(57)【要約】【課題】出力を低電圧大電流化しても、大型化したり効率が悪くなることを抑制したトランスを提供することを目的としている。【解決手段】巻枠２１の中央に貫通孔２２を有するとともに上下端に鍔２３を有したボビン２４と、ボビン２４に絶縁被膜を有した電線を巻回した高電圧用の一次巻線２５および低電圧用の二次巻線２６と、一次巻線２５および二次巻線２６の引出し線２７と、ボビン２４の貫通孔２２に組み込むとともに閉磁路を形成した磁心２１とを備え、二次巻線２６は、複数本の電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の電線の断面積の総和を一次巻線２５の断面積より大きくした構成としたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻枠の中央に貫通孔を有するとともに上下端に鍔を有したボビンと、該ボビンに絶縁被膜を有した電線を巻回した高電圧用の一次巻線および低電圧用の二次巻線と、前記一次巻線および二次巻線の引出し線と、前記ボビンの貫通孔に組み込むとともに閉磁路を形成した磁心とを備え、前記二次巻線は、複数本の前記電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の前記電線の断面積の総和を前記一次巻線の断面積より大きくしたトランス。
【請求項２】
一次巻線は二つに分割するとともに二次巻線を前記一次巻線に挟み込んで巻回した請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
二次巻線を巻枠の巻幅全体に巻回した請求項１に記載のトランス。
【請求項４】
二次巻線の引出し線は、複数本の電線を縒り線にした請求項１に記載のトランス。
【請求項５】
二次巻線の引出し線は、巻き始め側の引出し線を前記二次巻線の巻回方向と逆方向に縒り合わせるとともに、巻終わり側の引出し線を前記二次巻線の巻回方向と同一方向に縒り合わせた請求項３に記載のトランス。
【請求項６】
一次巻線と二次巻線の電線の径寸法を同じ寸法にした請求項１に記載のトランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器等に用いるトランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤレコーダーやＨＤＤレコーダー等のデジタル機器の高速化が進み、大量のデジタル信号を処理する信号処理用ＩＣの搭載数が増え、これに伴うデジタル信号処理回路の消費電力の増大を抑制するために、駆動電源の低電圧大電流化が進んでいる。
【０００３】
これらのデジタル機器に駆動電源を供給するスイッチング電源にはトランスが使用されており、信号処理回路の低電圧大電流に対応したトランスが使用されている。
【０００４】
以下、低電圧大電流に対応した従来のトランスについて図面を参照しながら説明する。
【０００５】
図４は従来のトランス斜視図、図５は図４のＡ−Ａ線における断面図である。
【０００６】
図４，図５において、従来のトランスは、巻枠１の中央に貫通孔２を有するとともに上下端に鍔３を設けたボビン４と、巻枠１の外周に絶縁被覆を有した電線を巻回した一次巻線５および二次巻線６と、一次巻線５および二次巻線６の引出し線７と、下端側の鍔３に植設するとともに一次巻線５および二次巻線６の引出し線７を接続した端子８と、ボビン４の貫通孔２に挿入するとともに閉磁路を構成した断面Ｅ字形状の磁心９を備えている。
【０００７】
また、一次巻線５は、素線の径寸法がφ０．３〜０．５ｍｍ程度の電線を数十ターン程度巻回して商用電源側に接続されており、二次巻線６は、電流容量を大きくするために素線の径寸法を一次巻線５の素線の径寸法より太いφ０．６〜０．９ｍｍ程度の電線を２〜４ターン程度巻回して、電圧が２．５〜７Ｖ、電流が３〜１０Ａといった低電圧、大電流を出力して、負荷であるデジタル機器の信号処理回路側に接続されている。
【０００８】
そして、一次巻線５と二次巻線６との結合を高くするために、一次巻線５は二つに分割して、二次巻線６を一次巻線５に挟み込むように巻回しており、二次巻線６は隣接する電線の間隔を開けて一次巻線５との対向面積を大きくしている。
【０００９】
また、一次巻線５と二次巻線６との間に巻回した絶縁テープ１０は、一次巻線５と二次巻線６との絶縁を行うものであり、一次巻線５および二次巻線６と両端の鍔３との間に巻回したスペーステープ１１は、一次巻線５と二次巻線６との間の絶縁間隔を形成したものである。
【００１０】
尚、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−２５２１３６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成では、低電圧大電流に対応するために、二次巻線６は素線の径寸法が太い電線を数ターン巻回しているので、二次巻線６の巻線高さ１２を高くしてトランスを大型化していた。
【００１３】
そして、二次巻線６は数ターンと巻回数が少ないので、電線間に一次巻線５も二次巻線６も巻回されない非巻回領域１３が大きく、二次巻線６を分割した一次巻線５で挟み込んで巻回しても、一次巻線５と二次巻線６との結合を充分に高めることができず、効率が悪くなっていた。
【００１４】
このように、従来のトランスは出力を低電圧大電流化すると、トランスが大型化するとともに効率が悪化するといった問題点を有していた。
【００１５】
本発明は上記問題点を解決するもので、出力を低電圧大電流化しても、大型化したり効率が悪くなることを抑制したトランスを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有する。
【００１７】
本発明の請求項１記載の発明は、特に、巻枠の中央に貫通孔を有するとともに上下端に鍔を有したボビンと、ボビンに絶縁被膜を有した電線を巻回した高電圧用の一次巻線および低電圧用の二次巻線と、一次巻線および二次巻線の引出し線と、ボビンの貫通孔に組み込むとともに閉磁路を形成した磁心とを備え、二次巻線は、複数本の電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の電線の断面積の総和を一次巻線の断面積より大きくした構成である。
【００１８】
上記構成により、二次巻線は、複数本の電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の電線の断面積の総和を一次巻線の断面積より大きくしたので、二次巻線を一本の電線で巻回したときに比べて、二次巻線の複数本の電線の素線の径寸法を細くして、二次巻線の巻線高さを低くすることができ、トランスが大型化することを抑制することができる。
【００１９】
このとき、特に、複数本の電線を並列させて一層に巻回しているので、二次巻線の巻線領域が巻幅方向に広くなり、一次巻線および二次巻線の非巻回領域を小さくするとともに一次巻線と二次巻線の対向面積を大きくして、一次巻線と二次巻線との結合を高めて効率が悪化することを抑制することができる。
【００２０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、一次巻線を二つに分割するとともに二次巻線を一次巻線に挟み込んで巻回した構成である。
【００２１】
上記構成により、一次巻線を二つに分割するとともに二次巻線を一次巻線に挟み込んで巻回したので、一次巻線と二次巻線との対向面積をより大きくして、一次巻線と二次巻線との結合を高めて効率を悪化することをより抑制することができる。
【００２２】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、二次巻線を巻枠の巻幅全体に巻回した構成である。
【００２３】
上記構成により、二次巻線を巻枠の巻幅全体に巻回したので、一次巻線と二次巻線との対向面積をより大きくして、一次巻線と二次巻線との結合を高めて効率が悪化することをより抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、二次巻線の引出し線は、複数本の電線を縒り線にした構成である。
【００２５】
上記構成により、二次巻線の引出し線は、複数本の電線を縒り線にしたので、複数本の二次巻線の引出し線を端子に接続する際に、一本の縒り線を端子に接続すれば、複数本の二次巻線と端子とを接続することができる。
【００２６】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、二次巻線の引出し線は、巻き始め側の引出し線を二次巻線の巻回方向と逆方向に縒り合わせるとともに、巻終わり側の引出し線を二次巻線の巻回方向と同一方向に縒り合わせた構成である。
【００２７】
上記構成により、二次巻線の引出し線は、巻き始め側の引出し線を二次巻線の巻回方向と逆方向に縒り合わせるとともに、巻終わり側の引出し線を二次巻線の巻回方向と同一方向に縒り合わせたので、二次巻線の複数本の引出し線を縒り合わせることで、二次巻線を巻枠側に締め付ける力を発生させて、二次巻線が緩んで外方にばらけることを抑制することができる。
【００２８】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、一次巻線と二次巻線の電線の径寸法を同じ寸法にした構成である。
【００２９】
上記構成により、一次巻線と二次巻線の電線の径寸法を同じ寸法にしたので、二次巻線の電線を一次巻線と共通にすることができ、部品点数を削減することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を用いて、本発明の全請求項に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は本発明の一実施の形態のトランスの斜視図、図２は図１におけるＢ−Ｂ線の斜視図、図３は同要部である二次巻線の引出し線の縒り合わせ状態を示す平面図である。
【００３２】
図１〜図３において、本発明の一実施の形態におけるトランスは、巻枠２１の中央に貫通孔２２を有するとともに上下端に鍔２３を有したボビン２４と、このボビン２４に絶縁被膜を有した電線を数十ターン程度の多い巻回数を巻回した一次巻線２５と、絶縁被膜を有した電線を２〜４ターン程度の少ない巻回数を巻回した二次巻線２６と、一次巻線２５および二次巻線２６の引出し線２７と、ボビン２４の下端側の鍔２３に形成した一次巻線２５および二次巻線２６の引出し線２７を通すガイド溝２８と、ボビン２４の下端側の鍔２３に植設するとともに一次巻線２５および二次巻線２６の引出し線２７を接続した端子２９と、ボビン２４の貫通孔２２に組み込むとともに閉磁路を形成した断面Ｅ字形状の磁心３０とを備えている。
【００３３】
そして、ＤＶＤレコーダやＨＤＤレコーダー等のスイッチング電源において、一次巻線２５は商用電源等の高い電圧の電源側に接続され、二次巻線２６は信号処理回路等の低電圧大電流の負荷側に接続して用いられる。
【００３４】
このとき、二次巻線２６は、電線の素線の径寸法を一次巻線２５の電線の素線の径寸法と同じφ０．４５ｍｍの電線を用いており、４本の電線を並列させて一層に巻回している。
【００３５】
そして、二次巻線２６の４本の電線の断面積の総和を一次巻線２５の断面積より４倍に大きくして、二次巻線２６の電流容量を電線の素線の径寸法がφ０．９ｍｍ相当まで大きくしている。
【００３６】
また、一次巻線２５を二つに分割して、一方の一次巻線２５を巻枠２１の外周に巻回し、この一次巻線２５の外周に二次巻線２６を巻回し、この二次巻線２６の外周に他方の一次巻線２５を巻回しており、一次巻線２５を二つに分割するとともに二次巻線２６を一次巻線に挟み込んで巻回している。
【００３７】
このとき、二次巻線２６は巻枠２１の巻幅全体に巻回している。
【００３８】
そして、二次巻線２６の引出し線２７は、４本の電線を縒り線３１にしており、巻き始め側の引出し線３２を二次巻線２６の巻回方向３４と逆方向に縒り合わせるとともに、巻終わり側の引出し線３３を二次巻線２６の巻回方向３４と同一方向に縒り合わせている。
【００３９】
尚、一次巻線２５と二次巻線２６との間に巻回した絶縁テープ３５は、一次巻線２５と二次巻線２６との絶縁を行うものであり、一次巻線２５および二次巻線２６と両端の鍔２３との間に巻回したスペーステープ３６は、一次巻線２５と二次巻線２６との間に絶縁間隔を形成したものである。
【００４０】
上記構成のトランスについて、以下その動作を説明する。
【００４１】
上記構成により、二次巻線２６は、複数本の電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の電線の断面積の総和を一次巻線２５の断面積より大きくしたので、二次巻線２６を一本の電線で巻回したときに比べて、二次巻線２６の複数本の電線の素線の径寸法を細くして、二次巻線２６の巻線高さ３７を低くすることができ、トランスが大型化することを抑制することができる。
【００４２】
このとき、特に、複数本の電線を並列させて一層に巻回しているので、二次巻線２６の巻線領域が巻幅方向に広くなり、一次巻線２５および二次巻線２６の非巻回領域３８を小さくするとともに一次巻線２５と二次巻線２６の対向面積を大きくして、一次巻線２５と二次巻線２６との結合を高めて効率が悪化することを抑制することができる。
【００４３】
また、一次巻線２５を二つに分割するとともに二次巻線２６を一次巻線に挟み込んで巻回したので、一次巻線２５と二次巻線２６との対向面積をより大きくして、一次巻線２５と二次巻線２６との結合を高めて効率が悪化することをより抑制することができる。
【００４４】
そして、二次巻線２６を巻枠２１の巻幅全体に巻回したので、一次巻線２５と二次巻線２６との対向面積をより大きくして、一次巻線２５と二次巻線２６との結合をより高めて効率が悪化することをより抑制することができる。
【００４５】
一般に、二次巻線２６の巻数が少なく一次巻線２５との結合が悪いと、二次巻線２６側に接続した回路に短絡等が生じた場合、一次巻線２５側に異常電流が流れ難く、スイッチング電源の電源側の保護回路が異常電流を検出し難いが、二次巻線２６と一次巻線２５との結合を高くしているので、二次巻線２６の巻数が少なくても一次巻線２５に異常電流が流れやすくなり、二次巻線２６側が短絡したときに、一次巻線２５側の異常電流を検出して回路を保護しやすくすることができる。
【００４６】
また、スイッチング電源のスイッチング周波数が高周波の場合、二次巻線２６を複数の電線で巻回しているので、高周波電流による表皮効果に対して実行断面積を大きくすることができ、高周波電流に対して損失を低減することができる。
【００４７】
さらに、二次巻線２６の引出し線２７は、複数本の電線を縒り線３１にしたので、複数本の二次巻線２６の引出し線２７を端子２９に接続する際に、一本の縒り線３１を端子２９に接続すれば、複数本の二次巻線２６と端子２９とを接続することができる。
【００４８】
また、二次巻線２６の引出し線３１は、巻き始め側の引出し線３２を二次巻線２６の巻回方向３４と逆方向に縒り合わせるとともに、巻終わり側の引出し線３３を二次巻線２６の巻回方向３４と同一方向に縒り合わせたので、二次巻線２６の複数本の引出し線２７を縒り合わせることで、二次巻線２６を巻枠２１側に締め付ける力を発生させて、二次巻線２６が緩んで外方にばらけることを抑制することができる。
【００４９】
そして、一次巻線２５と二次巻線２６の電線の素線の径寸法を同じ寸法にしたので、二次巻線２６の電線を一次巻線２５と共通にすることができ、部品点数を削減することができる。
【００５０】
このように本発明の一実施の形態によれば、二次巻線２６は、複数本の電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の電線の断面積の総和を一次巻線２５の断面積より大きくしたことにより、二次巻線２６の巻線高さ３７を低くして、トランスが大型化することを抑制することができ、一次巻線２５と二次巻線２６の対向面積を大きくして、一次巻線２５と二次巻線２６との結合を高めて効率が悪化することを抑制することができる。
【００５１】
尚、本実施の形態では、一次巻線２５に商用電源等の高電圧の電源を接続し、二次巻線２６に低電圧大電流を出力した例で説明したが、低電圧の電源に本実施の形態の二次巻線２６を接続して一次巻線２５に高電圧を出力したいわゆる昇圧トランスとして用いても、本実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、二次巻線は、複数本の電線を並列させて一層に巻回するとともに複数本の電線の断面積の総和を一次巻線の断面積より大きくしたことにより、二次巻線の巻線高さを低くして、トランスが大型化することを抑制することができ、一次巻線と二次巻線の対向面積を大きくして、一次巻線と二次巻線との結合を高めて効率が悪化することができ、出力を低電圧大電流化しても、大型化したり効率が悪くなることを抑制したトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のトランスの斜視図
【図２】図１におけるＢ−Ｂ線の斜視図
【図３】同要部である二次巻線の引出し線の縒り合わせ状態を示す平面図
【図４】従来のトランス斜視図
【図５】図１のＡ−Ａ線における断面図
【符号の説明】
２１  巻枠
２２  貫通孔
２３  鍔
２４  ボビン
２５  一次巻線
２６  二次巻線
２７  引出し線
２８  ガイド溝
２９  端子
３０  磁心
３１  縒り線
３２  巻き始め側の引出し線
３３  巻終わり側の引出し線
３４  二次巻線の巻回方向
３５  絶縁テープ
３６  スペーステープ
３７  二次巻線の巻線高さ
３８  非巻回領域
【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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