(57)【要約】  【課題】本発明は、磁心に形成されたギャップ部からのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱を効率よく行うことが可能なトランスを提供することを目的とする。  【解決手段】本発明は、ギャップ部２が形成された磁心１を有し、ギャップ部２からの輻射ノイズを遮蔽する手段として、ギャップ部２を覆うように磁心１及びボビン４を含めてショートリング３を巻き付けて成るトランスにおいて、ショートリング３が放熱手段としても機能するように、ショートリング３を複数回巻き付けて成る構成としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップ部が形成された磁心を有し、前記ギャップ部からの輻射ノイズを遮蔽する手段として、前記ギャップ部を覆うように前記磁心を含めてショートリングを巻き付けて成るトランスにおいて、
前記ショートリングが放熱手段としても機能するように、前記ショートリングを複数回巻き付けて成ることを特徴とするトランス。
【請求項２】
前記ショートリングは、銅、銀、金、或いはアルミニウムのいずれかで形成されて成る箔テープであることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記ショートリングを貼り付ける接着剤は、銅、銀、金、或いはアルミニウムのいずれかを含有することを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【請求項４】
前記ショートリングは、平滑な表面を有する箔テープであることを特徴とする請求項１に記載のトランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタのスイッチング電源等に用いられるトランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スイッチング電源等に用いられるトランスでは、図２に示すように、磁心１１（コア）に形成されたギャップ部１２からの漏れ磁束による輻射ノイズを遮蔽するために、銅箔やアルミニウム箔などの電気伝導体から成るショートリング１３をギャップ部１２を覆うように巻き付けることが多い。ここで、ギャップ部１２から放出される輻射ノイズは、薄い金属箔で十分に遮蔽することができる。そのため、従来のトランスでは、軽薄化やコストダウンの観点から、必要最小限の厚みを持つショートリング１３（例えば、幅１５［ｍｍ］、厚み０．０３５［ｍｍ］の銅箔テープ）が磁心１１やボビン１４を含めて１ターンだけ巻き付けられていた。
【特許文献１】特開２００３−１２５５８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３５９２８０号公報
【特許文献３】特開２０００−２７８９３６号公報
【特許文献４】特開平１１−１５００３０号公報
【特許文献５】実開平５−９５０２３号公報
【特許文献６】実開平５−３３５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
確かに、上記構成から成るトランスであれば、ショートリング１３による重厚化やコストアップを最小限に抑えつつ、ギャップ部１２からの輻射ノイズを十分に遮蔽することが可能である。
【０００４】
しかしながら、ショートリングを具備しないトランスでは、磁心で発生する損失が熱となっても、その熱をギャップ部１２から周囲に放散することができたため、トランスの温度上昇は実使用上問題ないレベル（例えば、周囲温度２５［℃］に対してコイル温度６５［℃］）に収まっていたところ、上記構成から成るトランスでは、ショートリング１３によって輻射ノイズを遮蔽し得る反面、ギャップ部１２での放熱が妨げられてしまうため、磁心１１での損失によって生じた熱が内部にこもり、トランスの過剰な温度上昇（例えば周囲温度２５［℃］に対してコイル温度１００［℃］）を招く結果となっていた。
【０００５】
ここで、従来のトランスでは、放熱性能の改善策として、ショートリング１３に用いる銅箔テープ等にエンボス加工を施して空気との接触面積を増やす試みも為されていたが、該エンボス加工による熱交換面積の増大量は微々たるものに過ぎず、放熱性能を顕著に改善することはできなかった。
【０００６】
また、ボビン１４に巻かれるコイルの断面積を大きくすることでトランスの温度上昇を抑えることも可能ではあるが、このような構成を採用するには、磁心１１のサイズを大きくしなければならず、小型化・軽薄化が要求されるトランス（例えば、回路基板上に搭載されるスイッチング電源の小型トランス）には、不適な温度対策であった。
【０００７】
なお、特許文献１には、力率改善回路中のギャップ付きチョークコイルから空中に放射される電磁波ノイズをヒートシンクによってフィルタ回路から遮蔽して成るスイッチング電源が開示されている。また、特許文献２には、トランスの上部空間に一部の電子部品を配置する一方、トランスの四方を放熱手段や回路基板で囲んで成る電源装置が開示されている。また、特許文献３には、複数の基板を組み合わせて形成されたその両端部を開口して成る筒形状の基板組立体の内部空間にノイズ発生電子部品を配置するとともに、電子部品の一部から発生した熱を放熱する放熱手段を前記内部空間を臨むように開口部付近に配置して成るスイッチング電源装置が開示されている。確かに、特許文献１〜３の従来技術であれば、トランスから外部へのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱効率改善を図ることが可能である。しかしながら、特許文献１〜３の従来技術はいずれも、トランスを金属部材で遮蔽してノイズ漏れを防止する構造であるため、トランスを確実に密閉しないと磁気シールドの効果が薄れるという課題を有していた。また、トランスを囲む金属部材を実装するために大きなスペースが必要となるので、装置の小型化が阻害されていた。
【０００８】
また、特許文献４には、１次側グランドに結線されたワイヤーリングでボビンの表面をシールドして成るトランスが開示されている。確かに、特許文献４の従来技術であれば、トランスからのノイズ漏洩を低減することが可能である。しかしながら、特許文献４の従来技術は、Ｅ型磁心の中央磁脚に取り付けられるボビンにワイヤーリングシールドを施す構成であるため、センターギャップ構造のトランス（Ｅ型磁心の中央磁脚にギャップ部を有するトランス）には有効であるが、サイドギャップ構造のトランス（Ｅ型磁心の側磁脚にギャップ部を有するトランス）には何ら効果がないという課題を有していた。
【０００９】
また、特許文献５、６には、磁心からの漏れ磁束による輻射ノイズを遮断するためにトランスに巻き付けられる導体（ショートリング）の位置ずれ防止策として、トランスのケースの開口面の２つの端辺に設けた１対の凹部、或いはトランスのケースの外側に設けた突起を利用する技術が開示されている。確かに、特許文献５、６の従来技術を用いれば、ショートリングの位置決めを容易かつ確実に行うことが可能である。しかしながら、特許文献５、６の従来技術は、あくまでトランスのケーシングに関する内容に終始するものであり、本発明の解決しようとする課題（ショートリング巻設に伴う放熱効率低下の回避）については、何ら開示・言及されていなかった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、磁心に形成されたギャップ部からのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱を効率よく行うことが可能なトランスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係るトランスは、ギャップ部が形成された磁心を有し、前記ギャップ部からの輻射ノイズを遮蔽する手段として、前記ギャップ部を覆うように前記磁心を含めてショートリングを巻き付けて成るトランスにおいて、前記ショートリングが放熱手段としても機能するように、前記ショートリングを複数回巻き付けて成る構成としている。このように、ショートリングを複数回巻き付けることにより、ショートリングの体積を稼いで熱容量を増すことができるので、ギャップ部から奪った熱をショートリングで十分バッファすることが可能となる。従って、磁心に形成されたギャップ部からのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱を効率よく行うことが可能となる。
【００１２】
なお、上記構成から成るトランスにおいて、前記ショートリングは、銅、銀、金、或いはアルミニウムのいずれかで形成されて成る箔テープにするとよい。このように、熱伝導率並びに熱容量の大きい金属でショートリングを形成すれば、ギャップ部で生じた熱を素早く奪い、かつ、その熱をバッファしておくことができるようになるので、スムーズな熱交換が可能となり、トランスの過剰な温度上昇を回避することが可能となる。
【００１３】
また、上記構成から成るトランスにおいて、前記ショートリングを貼り付ける接着剤は銅、銀、金、或いはアルミニウムのいずれかを含有する構成にするとよい。このように、熱伝導率並びに熱容量の大きい金属を含有する接着剤を用いてショートリングを貼り付けることにより、貼り合わされたショートリング相互間における熱抵抗の増大や熱容量の低下を抑えることができるので、スムーズな熱交換が可能となり、トランスの過剰な温度上昇を回避することが可能となる。
【００１４】
また、上記構成から成るトランスにおいて、前記ショートリングは、平滑な表面を有する箔テープにするとよい。このような構成とすることにより、貼り合わされたショートリング相互間に空隙が生じることを防止して熱抵抗の増大を抑えることができるので、スムーズな熱交換が可能となり、トランスの過剰な温度上昇を回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上記したように、本発明に係るトランスであれば、磁心に形成されたギャップ部からのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱を効率よく行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明者等は、磁心に形成されたギャップ部からのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱を効率よく行うべく鋭意検討を重ねた結果、ショートリングは、銅やアルミニウムなど、熱伝導率の非常に高い物質で形成されているため、ギャップ部で生じた熱を素早く奪うことはできるが、その体積（質量）が極めて小さく熱容量が微少なため、ギャップ部から奪った熱をバッファしておくことができず、空気中への放熱が追いつかないままショートリング自体が加熱されてしまい、結果としてトランスの過剰な温度上昇を招いていたことを見出し、本発明を為すに至った。
【００１７】
図１は本発明に係るトランスの一実施形態を示す斜視図である。本図に示す通り、本実施形態のトランスは、ギャップ部２が形成された磁心１を有し、ギャップ部２からの輻射ノイズを遮蔽する手段として、ギャップ部２を覆うように磁心１及びボビン４を含めてショートリング３を巻き付けて成るところ、さらにショートリング３が放熱手段としても機能するように、該ショートリング３を複数回巻き付けて成る構成としている。
【００１８】
このように、ショートリング３を複数回巻き付けることにより、ショートリング３の体積（質量）を稼いで熱容量を増すことができるので、ギャップ部２から奪った熱をショートリング３で十分バッファすることが可能となる。従って、磁心１に形成されたギャップ部２からのノイズ漏れを低減しつつ、その放熱を効率よく行うことができるようになり、トランスの温度上昇を実使用上問題ないレベルにまで改善することが可能となる。
【００１９】
例えば、ＥＥＲ４２サイズ（Ｗ４４〜５４［ｍｍ］×Ｄ３１〜３３［ｍｍ］×Ｈ５０〜５３［ｍｍ］）でサイドギャップ長が片側０．６［ｍｍ］であるトランスに対し、幅１５［ｍｍ］、厚み０．０３５［ｍｍ］（基材のみの厚み）のショートリング３を巻き付けて１００［ｋＨｚ］の交流電源で駆動させ、ボビン４に巻かれたコイルの温度を測定したところ、ショートリング３を１回だけ巻き付けた場合（すなわち従来と同様の場合）には、周囲温度２５［℃］に対して１００［℃］までコイル温度が上昇していたのに対し、３回巻き付けた場合には、コイル温度の上昇を８０［℃］まで抑えることができた。さらに、ショートリング３を５回巻き付けた場合には、６０［℃］まで抑えることができた。
【００２０】
このように、本実施形態のトランスであれば、トランスのサイズ増大を招くことなく、コイル温度の上昇を効果的に抑制することができるので、小型化・軽薄化の要求に応えつつ、ノイズ漏れ低減と放熱効率向上の双方を実現することが可能となる。
【００２１】
また、本実施形態のトランスであれば、ショートリング３の厚みが増したことにより、従来と同様或いはそれ以上のレベルでギャップ部２からの輻射ノイズを遮蔽することができる。従って、例えば、本実施形態のトランスを用いてスイッチング電源を構成すれば、該スイッチング電源のフィルタ回路部分を簡素化することができるので、基板に搭載される電子部品の専有面積を減らして、電源の小型化を実現することが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態のトランスでは、ショートリング３として、銅、銀、金、或いはアルミニウムのいずれかで形成されて成る箔テープを用いている。このように、熱伝導率並びに熱容量の大きい金属でショートリング３を形成することにより、ギャップ部２で生じた熱を素早く奪い、かつ、その熱をバッファしておくことができるようになるので、スムーズな熱交換が可能となり、トランスの過剰な温度上昇を回避することが可能となる。
【００２３】
また、本実施形態のトランスでは、銅、銀、金、或いはアルミニウムのいずれかを含有する接着剤を用いてショートリング３を貼り付けている。このように、熱伝導率並びに熱容量の大きい金属を含有する接着剤を用いることにより、貼り合わされたショートリング相互間における熱抵抗の増大や熱容量の低下を抑えることができるので、スムーズな熱交換が可能となり、トランスの過剰な温度上昇を回避することが可能となる。
【００２４】
また、本実施形態のトランスでは、ショートリング３として、平滑な表面を有する箔テープが用いられている。このような構成とすることにより、貼り合わされたショートリング相互間に空隙が生じることを防止して熱抵抗の増大を抑えることができるので、スムーズな熱交換が可能となり、トランスの過剰な温度上昇を回避することが可能となる。ただし、ショートリング３の最表面部については、エンボス加工等を施して、空気との熱交換面積を広げる構成としてもよい。
【００２５】
また、本実施形態のトランスにおいて、ショートリング３の幅や厚みを大きくすれば、ショートリング３の巻き付け回数を減らしても、上記と同様の効果を得ることが可能となる。ただし、過度にショートリング３の幅や厚みを大きくすると、磁心１との密着性やショートリング相互間の密着性が維持できなくなり、ノイズ遮蔽性能や放熱性能が低下するおそれがある点については、十分留意しておくべきである。
【００２６】
なお、図１にも示すように、本実施形態のトランスはいわゆるＥＥ型トランスであり、磁心１は中央磁脚と側磁脚を有して成る一対のＥ型磁心を対向させて成り、ギャップ部２は前記側磁脚に形成されて成る。このように、本発明は、センターギャップ構造のトランスだけでなく、サイドギャップ構造のトランスにも好適な構成であると言える。ただし、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、ギャップ部が形成された磁心を有するトランスであれば、ＥＩ型やＵＵ型など、いずれの形式のトランスにも広く適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、トランス全般に広く適用が可能であるが、特に、小型化・軽薄化が要求される複写機やプリンタのスイッチング電源等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】は、本発明に係るトランスの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】は、トランスの一従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    磁心（コア）
２    ギャップ部
３    ショートリング
４    ボビン
【図１】
2005064318.tif 000003
【図２】
2005064318.tif 000004