(57)【要約】【課題】コストを下げることができ、且つ仕様変更が容易なスイッチングトランスを提供する。【解決手段】複数の電線１と各電線１をそれぞれ両端部の向きが揃うように並べて保持するとともに各電線１を互いに絶縁する絶縁体２とからなる配線部３を備える。配線部３は、磁性材料からなるコア４に貫設された配線部挿通穴４ａに挿通される。配線部３の両端にはそれぞれ各電線１の端部を露出した端子部１ａを設けた。電線１として通常の単線を用いることができ、通常の単線を用いることによってコストを下げることができる。また、コア４の個数や寸法を適宜選択することにより形状やコア容量の仕様を容易に変更することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電線と各電線をそれぞれ両端部の向きが揃うように並べて保持するとともに各電線を互いに絶縁する絶縁体とからなる配線部と、磁性材料からなり配線部が挿通される配線部挿通穴が貫設されたコアとを備え、配線部の両端に各電線の端部を露出した端子部が設けられたことを特徴とするスイッチングトランス。
【請求項２】
配線部の一方の端子部と他方の端子部との互いに異なる電線の端部同士を接続する接続部を備えることを特徴とする請求項１記載のスイッチングトランス。
【請求項３】
ダイオードが直列に接続された電線を有することを特徴とする請求項１記載のスイッチングトランス。
【請求項４】
絶縁体及び電線はそれぞれ可撓性材料で形成されたことを特徴とする請求項１記載のスイッチングトランス。
【請求項５】
コアの配線部挿通穴に対して配線部を抜け止めする抜け止め部が配線部に設けられたことを特徴とする請求項１記載のスイッチングトランス。
【請求項６】
コアに複数の配線部挿通穴が設けられたことを特徴とする請求項１記載のスイッチングトランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータに用いられるスイッチングトランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータなどにスイッチングトランスが用いられている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば電気自動車やハイブリッドカーなどの車載用途に用いられる高圧バッテリーを電源とし、高圧バッテリーの高電圧を低電圧に変圧して低圧バッテリーに充電したり、負荷に電力を供給するものである。
【０００３】
近年は、出力容量が数百Ｗ〜数ｋＷの大容量のスイッチングトランスも提供されている。このような大容量のスイッチングトランスにおいては、大電流に対応するために、大型のコアを用い、また、巻線を太い撚り線や平角線から形成することによって電力容量を大きくしていた。
【０００４】
しかし、太い撚り線を用いると、線間絶縁のためにどうしても巻線の外径が太くなり、従って大型化した特殊なコアが必要であるためにコストが増大していた。また、平角線を巻回するには、平角線の断線に繋がる曲がり・折れ・食い込みなどが巻回時に発生することを防ぐために、高価な設備が必要であった
一方、平角線を用いて巻線を形成する方法として、平角線を巻回して巻線を形成する方法の他に、例えば、貫通穴が設けられたコアと、それぞれ鈎状に形成された金属板からなる２枚の平角線とを用い、２枚の平角線を互いに異なる側からコアの貫通穴に挿通し、各平角線の鈎状に形成された端部同士をコアの貫通穴の外側において結合することにより巻線を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１０６８６１号公報（第３−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように２枚の平角線を用いて巻線を形成する方法にあっては、使用可能なコアと巻線の形状とが平角線の形状によって決まるから、形状やコア容量の仕様を変更するには全ての平角線を作り直さなくてはならなかったために、仕様変更が難しかった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストを下げることができ、且つ仕様変更が容易なスイッチングトランスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の電線と各電線をそれぞれ両端部の向きが揃うように並べて保持するとともに各電線を互いに絶縁する絶縁体とからなる配線部と、磁性材料からなり配線部が挿通される配線部挿通穴が貫設されたコアとを備え、配線部の両端に各電線の端部を露出した端子部が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、配線部の一方の端子部と他方の端子部との互いに異なる電線の端部同士を接続する接続部を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１記載の発明において、ダイオードが直列に接続された電線を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１記載の発明において、絶縁体及び電線はそれぞれ可撓性材料で形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１記載の発明において、コアの配線部挿通穴に対して配線部を抜け止めする抜け止め部が配線部に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１記載の発明において、コアに複数の配線部挿通穴が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように、複数（図１においては２本）の電線１と各電線１をそれぞれ両端部の向きが揃うように並べて保持するとともに各電線１を互いに絶縁する絶縁体２とからなる配線部３と、磁性材料からなり配線部３が挿通される配線部挿通穴４ａが貫設されたコア４とを備え、各電線１の両端部にはそれぞれ絶縁体２から露出する端子部１ａを設けたものである。
【００１６】
詳しく説明すると、配線部３は、合成樹脂からなる絶縁体２に２本の電線１をインサートしたもので、図２に示すようにコ字状に形成されている。図３に示すように、配線部３の内部において、各電線１はそれぞれコ字状になって互いに離れた状態で保持され、互いに絶縁されている。
【００１７】
コア４は、例えばフェライトのような磁性体に配線部挿通穴４ａが貫設されて図４に示すような円筒形状に形成された一般的なものであって、図５の矢印Ａ１で示すように配線部３の両端部が配線部挿通穴４ａを貫通することによって配線部３に装着されている。ここで、図６に示すように配線部３の一方の端部に２個のコア４を並べて装着してもよい。また、コア４は、図７に示すような角筒形状であってもよい。
【００１８】
上記構成によれば、電線１を巻回する必要がないから、平角線をコア４に巻回するための高価な設備を必要としないことによりコストを下げることができる。また、電線１として平角線ではなく一般的な単線を用いることができ、一般的な単線を用いればさらにコストを下げることができる。さらに、コア４の個数や寸法を適宜選択することにより形状やコア容量の仕様を容易に変更することができる。また、一般的な筒状の安価なコア４を用いることができるから、特殊な形状の高価なコアを用いる場合に比べてコストを下げることができる。
【００１９】
ここで、図８に示すようにコア４を抜け止めする抜け止め部２１を絶縁体２に突設してもよい。抜け止め部２１は、例えば電線１に沿った方向における絶縁体２の端部に設ける。また、抜け止め部２１の形状は、例えば電線１に沿って配線部３の中央に近付く方向に向かって電線１から離れる方向に傾斜した傾斜面２１ａを電線１から離れた側に有し、先端が電線１との間の距離を変えるように撓み可能な形状とする。上記のように抜け止め部２１を形成すれば、図９の矢印Ａ２で示すように配線部３の両端部をコア４の配線部挿通穴４ａに押し込むだけで、抜け止め部２１が撓んでコア４の配線部挿通穴４ａを通過した後に図８に示すように復帰してコア４に引っ掛かる。この構成を採用すれば、コア４の脱落が防止されるから耐振動性が向上し、車載用の用途に好適である。また、コア４の抜け止めのために別体の部品を設ける場合に比べてコストを下げることができる。
【００２０】
また、図１０に示す絶縁体２及び電線１をそれぞれ可撓性を有する材料で形成してもよい。この構成を採用すれば、配線部３を設置場所に合わせて変形させることができる。なお、電線１に沿った方向の長さ寸法が大きなコア４を少数用いる代わりに、図１１に示すように電線１に沿った方向の長さ寸法が小さいコア４を多数用いれば、より柔軟に配線部３を変形させることができる。
【００２１】
（実施形態２）
本実施形態の基本構成は実施形態１と同様であるので、同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。本実施形態は、図１２に示すように、配線部３の一方の端子部１ａと配線部３の他方の端子部１ａとであって互いに異なる電線１の端部同士を電気的に接続する接続部５を設けることによって、複数（図１２においては２本）の電線１と接続部５とで巻線を構成するものである。例えば、図１３に示すように配線部３に電線１を４本設け、２本ずつから上記のように巻線を構成すれば、２回巻きの巻線が一対形成され、図１４に示すようなスイッチングトランスを得ることができる。
【００２２】
上記構成によれば、特殊な設備を用いることなく、容易に巻線を形成することができる。
【００２３】
ここで、図１５に示すように、複数の配線部３を、各配線部３の一方の端子部１ａを他の配線部３の一方の端子部１ａに接続するように連結して用いれば、コア４をさらに追加することができるから、コア容量をより広範囲に選ぶことができる。
【００２４】
（実施形態３）
本実施形態は、図１６に示すように、複数本（図１６においては６本）の電線１を絶縁体２にインサート成形してコ字状の配線部３を形成し、配線部３にコア４を装着した後、配線部３の一方の端子部１ａと配線部３の他方の端子部１ａとであって互いに異なる電線１の端部同士を電気的に接続する接続部５を追加することによって形成されたものである。
【００２５】
上記構成によれば、接続部５の本数と接続位置とを適宜選択することによって、巻線の巻き数を、合計が電線１の本数を超えない範囲で自由に設定することができる。例えば、図１７に示すように、電線１のうちの１本から１回巻きの１次巻線を構成し、電線１のうちの３本と２本の接続部５とから３回巻きの２次巻線を構成する。なお、余った端子部１ａは切断してもよい。
【００２６】
ところで、本発明が用いられるＤＣ−ＤＣコンバータの一例として、図１８に示すように、直流電源Ｅと、直流電源Ｅの出力端子間にスイッチング素子ＳＷを介して１次巻線が接続されたスイッチングトランスＴと、スイッチング素子ＳＷのオンオフを制御する駆動回路Ｐと、スイッチングトランスＴの２次側の出力を平滑し負荷Ｗに供給する平滑回路Ｓとを備えたフォワードコンバータがある。このフォワードコンバータにおいて、ダイオード６と補助巻線Ｉとの直列回路をスイッチングトランスＴの１次巻線に並列に設けたリセット回路ＲＳにより磁気飽和を防ぐ技術が知られている。本実施形態において、図１９に示すように電線１の１本に予めダイオード６を直列に接続するとともに、電線１と接続部５とで構成された巻線からなる補助巻線Ｉをダイオード６のカソード側に形成し、これらを１次巻線に並列に接続しておけば、別途リセット回路ＲＳを設けることなく図１８のリセット回路ＲＳの効果を得ることができ、回路基板を増設する必要がないから小型化が可能となる。
【００２７】
（実施形態４）
本実施形態は、図２０に示すように、それぞれ実施形態１において用いた配線部３と同様の２個の配線部３と、磁性体からなり複数（図２０においては４個）の配線部挿通穴４ａが形成されたコア４とを備える。各配線部３の各端部は、それぞれ１つの配線部挿通穴４ａに挿通されている。
【００２８】
上記のようなコア４は、例えば、図２１に示すように、配線部３が並ぶ方向の両側から矢印Ａ３で示すように配線部３に装着される一対の半割体４１から構成する。各半割体４１は、それぞれ配線部３の一部が収納される溝４１ａが一面に設けられた板状である。互いの溝４１ａの位置を合わせる形で２個の半割体４１を結合すると、２個の半割体４１の溝４１ａから配線部挿通穴４ａが構成される。
【００２９】
上記構成によれば、複数の配線部３の複数箇所に装着されるコア４を１つ１つ製造するのではなく一度に製造することができる。また、それぞれ１つの配線部挿通穴４ａが設けられた複数のコア４を用いる場合と異なり、振動を受けたときなどにコア４同士が互いに衝突して破損することがない。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、複数の電線と各電線をそれぞれ両端部の向きが揃うように並べて保持するとともに各電線を互いに絶縁する絶縁体とからなる配線部と、磁性材料からなり配線部が挿通される配線部挿通穴が貫設されたコアとを備え、配線部の両端に各電線の端部を露出した端子部が設けられたので、平角線を巻回する場合に比べて安価な設備で製造できる。また、電線として一般的な単線を用いることができ、一般的な単線を用いることで、平角線を用いる場合よりもコストを下げることができる。さらに、コアの個数や寸法を適宜選択することにより形状やコア容量の仕様を容易に変更することができる。また、複数の配線部を用いて、互いに異なる配線部の端子部同士を接続することにより複数の配線部を連結すれば、コアを増設してコア容量を増加させることができるから、コア容量をより広範囲に選ぶことができる。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、配線部の一方の端子部と他方の端子部との互いに異なる電線の端部同士を接続する接続部を備えるので、電線と接続部とで巻線が構成されることになるから、特殊な設備を必要とせず、容易に巻線を形成することができる。また、電線の本数と接続部の本数及び接続位置とを適宜設定することによって巻き数の仕様を容易に変更することができる。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１記載の発明において、ダイオードが直列に接続された電線を有するので、このダイオードをリセット回路に用いることにより、別途リセット回路を設けることなくリセット回路の効果を得ることができ、回路基板を増設する必要がないから小型化が可能となる。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１記載の発明において、絶縁体及び電線はそれぞれ可撓性材料で形成されたので、設置場所に応じて配線部の形状を自在に変化させることができる。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項１記載の発明において、コアの配線部挿通穴に対して配線部を抜け止めする抜け止め部が配線部に設けられたので、コアの配線部からの脱落が防止されるから耐振動性が向上する。
【００３５】
請求項６の発明は、請求項１記載の発明において、コアに複数の配線部挿通穴が設けられたので、配線部を複数用いる場合であっても、複数箇所に装着されるコアを一度に製造することができる。また、筒状のコアを複数装着する場合と異なり、振動を受けたときにコア同士が衝突して破損することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す概略構成図である。
【図２】同上における配線部を示す概略構成図である。
【図３】同上における電線の配置を示す説明図である。
【図４】同上におけるコアの形状の一例を示す斜視図である。
【図５】同上におけるコアの取り付け方を示す説明図である。
【図６】同上におけるコアの配置の別の例を示す概略構成図である。
【図７】同上におけるコアの形状の別の例を示す斜視図である。
【図８】同上の別の形態を示す概略構成図である。
【図９】同上の別の形態におけるコアの取り付け方を示す概略構成図である。
【図１０】同上の更に別の形態の要部を示す一部破断した斜視図である。
【図１１】同上の更に別の形態を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態２の原理を示す説明図である。
【図１３】同上における電線と接続部との配置を示す説明図である。
【図１４】同上を示す概略構成図である。
【図１５】同上の別の形態を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の実施形態３における電線の配置を示す説明図である。
【図１７】同上における電線と接続部との配置の一例を示す説明図である。
【図１８】リセット回路を示す回路図である。
【図１９】本発明の実施形態３の別の形態を示す説明図である。
【図２０】本発明の実施形態４を示す斜視図である。
【図２１】同上を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１  電線
１ａ  端子部
２  絶縁体
３  配線部
４  コア
４ａ  配線部挿通穴
５  接続部
６  ダイオード
２１  抜け止め部
Ｔ  スイッチングトランス
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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