有する、一本の真っ直ぐな帯状導体板１４から構成されている。帯状導体板１４は、図１（ｂ）に示すように、電流通電方向８に対し平行以外および垂直以外の角度の折り目１６にて、帯状導体板１４の裏側と表側とに交互に複数回折り返され、全体として、鉄心中央脚１ａを取り囲むように、螺旋状に巻き上げられている。この結果、例えば、図１（ｂ）では、帯状導体板１４の１７ａ部分では導体の表面が上を向いており、１７ｂ部分では導体の裏面が上を向いており、１７ｃ部分では再び導体の表面が上を向き、１７ｄ部分では再び導体の裏面が上を向いている。このように、帯状導体板１４は、導体の表側、続いて裏側に、交互に折り返されている。
【００２１】
帯状導体板１４の折り目１６の間隔および折り曲げ角度は、コイル３〜５を貫通する鉄心中央脚１ａの形状に合わせ適宜調整すればよい。本実施の形態１では、図１（ｂ）に示すように、鉄心中央脚１ａが略々正方形断面を有しているため、帯状導体板１４は、電流通電方向に対し±４５度の角度で、導体の表側あるいは裏側に、交互に折り返され、全体として、正方形断面の鉄心中央脚１ａに接する四辺形コイルが形成されている。なお、本実施の形態１では、鉄心中央脚１ａが正方形断面を有している例について述べたが、正方形に限定されるものではなく、長方形等の他の矩形や、あるいは、多角形等でもよい。また、電流通電方向に対し±４５度の角度を例に挙げたが、これは鉄心中央脚１ａの形状が矩形の場合であって、他の形状の場合には、それに合わせて、角度を適宜決定する。角度は、平行以外および垂直以外の角度であれば任意の角度でよいので、電流通電方向に対する角度のうち、小さい方の角度が、０度より大きく、±９０度より小さい角度であればよい。
【００２２】
なお、図１（ｃ）と図１（ｂ）との整合性がとれていないが、これは、図を簡略化するためであり、図１（ｃ）ではコイル２ターン分記載したにもかかわらず、図１（ｂ）ではコイル１ターン分しか記載しなかったため、これらの図で整合性がとれていない結果となっている。これらの図においては、このように、図の簡略化のため、コイル１ターン分またはコイル２ターン分しか記載していないが、実際には、コイル４，３，５を構成するために必要な分のターン分（多数ターン）が積み上げられていることは言うまでもない。
【００２３】
図２は、図１で示した、帯状導体板１４による、折り返しコイルの作製工程を示す図である。図２において、１２は、帯状導体板１４を構成する帯状導体、１２ａ〜１２ｈは帯状導体１２の各部分（図１の１７に相当）、１３ａ〜１３ｇは各折り目（図１の１６に相当）である。
【００２４】
帯状導体１２は、図示しないスリッターにより広幅の板状の導体を所定の幅に切断して帯状に成形されると共に、その後、表面に絶縁膜が付与されて、形成される。絶縁膜は、導体の表面および裏面だけでなく、切断面である側面にも付与される。この状態が図２（ａ）である。次に、この帯状導体１２を折り曲げ加工のため、巻き線成形治具１０に沿い送り方向１１へと送り出し、図２（ｂ）に示すように、電流通電方向に対し４５度の角度をなす折り目１３ｂにて一旦左手に折り曲げる（帯状導体表側面より見て谷折り）。次に図２（ｃ）〜（ｄ）に示すよう電流通電方向に対し−４５度の角度をなす折り目１３ａにて右手に折り曲げ（帯状導体表面より見て谷折り）、さらに電流通電方向に対し−４５度の角度をなす折り目１３ｃにて右手に折り曲げ（帯状導体表側面より見て谷折り）、最後に電流通電方向に対し−４５度の角度をなす折り目１３ｄにて右手に折り曲げることで（帯状導体表側面より見て山折り）、１ターン分のコイルが形成される。上記のように、部分１２ｃを部分１２ｂよりも先に折り目１３ｂにて折り曲げることで、帯状導体の折り曲げ方向を（本実施例では紙面法線方向の下から上に抜ける向きに）揃えることができ、コイルの折り曲げ時の作業性を高めることができる。
【００２５】
このときの折り方として注意すべきことは、帯状導体板１４が、巻き線成形治具１０を囲むように、螺旋状に折り曲げられていく必要があるので、帯状導体板１４を折るときは、帯状導体板１４の折り曲げられる各部分において外側にあたる辺（巻き線成形治具１０側の辺に対して反対側になる辺）が、コイル１ターン分を折り曲げ形成した後に、巻き線成形治具１０側にくるように、折っていく。これを繰り返すことにより、帯状導体板１４は時計回りまたは反時計回りの方向に螺旋状に巻かれていくことになる。具体的に説明すると、図２（ａ）の部分１２ｂを折り目１３ａで折る場合に、折る前の図２（ａ）の状態では、略々台形の１２ｂ部分の一番長い辺が外側になっているが、折り曲げ後には、その外側になっていた一番長い辺が、図２（ｃ）に示すように、巻き線成形治具１０側に来ている。また、部分１２ｃについても部分１２ｂより先に折り曲げているが、部分１２ｂを折り曲げた後には図２（ｃ）に示すように、外側になっていた一番長い辺が巻き線成形治具１０側に来ている。このことは、表側（谷折り）に折る時も、裏側（山折り）に折る時も同じである。このように、折り曲げ前は外側にあった辺が折り曲げ後には巻き線成形治具１０側にくるように折っていくことにより、帯状導体板１４は、巻き線成形治具１０の外周に沿って螺旋状に縦巻きに巻き上げられていく。
【００２６】
本実施の形態１の帯状導体板１４は、「谷、谷、谷、山、谷、谷、谷、山、・・・」というように、谷折りと山折りとが完全な交互ではなく、谷折りが少なくとも一回は連続するように折り返されている点である。なお、本実施の形態１では、「谷、谷、谷、山、谷、谷、谷、山、・・・」なので、谷折りの次に、同じ方向の谷折りが２回連続しているが、その場合に限らず、「谷、山、山、山、谷、山、山、山、・・・」というように山折りが２回連続でもよく、要するに、少なくとも１回以上であれば、任意の回数でよいが、望ましくは折り返しの数が４以上の偶数でかつ異なる方向への折り返し数が１回となることである。但し、巻き線成形治具１０が正方形断面のときには、２回連続が望ましい。
【００２７】
このように、本実施の形態１に係る帯状導体板１４は、コイル１ターンを形成する過程で、電流通電方向に対する表裏への帯状導体板１４の折り曲げが、表側裏側が完全に交互ではなく、少なくとも一回は連続して同じ側となる部分交互折りのタイプである。
【００２８】
本実施の形態では、帯状導体板１４を、図１（ｂ）に示すように、折り目１６ａで谷折り、折り目１６ｂで谷折り、折り目１６ｃで谷折り、最後に山折りを行えば、図１（ｃ）のコイル側面状態が形成される。このため、帯状導体板１４を折り返すたびに積み上がっていく板厚分を考えると、図１（ｃ）に示されるように、本実施の形態では、３回連続同じ方向に折るので、コイル１ターンごとに２個の折り曲げ数が相殺され、コイル間隔は、「板厚×（折り曲げ数−非交互折り曲げ数×２）」となる。従って、４辺コイルの場合、コイル間隔は「板厚×２」となる。
【００２９】
この構成によれば、特許文献２のように折り返し部を圧接、圧延しなくても狭いコイル間隔での縦巻が可能となり、コイル巻き上げ方向に対する鉄心サイズをコンパクトにすることができる。図１（ｃ）では、積層サイズが、コイル２ターンで、板厚の４枚分となっており、帯状導体の表側裏側が完全に交互折り返しに比較し積層サイズが半分となる。従って、鉄心サイズも、鉄心中央脚１ａの長さを半分とすることができるので、大幅に小さくすることができる。
【００３０】
一方、鉄心サイズを変えない場合は、図３Ａ（ａ）に示したように１ターン形成後の折り返しにおいて曲率調整治具３１にて折り返し曲率を変えると共に、コイルの折曲げ部位置の層間にコイル間隔調整用絶縁物材３２を挿入保持することでコイル間隔を一定に調整することができる。これにより、一次側コイルのリーケージインダクタを適宜調整することができる。従来の電源回路にはトランスの一次側に共振用インダクタが別途設置されており、これをトランスのリーケージインダクタで置き換えられれば、電源機器が小型化し、部品点数の削減によるコスト低減が可能となる。図３Ｂ（ｂ）〜（ｄ）は、コイル間隔を変えた場合のリーケージインダクタの変化を磁界解析（鉄心にはフェライトを使用）により評価した結果を示している。図３Ｂ（ｃ）はコイル間隔が通常折り曲げの場合、図３Ｂ（ｄ）はコイル間隔を広げた場合である。コイル間隔を広げた図３Ｂ（ｄ）では、図３Ｂ（ｃ）に対し、一次側リーケージインダクタンスを３７％小さくすることができる。図３Ａ，３Ｂでは、一次側縦巻コイルあるいは二次側縦巻コイル全部に対し部分交互折りし、１ターン形成後の折り返しにてその曲率を同じ値とすることでコイル間隔を均等に与えた場合を示した。さらに、１ターン形成後の折り返し曲率を適宜変更すれば不均等なコイル間隔が設定でき、それによりリーケージインダクタの調整が可能である。従来の折り曲げによらない縦巻きコイルや折り曲げ圧接コイルでも均等なコイル間隔の調整は可能であるが、コイル間隔を不均等に変える調整は難しく、本実施の形態によれば、より微細な調整が可能となる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態１においては、コイル３〜５の１ターンの中で、電流通電方向に対する表裏への帯状導体板１４の折り曲げが、少なくとも一回、連続して同じ方向であるようにしたので、この構成により、上述したように、螺旋状に巻き上げるコイル３〜５の積層サイズを小さくできるので、コイル３〜５をコンパクト化させ、それにより、鉄心サイズを大幅に小さくし、高周波トランス全体の大きさの小型を図ることができる。あるいは、鉄心サイズをそのままにした場合は、コイル３〜５のコイル間隔をコイル巻き上げ方向に対し適宜可変とすることができるので、コイル３〜５がコンパクト化するだけでなく、一次側縦巻コイル３と二次側縦巻コイル４，５間の結合係数を変化させることで、一次側リーケージインダクタ値の調整が可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
高周波トランスの一次側縦巻コイル３に流れる一次電流と二次側縦巻コイル４，５に流れる二次電流との比は、それらの各コイルの巻き線数に依存し、式（２）の関係となる。
【００３３】
Ａ１／Ａ２＝Ｎ２／Ｎ１＝１／ａ・・・（２）
【００３４】
ここで、Ａ１は一次電流、Ａ２は二次電流、Ｎ１は一次側縦巻コイル３の巻き線数、Ｎ２は二次側縦巻コイル４，５の巻き線数である。また、ａは巻き数比を表す。
【００３５】
例えば、Ｎ２／Ｎ１＝２とすれば、式（２）から、Ａ２＝Ａ１／２、ａ＝０．５となり、一次側縦巻コイル３と二次側縦巻コイル４，５の電流密度を同等にて設計した場合、二次側縦巻コイル４，５の導体断面積を、一次側縦巻コイル３に比べ、半減することができる。実施の形態２においては、一次側コイル３と二次側コイル４、５の巻き数比が１：ｎ（ｎは１以上の実数）の関係を有し、二次コイルでの電流密度が巻き数比に合わせ最大一次コイルの電流密度と同一となるまで、コイル幅ないしコイル厚みの少なくとも一方を、一次コイル＞＝二次コイルとなるよう構成したものである。すなわち、一次コイルのコイル幅（またはコイル厚み）の値が、二次コイルのコイル幅（またはコイル厚み）の値以上となるように構成している。
【００３６】
図４は、図３Ｂ（ｄ）の構成にて二次コイルの帯状導体（導体幅９ｍｍ）の厚みを一次コイルと同じ０．２５ｍｍの場合と巻き数比を考慮して０．１５ｍｍとした場合について磁界解析にて求めた銅損の比較である。解析は、二次側短絡状態にて一次コイルに振幅１５Ａの正弦波電流（ｆ＝１０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ）を通電している。縦軸の銅損は帯状導体ｔ０．２５ｘ９ｍｍ、１００ｋＨｚでの銅損を基準に規格化している。二次側コイルの導体厚みを一次側より０．１ｍｍ薄くすることで１００ｋＨｚでの銅損が４０％減している。実施の形態２においては、縦巻きした一次側コイル３と二次側コイル４、５の巻き数比が１：ｎ（ｎは１以上の実数）の関係を有し、二次コイルでの電流密度が巻き数比に合わせ最大一次コイルの電流密度と同一となるまで、コイル厚みを、一次コイル＞＝二次コイルとなるよう構成したものであるが、これにより効率の高い高周波トランスの製作が可能となる。
【００３７】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３による高周波トランスの構成を示す図である。図５（ａ）は、本実施の形態３の高周波トランスの側断面図、図５（ｂ）は、本実施の形態３の帯状導体板の上面図である。図５において、２１は帯状導体板であり、図１の帯状導体板１４に対応するものである。また、図５において、符号１〜６で示す構成は、いずれも、図１の符号１〜６で示す構成と同じものである。また、２５Ａ，２５Ｂはそれぞれコイル３〜５の一部分（以下、単に、部分とする）、２５Ｂ２，２５Ｂ３，２５Ｂ４，２５Ａ１，２５Ａ２は、それぞれ、帯状導体板２１における折り曲げ間隔（以下、単に、間隔とする）、２５Ａ’，２５Ｂ’は、それぞれ、筒状のコイル３〜５の部分２５Ａ，２５Ｂにおける、鉄心中央脚１ａが貫通する、コイルの内部空間の断面の内径（開口間口）である。コイルのこの内部空間を以下では窓と呼ぶ。
【００３８】
本実施の形態３は、上述の実施の形態２の変形例である。本実施の形態３と上述の実施の形態２との違いについて説明する。実施の形態２でのコイル構成は、二次コイルの導体厚みが実施の形態１と異なることを除けば、図１に示すように、帯状導体板１４の折り曲げ間隔、すなわち、隣り合う折り目１６間（図２の折り目１３も併せて参照）の長さが常に一定（折り目１６間は台形形状であるので、短い辺の長さ同士、長い辺同士の長さが同じという意味である）であったが、本実施の形態３においては、隣り合う折り目１６間の長さを可変とした。このことは、例えば、実施の形態１を示す図１（ａ），（ｂ）と本実施の形態３を示す図５（ａ），（ｂ）との比較から分かる。本実施の形態３においては、図５（ｂ）の実線で示されている１ターンにおける隣り合う折り目間の長さが、図５（ｂ）の破線で示されている１ターンにおける隣り合う折り目間の長さより、長くなっている。このように、本実施の形態３では、帯状導体板２１の折り曲げ間の長さを可変させ、縦型多角形コイル１ターン毎の鉄心中央脚１ａが貫通する窓面積（筒状コイルの内部空間の断面積）をコイル巻き上げ方向で適宜変化させている点が異なる。この結果、図５（ａ）に示されるように、例えば、コイル５の部分２５Ａでは窓面積が大きく、鉄心中央脚１ａとコイル５との間に隙間（空き空間）（厳密にいえば、コイルボビン２とコイル５との間の隙間であるが、ここでは、鉄心中央脚１ａとの間の隙間と呼ぶ）がある。一方、コイル５の部分２５Ｂでは窓面積が、コイル３部分と同じで、部分２５Ａよりも小さい。従って、コイル３と同様に、鉄心中央脚１ａとコイル５との間に隙間（空き空間）がない。なお、補足ながら、帯状導体板をすべて同じ幅のまま、折り曲げ間隔を大きくすると、Ｅ型コア１ｂの部分１ｃにコイルがぶつかってしまう。したがって、少なくとも、折り曲げ間隔を大きくする部分での折り曲げ間隔の増加分を相殺できるような幅の細い帯状導体板を用いることが望ましい。図５の例では、コイル４，５の部分に、コイル３よりも、細い幅の鉄心導体板を用いる例を示しているため、窓面積がコイル３と同じ部分２５Ｂでは、Ｅ型コア１ｂの部分１ｃとコイル５との間に隙間（空き空間）ができている。また、窓面積がコイル３より大きい部分２５Ａでは、Ｅ型コア１ｂの部分１ｃからコイル５がはみ出すことなく、ちょうどＥ型コア１ｂの部分１ｃに接触する程度で、きれいに収まっている。
【００３９】
なお、本実施の形態３においては、図５（ａ）に示すように、帯状導体板２１の折り曲げ間の長さを可変にしているのは、二次側縦巻Ｎｏ．１コイル４と二次側縦巻Ｎｏ．２コイル５であり、一次側縦巻コイル３では可変としていない。
【００４０】
これは式（２）の関係と巻き数比が１：ｎ（ｎは１以上の実数）の関係より、一次側縦巻コイル３と二次側縦巻コイル４，５の電流密度を同等にて設計した場合、二次側縦巻コイル４，５の導体断面積を、一次側縦巻コイル３に比べ、（導体厚みを一定とすれば）導体幅を減少することができる。二次側縦巻コイル４，５の導体面積を、一次側縦巻コイル３より縮小すると、二次側縦巻コイル４，５は鉄心１内の巻スペースにおいて、上述のように空き空間が生ずる。この空き空間を利用し、例えば二次側縦巻コイル５において、部分２５Ｂから部分２５Ａへと巻き上げる際に、帯状導体板２１の折り曲げ間隔を可変にし、例えば、図５（ｂ）に示すように、折り曲げ間隔を、順に、間隔２５Ｂ２、間隔２５Ｂ３、間隔２５Ｂ４、間隔２５Ａ１、間隔２５Ａ２、・・・としたときに、間隔２５Ｂ２＝間隔２５Ｂ３＜間隔２５Ｂ４＜間隔２５Ａ１＝間隔２５Ａ２の関係になるように巻き上げれば、内部を鉄心中央脚１ａが貫通する二次側縦巻コイル５の部分２５Ｂ，２５Ａ部分の窓の幅（開口間口）を、開口間口２５Ｂ’からそれより大きい開口間口２５Ａ’へと変化させることができる。
【００４１】
逆に、折り曲げ間隔を、順に、間隔２５Ｂ２、間隔２５Ｂ３、間隔２５Ｂ４、間隔２５Ａ１、間隔２５Ａ２、・・・としたときに、間隔２５Ｂ２＝間隔２５Ｂ３＞間隔２５Ｂ４＞間隔２５Ａ１＝間隔２５Ａ２の関係になるように巻き上げれば、内部を鉄心中央脚１ａが貫通する二次側縦巻コイル５の部分２５Ｂ，２５Ａ部分の窓の幅（開口間口）を、開口間口２５Ｂ’よりも開口間口２５Ａ’の方を小さくでき、開口間口２５Ｂ’からそれよりも小さい開口間口２５Ａ’へと変化させることができる。
【００４２】
これにより、一次側リーケージインダクタの微調整が可能となる。図６に、コイル各辺の折り曲げ長さを変え、内部を鉄心中央脚１ａが貫通する二次側縦巻コイル４，５の窓面積を変えた場合の、リーケージインダクタンスの変化を解析した結果を示す。図６（ａ）の例では、一次側縦巻コイル３と二次側縦巻コイル４，５の窓面積は同じである（いずれのコイル３〜５もコイルボビン２に接している。）。従って、二次側縦巻コイル４，５とＥ型コア１ｂの部分１ｃ（図示省略）との間には隙間（空き空間）がある。一方、図６（ｂ）の例では、二次側縦巻コイル４，５がそれぞれ二次側縦巻コイル４Ａ，４Ｂと二次側縦巻コイル５Ａ，５Ｂとに分かれている。二次側縦巻コイル４Ａから４Ｂへの移行（またはその逆）、および、二次側縦巻コイル５Ａから５Ｂへの移行（またはその逆）は、図５で説明した通りの方法で折り曲げ間隔を変更して行うものとする。このとき、図６（ｂ）に示すように、二次側縦巻コイル４Ｂ，５Ｂ部分の帯状導体板の折り曲げ間隔は一次側縦巻コイル３と同じで、従って、一次側縦巻コイル３と二次側縦巻コイル４Ｂ，５Ｂの窓面積は同じである（いずれのコイルもコイルボビン２に接している。）。但し、二次側縦巻コイル４Ｂ，５Ｂを構成する帯状導体板の幅が、一次側縦巻コイル３を構成する帯状導体板の幅よりも細いので、二次側縦巻コイル４Ｂ，５ＢとＥ型コア１ｂの部分１ｃ（図示省略）との間には隙間（空き空間）がある。それに対し、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａの折り曲げ間隔は一次側縦巻コイル３よりも大きいので、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａの窓面積が一次側縦巻コイル３よりも大きく、従って、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａとコイルボビン２との間には隙間（空き空間）がある。図６（ｃ）の例では、二次側縦巻コイル４，５がそれぞれ二次側縦巻コイル４Ａ，４Ｂと二次側縦巻コイル５Ａ，５Ｂとに分かれておらず、図６（ｂ）の二次側縦巻コイル４Ｂ，５Ｂの部分も二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａとなっている例である。すなわち、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａの折り曲げ間隔が一次側縦巻コイル３よりも大きく、それにより、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａの窓面積が一次側縦巻コイル３よりも大きくなっており、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａとコイルボビン２との間には隙間（空き空間）がある。但し、二次側縦巻コイル４Ａ，５Ａを構成する帯状導体板の幅が一次側縦巻コイル３を構成する帯状導体板の幅よりも細いので、二次側縦巻コイル４Ａ，５ＡがＥ型コア１ｂの部分１ｃ（図示省略）にちょうど接触する程度のちょうどよいサイズになっている（Ｅ型コア１ｂの部分１ｃにぶつかって収まらないというような支障はきたさない）。このとき、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）を比較すると、二次側縦巻コイル４，５の一部の窓面積を大きくした図６（ｂ）では、窓面積が一定の図６（ａ）に対し、一次側リーケージインダクタンスを０．６％大きくすることができる。また、二次側縦巻コイル４，５部分すべての窓面積を大きくした図６（ｃ）では、窓面積が一定の図６（ａ）に対し、一次側リーケージインダクタンスを３．６％大きくすることができる。このように、図６の例に示されるように、二次側縦巻コイル４，５の窓面積を変えることで、最大３．６％の範囲でリーケージインダクタを微調整できる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態３においても、上述の実施の形態２と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態３においては、帯状導体板の折り曲げ間の長さを可変とし、内部を鉄心中央脚１ａが貫通するコイル１ターン毎の窓面積（筒状のコイルの内部空間の断面積）をコイル巻き上げ方向で適宜変化させるようにしたので、コイルと鉄心中央脚との間の間隔（空き空間）をコイル巻き上げ方向に適宜可変とすることができ、一次側縦巻コイル３と二次側縦巻コイル４，５との間の結合係数を変化させることで、一次側リーケージインダクタンス（インダクタ値）の部調整が可能となる。
【００４４】
なお、一次側縦巻コイル３のリーケージインダクタンスの調整には、実施の形態１から実施の形態３までのそれぞれを単独に用いてもよいが、より良くはこれらを複合的に用いることでより微細な調整が可能となることはいうまでもない。
【００４５】
また、上記の実施の形態１〜３においては、本発明の鉄心中央脚１ａの断面形状が４辺形のものについて記載したが、三角形でも、多角形でも、円であっても、同様な効果を得ることができる。ただし、コイル１ターン毎の折り曲げ数が多いとコイル間隔が開き鉄心サイズも大きくなるため、最良なケースは鉄心断面が４辺形でかつコイルも４辺コイルにて構成することである。
【符号の説明】
【００４６】
１  鉄心、１ａ  鉄心中央脚、２  コイルボビン、３  一次側縦巻コイル、４  二次側縦巻Ｎｏ．１コイル、５  二次側縦巻Ｎｏ．２コイル、６  鉄心対称軸、８  電流通電方向、１０  巻き線成形治具、１１  送り方向、１２  帯状導体、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ  部分（帯状導体１２のコイル辺）、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ  折り目（帯状導体の折り曲げ部）、１４  帯状導体板、１６  折り目、２１  帯状導体板。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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