(57)【要約】【課題】トランスにおいて、１つのボビンで種々の電圧仕様や昇圧比に対応することができるようにし、製造コストを低減することを可能とし、巻き太りの発生を防止して小型化することを可能とし、磁束漏れが発生しにくいようにして経済的とする。【解決手段】トランス１は、ボビン２と平板状の銅板である１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂとを備えている。ボビン２は、筒状の巻装部２１と、巻装部２１の両端に形成されたフランジ部２２と、巻装部２１にその長手方向にスライド可能に嵌合されている仕切板２３とを有している。１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂは、仕切板２３が１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂのそれぞれの巻数及び断面寸法に応じた位置に予め設定された状態で、それぞれ１次側巻装部２１ａ及び２次側巻装部２１ｂに所定巻数だけ互いに略同外寸となるように巻装される。ボビン２は仕切板２３をスライドさせて、種々の電圧仕様や昇圧比に対応可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力される１次側交流電力を、電圧の高さが異なる２次側交流電力に変換するトランスを有しており、このトランスにより電圧の高さが変換された前記２次側交流電力を駆動電力として用いる電子機器であって、
前記トランスは、筒状の巻装部と、該巻装部の両端に形成されるフランジ部と、前記巻装部にその長手方向にスライド可能に嵌合される仕切板を有する樹脂製のボビンと、
平板状の銅板であり、前記ボビンの巻装部のうち、一方のフランジ部と仕切板との間の１次側巻装部に所定巻数だけ巻装されており、前記１次側交流電力が供給される１次巻線と、
平板状の銅板であり、前記ボビンの巻装部のうち、他方のフランジ部と仕切板との間の２次側巻装部に、前記１次巻線の巻数の所定倍の巻数だけ巻装されており、前記１次巻線に前記１次交流電力が供給されたとき電磁誘導により前記２次側交流電力を発生する２次巻線とを備えており、
前記仕切板が、前記１次巻線及び２次巻線のそれぞれの巻数と前記１次巻線及び２次巻線それぞれの断面寸法に応じた位置に予め設定されており、前記１次巻線及び２次巻線がそれぞれ前記１次側巻装部及び２次側巻装部に互いに略同外寸となるように巻装されて、前記１次巻線及び２次巻線の巻き太りが防止されていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
外部から入力される１次側交流電力を、電圧の高さが異なる２次側交流電力に変換するトランスであって、
巻装部と、該巻装部の両端に形成されるフランジ部と、前記巻装部にその長手方向にスライド可能に嵌合される仕切板を有するボビンと、
平板状の導体であり、前記ボビンの巻装部のうち、一方のフランジ部と仕切板との間の１次側巻装部に所定巻数だけ巻装されており、前記１次側交流電力が供給される１次巻線と、
平板状の導体であり、前記ボビンの巻装部のうち、他方のフランジ部と仕切板との間の２次側巻装部に、前記１次巻線の巻数の所定倍の巻数だけ巻装されており、前記１次巻線に前記１次交流電力が供給されたとき電磁誘導により前記２次側交流電力を発生する２次巻線とを備えており、
前記仕切板が、前記１次巻線及び２次巻線のそれぞれの巻数と前記１次巻線及び２次巻線それぞれの断面寸法に応じた位置に予め設定されており、前記１次巻線及び２次巻線が、それぞれ前記１次側巻装部及び２次側巻装部に互いに略同外寸となるように巻装されていることを特徴とするトランス。
【請求項３】
前記ボビンは、前記巻装部と、前記フランジ部と、前記仕切板とが一体に成型された樹脂部材であることを特徴とする請求項２記載のトランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から入力される１次側交流電力を、電圧の高さが異なる２次側交流電力に変換するトランスと、このトランスを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えばプリンタ等の電子機器を駆動する際には、例えば商用電源が用いられる。このような電子機器では、入力される商用電源の電圧の高さ変換するためのトランスを有しており、このトランスにより電圧の高さが変換されたものを駆動電力として用いる。
【０００３】
図３は、このようなトランスの一例を示す。トランス８１は、筒状の巻装部８２１を有するボビン８２と、ボビン８２に巻装される銅線である１次巻線８３ａ及び２次巻線８３ｂとを備えている。ボビン８２の両端には、例えば電子機器の回路基板上に接続されるピン８４が埋設されたフランジ部８２２が設けられている。１次巻線８３ａは、巻装部８２１に所定巻数だけ巻装されている。２次巻線８３ｂは、図に示すように巻装部８２１に巻装された１次巻線８３ａの上から所定巻数だけ巻装されている。このトランス８１では、２次巻線８３ｂの巻数は、１次巻線８３ａの巻数よりも少なくされている。これにより、１次巻線８３ａに例えば商用電源等、外部から１次側交流電力が供給された時、２次巻線８３ｂには電磁誘導により１次側交流電力よりも電圧が低い２次側交流電力が発生する。すなわち、トランス８１は、１次側交流電力を降圧して２次側交流電力に変換し出力する。
【０００４】
ところで、このようなトランス８１においては、巻装されている銅線同士の間に隙間が存在している。この隙間は無駄なものであり、１次巻線８３ａや２次巻線８３ｂの巻数が大きくなるときに１次巻線８３ａや２次巻線８３ｂが長手方向に樽形の外形となるような、巻き太りが生じる原因となることがある。巻き太りが生じると、１次巻線８３ａや２次巻線８３ｂの外寸が大きくなってしまうためにトランス８１が大型化してしまう。また、このように銅線巻に隙間が生じると、１次巻線と２次巻線との結合が悪化することがある。結合が悪化すると、１次側交流電力を２次側交流電力に変換するときの磁束漏れによる損失が大きくなるため、経済的ではなくなってしまう。
【０００５】
従来、巻き太りを防いで小型化を図るため、薄板矩形状の導電部材を一方側の導体として用いたトランスがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、２枚の銅箔片の端部をクランク上になるように並行に接続したものを用いて作成した箔巻コイルを用いることにより、生産性を向上させコスト低減させたトランスが知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献１又は特許文献２に記載されているようなトランスは、一方側の導体のみが板状の導電部材であるが、他方側の導体としては銅線等が用いられている。このため、他方側の導体の巻数が大きいときには、やはり巻き太りが生じてしまう可能性がある。また、特許文献３に記載されているようなトランスは、１次側と２次側が仕切板によって分かれているボビンに、１次側と２次側の箔巻コイルをそれぞれ巻装して巻き太りを防止したものである。しかしながら、例えばトランスが対応する電圧仕様や昇圧比等が異なり、２つの箔巻コイルの巻数や銅箔の断面積が異なる場合等には、上述の仕切板の位置を変更した別のボビンを用意しなければ、一方側の箔巻コイルの外寸が他方側に比べて大きくなり、巻き太りを防止することができないことがある。
【特許文献１】特開平１０−１４４５２８号公報
【特許文献２】特開平５−８２３６９号公報
【特許文献３】特開平９−２４６０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、１つのボビンで種々の電圧仕様や昇圧比に対応することができ、製造コストを低減することが可能であって、巻き太りの発生を防止して小型化することが可能であり、磁束漏れが発生しにくく経済的であるトランス及びそのトランスを用いた電子機器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】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、外部から入力される１次側交流電力を、電圧の高さが異なる２次側交流電力に変換するトランスを有しており、このトランスにより電圧の高さが変換された前記２次側交流電力を駆動電力として用いる電子機器であって、前記トランスは、筒状の巻装部と、該巻装部の両端に形成されるフランジ部と、前記巻装部にその長手方向にスライド可能に嵌合される仕切板を有する樹脂製のボビンと、平板状の銅板であり、前記ボビンの巻装部のうち、一方のフランジ部と仕切板との間の１次側巻装部に所定巻数だけ巻装されており、前記１次側交流電力が供給される１次巻線と、平板状の銅板であり、前記ボビンの巻装部のうち、他方のフランジ部と仕切板との間の２次側巻装部に、前記１次巻線の巻数の所定倍の巻数だけ巻装されており、前記１次巻線に前記１次交流電力が供給されたとき電磁誘導により前記２次側交流電力を発生する２次巻線とを備えており、前記仕切板が、前記１次巻線及び２次巻線のそれぞれの巻数と前記１次巻線及び２次巻線それぞれの断面寸法に応じた位置に予め設定されており、前記１次巻線及び２次巻線がそれぞれ前記１次側巻装部及び２次側巻装部に互いに略同外寸となるように巻装されて、前記１次巻線及び２次巻線の巻き太りが防止されているものである。
【０００８】
請求項２の発明は、外部から入力される１次側交流電力を、電圧の高さが異なる２次側交流電力に変換するトランスであって、巻装部と、該巻装部の両端に形成されるフランジ部と、前記巻装部にその長手方向にスライド可能に嵌合される仕切板を有するボビンと、平板状の導体であり、前記ボビンの巻装部のうち、一方のフランジ部と仕切板との間の１次側巻装部に所定巻数だけ巻装されており、前記１次側交流電力が供給される１次巻線と、平板状の導体であり、前記ボビンの巻装部のうち、他方のフランジ部と仕切板との間の２次側巻装部に、前記１次巻線の巻数の所定倍の巻数だけ巻装されており、前記１次巻線に前記１次交流電力が供給されたとき電磁誘導により前記２次側交流電力を発生する２次巻線とを備えており、前記仕切板が、前記１次巻線及び２次巻線のそれぞれの巻数と前記１次巻線及び２次巻線それぞれの断面寸法に応じた位置に予め設定されており、前記１次巻線及び２次巻線が、それぞれ前記１次側巻装部及び２次側巻装部に互いに略同外寸となるように巻装されているものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記ボビンは、前記巻装部と、前記フランジ部と、前記仕切板とが一体に成型された樹脂部材であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、トランスのボビンの仕切板が１次巻線及び２次巻線のそれぞれの巻数と断面寸法に応じた位置に予め設定されており、平板状の銅板である１次巻線及び２次巻線がそれぞれ１次側巻装部及び２次側巻装部に互いに略同外寸となるように巻装されて巻き太りが防止される。これにより、１つのボビンで種々の電圧仕様や昇圧比に対応させることができ、トランスの製造コストを低減して電子機器の製造コストを低減可能となると共に、トランスを小型化して電子機器を小型化することが可能となる。また、磁束漏れが発生しにくく電子機器の消費電力が少なくなり、経済的とすることが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、仕切板が１次巻線及び２次巻線のそれぞれの巻数と断面寸法に応じた位置に予め設定されており、平板状の導体である１次巻線及び２次巻線がそれぞれ１次側巻装部及び２次側巻装部に互いに略同外寸となるように巻装されているので、上述と同様に、トランスの製造コストを低減させることが可能であると共に、トランスを小型化し、また経済的とすることが可能となる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ボビンは、巻装部と、フランジ部と、仕切板とが同時に成型された樹脂部材であるので、ボビンに仕切板を嵌合して組み立てる工程が不要となり、トランスの組立工程を省力化させたり製造コストをさらに低減させたりすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るトランスを示す。トランス１は、例えばプリンタ等の電子機器（図示せず）に搭載されるようなものであり、底面の外形寸法が例えば５ｃｍ四方程度であるものである。このトランス１は、外部から入力される商用電源等の１次側交流電力を、電圧の高さが異なる２次側交流電力に変換する。電子機器は、このトランス１により電圧の高さが変換された２次側交流電力を駆動電力として用い、種々の動作を行うものである。
【００１４】
トランス１は、ボビン２と、例えば厚みが０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度の平板状の銅板であってボビン２に巻装される１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂと、外部の回路基板等に接続されるピン４とを備えている。ボビン２は、例えば鉄等の強磁性体（図示せず）が内部に配された筒状の巻装部２１と、この巻装部２１の両端に形成されたフランジ部２２と、巻装部２１に、巻装部２１の長手方向（図の矢印Ａで示す）にスライド可能に嵌合されている仕切板２３とを有している。各フランジ部２２には、フランジ部２２から下方に突出するように、導体である複数のピン４が埋設されている。トランス１は、例えば電子機器の筐体内に配された回路基板上に、ピン４がその回路基板の回路に電気的に接続された状態で配置されて用いられる。本実施形態において、ボビン２は、例えば樹脂製であり、巻装部２１及び一方のフランジ部２２と、他方のフランジ部２２と、仕切板２３とが別体に成型されており、これらの成型後の部材を組み上げることにより構成されている。なお、ボビン２の材質及び構成はこれに限られるものではない。
【００１５】
図に示すように、１次巻線３ａは、巻装部２１のうち、一方のフランジ部２２と仕切板２３との間の１次側巻装部２１ａに所定巻数だけ巻装されている。また、２次巻線３ｂは、巻装部２１のうち、他方のフランジ部２２と仕切板２３との間の２次側巻装部２１ｂに、１次巻線３ａの巻数の所定倍の巻数だけ巻装されている。なお、１次巻線３ａと２次巻線３ｂは、規格等に基づいて、フランジ部２２との間に所定寸法の間隙が確保された状態でそれぞれ巻装されている。１次巻線３ａの両端部（図示せず）及び２次巻線３ｂの両端部（図示せず）には、例えば図示しないリード線等が接続されている。このリード線はピン４に接続されており、このトランス１が例えば上述のように回路基板上に配置されたとき、１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂがその回路基板の回路と電気的に接続されるように構成されている。なお、１次巻線３ａと２次巻線３ｂとのそれぞれの巻数は、所望の昇圧比や電圧仕様等に従って設定されるものである。
【００１６】
このトランス１は、上述のように電子機器等に配されるときには、１次巻線３ａにこの電子機器の外部から入力される１次側交流電力が供給されるように配される。そして、１次巻線３ａに１次側交流電力が供給されて電流が流れると、２次巻線３ｂには、１次巻線３ａに発生する磁束の影響を受けて電磁誘導により電流が流れ、２次側交流電力を発生する。このトランス１では、例えば、１次側交流電力として商用電源による電圧が約１００Ｖの交流電力が入力されて、２次側交流電力として電圧が約２４Ｖであり電流が約３Ａ程度の交流電力が出力される。なお、電圧値や電流値は、これに限られるものではない。
【００１７】
ここで、１次巻線３ａと２次巻線３ｂは、それぞれを流れる電流の大きさに応じた断面寸法となるように設定されるものである。１次巻線３ａと２次巻線３ｂは、仕切板２３がそれぞれの巻数と断面寸法に応じた位置に設定された状態で、それぞれ１次側巻装部２１ａ及び２次側巻装部２１ｂに互いに略同外寸となるように巻装される。換言すると、予め、仕切板２３の位置は、１次巻線３ａと２次巻線３ｂがボビン２の巻装部２１に巻装されたときに互いに略同外寸となるような位置に設定される。そして、その状態で、１次巻線３ａと２次巻線３ｂとがそれぞれ巻装される。
【００１８】
図２は、このトランス１において、上述と比較して２次側交流電力の電圧の高さが高くなるように、すなわち２次巻線３ｂの巻数を増やして昇圧比を変更したときの一例を示す。このように２次側交流電力の電圧の高さが高くなるように２次巻線３ｂの巻数を増やしたときには、２次側交流電力の電流の大きさは小さくなる。このため、２次巻線３ｂの銅板の断面寸法は、図１に示すときよりも小さくされている。このようなときには、図１に示すときと同一形状のボビン２を用いて、その仕切板２３の位置を変更して１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂと巻装することより、トランス１が構成される。
【００１９】
このようにトランス１を構成するときには、まず、１次巻線３ａと２次巻線３ｂのそれぞれの断面寸法と巻数に基づいて、仕切板２３の位置が設定される。本実施形態においては、２次巻線３ｂの銅板の断面積が小さくなっても、２次巻線の巻数が増えていることにより、２次巻線３ｂ全体としての断面寸法は図１に示すときよりも大きくなっているとする。このとき、仕切板２３の位置は、図１に示すときよりも１次側巻装部２１ａの長さが短く、２次側巻装部２１ｂの長さが長くなるような位置に設定される。これにより、トランス１は、図２に示すように、１次巻線３ａと２次巻線３ｂをそれぞれ巻装したときに、それぞれ互いに略同外寸となるように構成される。
【００２０】
このように、本実施形態においては、平板形状の銅板である１次巻線３ａ及び２次巻線３ｂが互いに略同外寸となるように巻装されているので、１次巻線３ａ又は２次巻線３ｂは銅板が隙間なく密集した状態に構成されて巻き太りが防止される。従って、トランス１を小型化することが可能となり、このトランス１が搭載される電子機器を小型化することが可能となる。また、銅板間の隙間が小さくなることから磁束漏れが発生しにくくなり、電子機器の消費電力が少なくなり、経済的とすることが可能となる。
【００２１】
そして、このトランス１では、ボビン２の仕切板２３をスライド可能であるので、１つのボビンで種々の電圧仕様や昇圧比、編成比に対応させることができ、トランスの製造コストを低減して電子機器の製造コストを低減することが可能となる。
【００２２】
なお、本実施形態においてはトランス１を小型化することが可能となるが、トランス１の寸法を従来と同程度の寸法でよいとすると、１次巻線３ａや２次巻線３ｂの銅板が密集した状態に構成される分、それらの断面積を大きくすることが可能となり、トランス１の発熱を抑えることも可能となる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、ボビン２は、巻装部２１と、フランジ部２２と、仕切板２３とが同時に成型されるようなものであってもよい。ボビン２をこのように構成することにより、各部材の成型後にボビンに仕切板を嵌合してボビンを組み立てる工程が不要となり、トランスの組立工程を省力化させたり製造コストをさらに低減させたりすることが可能となる。また、１次巻線３ａや２次巻線３ｂは、銅板ではなく、平板状の導体で構成されるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るトランスの概略下面図。
【図２】同上トランスの２次巻線の巻数を変更した場合を示す概略下面図。
【図３】従来のトランスの概略下面図。
【００２５】
１  トランス
２  ボビン
３ａ  １次巻線
３ｂ  ２次巻線
２１  巻装部
２１ａ  １次側巻装部
２１ｂ  ２次側巻装部
２２  フランジ部
２３  仕切板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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