(57)【要約】【課題】漏れ磁束を微細なところまで的確に微調整できるようにし、その調整、制御範囲を小さな値から大きな値まで大幅に広げることができるようにし、かつ、結合係数の調整、制御もできるようにし、共振の調整も可能にし、内部静電容量を小さくし、電流容量の大きなものにも適用できるようにし、高い安定性、高性能高特性が得られるようにし、構造を簡潔にして簡単かつ生産性よく低コストで製作できるようにし、もって、広範な顧客の要望を満たすことができるようにする。【解決手段】軸方向に併設する筒状の一次コイル１１と二次コイル１２との一部乃至全部の巻線相互を噛合状態に並行に重ね、この重なりの長さを変えることにより上記課題を解決できるようにした。【選択図】図２
2007180352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に併設する筒状の一次コイルと二次コイルとの一部乃至全部の巻線相互を噛合状態に並行に重ねたことを特徴とする高周波トランスのコイル組立体。
【請求項２】
上記一次コイルと上記二次コイルとを、それぞれ絶縁被覆平角導電帯のエッジワイズ巻きにより螺状コイルに形成するとともに、当該コイル相互を一部乃至全部で螺合させた請求項１記載の高周波トランスのコイル組立体。
【請求項３】
上記一次コイルと上記二次コイルとにおける噛合状態に並行に重ねる一部乃至全部の巻線相互を捻り合わせた請求項１記載の高周波トランスのコイル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏れ磁束を制御できる高周波トランスのコイル組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波トランスのコイル組立体の一つに下記特許文献１の図１３に示されているものがある。この高周波トランスのコイル組立体は、Ｕ状に形成した複数枚の平板状導体を端部同士で順次螺旋状に当接接続させながら絶縁材を介して積み重ねて、巻数の多い単数の一次コイルと巻数の少ない複数の二次コイルを形成し、これら複数の二次コイルを電気的に並列に結線して上記一次コイルの間に挟みこませ、全体を複数のボルト・ナットにより締め付けたものである。
【０００３】
しかし、この特許文献１の図１３のような構造では、ボルト・ナットの締め具合でコイル間の相互インダクタンスも結合係数も漏洩インダクタンスも甚だしくは自己インダクタンスまでもが変動して安定性が悪く、また、漏れ磁束の調整、制御が困難で、それらのインダクタンスや結合係数を十分良好なものにできず、高性能の高周波トランスは得られない。更に、部品点数が多くなり、製作が容易でなく、生産性が悪く、コスト高を招く。
【０００４】
次に、下記特許文献２に示されているものがある。この高周波トランスのコイル組立体は、一次コイルのパターンを形成した適数の誘電体基板と、二次コイルのパターンを形成した適数の誘電体基板とを積層し、それらを各々電気的に適宜に接続したものである。
【０００５】
しかし、この特許文献２の場合、そのような構造では結合係数や漏洩インダクタンス等を良好なものにできず、漏れ磁束の調整、制御は不可能であり、高性能の高周波トランスは得られない。勿論、電流容量の大きなものにすることは極めて困難である。
【０００６】
この点、下記特許文献３に示されているものでは、同一の基板に一次コイルと二次コイルのパターンを並行させて渦巻き状に形成したものを複数積層しているので、結合係数を高めることは可能である。
【０００７】
しかし、この特許文献３の場合でも、そのような構造では漏れ磁束の調整、制御は不可能であり、電流容量の大きなものにすることは極めて困難である。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１５０２５９号公報
【特許文献２】特開２００１−６９４１号公報
【特許文献３】特開２００２−１４１２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、一次コイルと二次コイルとの間の巻線相互の重なり具合を変えることで、漏れ磁束したがって漏洩インダクタンスを微細なところまで的確に微調整できるようにするとともに、その漏れ磁束したがって漏洩インダクタンスの調整、制御範囲をゼロに近い小さな値から大きな値まで大幅に広げることができるようにし、かつ、結合係数の調整、制御も行えるようにし、また、それらの調整、制御を容易に行えるようにし、更には、トランス内部乃至外部接続回路に存在する静電容量との共振等の調整も可能にし、電流容量の大きなものにも難なく適用できるようにして、加えて、トランス内部の静電容量を小さくできるようにし、高い安定性を呈し高性能高特性が期待できる優れた高周波トランスを提供できるようにし、しかも、構造を簡潔にして簡単かつ生産性よく低コストで製作できるようにし、もって、広範な顧客の要望を支障なく容易かつ迅速に満たすことができるようにすることをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
而して、本発明の高周波トランスのコイル組立体は、軸方向に併設する筒状の一次コイルと二次コイルとの一部乃至全部の巻線相互を噛合状態に並行に重ねたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、その構成により、一次コイルと二次コイルとにおいて、巻線相互が重なっていない部分で漏れ磁束が生じ、漏洩インダクタンスが生じるから、その重なりの長さを変えることだけで極めて容易に漏れ磁束及び漏洩インダクタンスを変化させることができ、コイル相互間の結合係数をも変えることができ、かつ、トランス内部の静電容量を小さくできる。したがって、上述の課題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
軸方向に併設する筒状の一次コイルと二次コイルとの一部乃至全部の巻線相互を噛合状態に並行に重ねて成る高周波トランスのコイル組立体にあって、上記一次コイルと上記二次コイルとを、それぞれ絶縁被覆平角導電帯のエッジワイズ巻きにより螺状コイルに形成するとともに、当該コイル相互を一部乃至全部で螺合させる。これについては実施例で詳細に説明する。
【００１３】
また、他の一つは、軸方向に併設する筒状の一次コイルと二次コイルとの一部乃至全部の巻線相互を噛合状態に並行に重ねて成る高周波トランスのコイル組立体にあって、上記一次コイルと上記二次コイルとにおける噛合状態に並行に重ねる巻線相互の一部乃至全部を捻り合わせる。つまり、試作試験によって一次コイルと二次コイルとの巻線相互で噛合状態に並行に重ねる部分の長さが寸法的に既に明らかになっている場合には、その巻線の巻回前に巻線相互の重なる部分同士を予め捻り合わせておけば、一次コイルと二次コイルの巻線が一つに連なった状態となるので、これを単に一つのコイルとして筒状に巻回すれば、結果的に、一次コイルと二次コイルとの巻線相互が要部で噛合状態に重なっているコイル組立体と同様のものに形成されることとなるのである。したがって、より一層簡単迅速に製作でき、コストダウンできる。
【実施例１】
【００１４】
図１乃至図３は、本発明に係るコイル組立体を備えた有鉄心の高周波トランスを示しており、この高周波トランスは、高さ方向に長いロ字状の閉磁路を形成したフェライトコア１の下部に一対の支持脚２をボルト・ナット３と締結バンド４で固定し、そのフェライトコア１の両側辺５に同一のコイル組立体６を１個宛都合２個装着している。
【００１５】
双方のコイル組立体６は、各々絶縁被覆平角導電帯７，８をエッジワイズ巻きして内径同士と外径同士が同径の螺状コイル９，１０に形成した一次コイル１１と二次コイル１２とを進退可動に螺合させるとともに、一次コイル１１相互と二次コイル１２相互とを一対の圧着端子１３，１４を介して電気的に並列又は直列に結線して成る。なお、絶縁被覆平角導電帯７，８には、ポリエステル樹脂被覆平角銅帯等を用いるとよい。
【００１６】
（１）実験その１
如上の構成において、双方のコイル組立体６の一次コイル１１と二次コイル１２をいずれも巻数１０Ｔに形成し、双方の一次コイル１１相互と二次コイル１２相互とを電気的に並列に結線し、一次コイル１１と二次コイル１２との螺合によって重なる双方の巻数を共々１０Ｔ（図４参照）から０Ｔまで１Ｔ宛変化させて、周波数が２０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚの各々の場合についてインダクタンスＬと漏洩インダクタンスＬｌとを測定したところ、次の結果を得た。
フェライトコア１          ：  ＵＵ１２０×１６０×１２０
絶縁被覆平角導電帯７，８  ：  ２×５．５  ＰＥＷ
使用測定機器              ：  ＨＰ製  ４１９４Ａ
ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ／ＧＡＩＮ−ＰＨＡＳＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ
ＩＮＴＥＧ  ＴＩＭＥ      ：  ＭＥＤ
ＡＶＥＲＡＧＩＮＧ        ：  ８
【００１７】
【表１】
2007180352.tif 000003
分離１  ：  一次コイル１１と二次コイル１２とが分離しただけのもの
分離２  ：  分離した各コイルの隙間を軸方向に圧縮したもの
【００１８】
この表１より、インダクタンスＬは、いずれの場合も大きく変動しないことがわかる。
【００１９】
【表２】
2007180352.tif 000004
分離１  ：  一次コイル１１と二次コイル１２とが分離しただけのもの
分離２  ：  分離した各コイルの隙間を軸方向に圧縮したもの
【００２０】
この表２を周波数毎のグラフにして見ると、図５乃至図７のようになり、漏洩インダクタンスＬｌは、重ねた巻数に対応して変化する滑らかな曲線となることがわかる。また、０Ｔ分離１の場合と０Ｔ分離２の場合とを比較するとその差は歴然としており、一次コイル１１と二次コイル１２とが重なっていない状態での各コイルの隙間が漏洩インダクタンスＬｌに大きく係わっていることがわかる。結果として、並列結線によるときは、一次コイル１１と二次コイル１２とのコイル間の螺動進退と漏洩インダクタンスＬｌの増減に関する特性は頗る安定で、漏洩インダクタンスＬｌすなわち漏れ磁束をコイル間の機械的な螺動進退でスムーズに微調整できるとともに、広範囲に的確に調整できることがわかり、コイル間の結合係数も同様にして調整できることがわかる。
【００２１】
（２）実験その２
前述の構成において、双方のコイル組立体６の一次コイル１１と二次コイル１２をいずれも巻数７２Ｔに形成し、双方の一次コイル１１相互と二次コイル１２相互とを電気的に直列に結線し、一次コイル１１と二次コイル１２の螺合によって重なる一方のコイル組立体６の巻数を７２Ｔ｛１００％｝（図８Ａ参照）の一定に、また、他方のコイル組立体６の巻数を７２Ｔ｛１００％｝、７１Ｔ｛９９％｝（図８Ｂ参照）、７０Ｔ｛９８％｝、６８Ｔ｛９５％｝、６５Ｔ｛９０％｝、６１Ｔ｛８５％｝、５７Ｔ｛８０％｝と変化させて、周波数が２０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚの各々の場合についてインダクタンスＬと漏洩インダクタンスＬｌとを測定したところ、次の結果を得た。
フェライトコア１          ：  ＵＵ１２０×１６０×１２０
絶縁被覆平角導電帯７，８  ：  ０．９×９  ＰＥＷ
使用測定機器              ：  ＨＰ製  ４１９４Ａ
ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ／ＧＡＩＮ−ＰＨＡＳＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ
ＩＮＴＥＧ  ＴＩＭＥ      ：  ＭＥＤ
ＡＶＥＲＡＧＩＮＧ        ：  ８
【００２２】
【表３】
2007180352.tif 000005
【００２３】
この表３によれば、インダクタンスＬは直列結線による高い値を呈するとともに、重ねた巻数が少なくなりかつ周波数が高くなるにつれてそのインダクタンスＬが増大して行くことがわかる。結果として、直列結線によるときは、インダクタンスＬの値を高くすることができるだけでなく、一次コイル１１と二次コイル１２とのコイル間の機械的な螺動進退でそのインダクタンスＬの大きさを微調整できるとともに、広い範囲に的確に調整できることがわかる。
【００２４】
【表４】
2007180352.tif 000006
【００２５】
この表４を周波数毎のグラフにして見ると、図９乃至図１１のようになり、漏洩インダクタンスＬｌは、重ねた巻数に対応して変化する滑らかな曲線となることがわかる。結果として、直列結線によるときは、一次コイル１１と二次コイル１２とのコイル間の螺動進退と漏洩インダクタンスＬｌの増減に関する特性は頗る安定で、漏洩インダクタンスＬｌすなわち漏れ磁束をコイル間の機械的な螺動進退でスムーズに微調整できるとともに、並列結線の場合よりも更に広い範囲に的確に調整できることがわかり、コイル間の結合係数も同様にして調整できることがわかる。
【００２６】
したがって、実施例１によれば、所期の課題を解決でき、所期の効果を発揮する。
【００２７】
なお、図示の実施例１では、コイル組立体６をフェライトコア１の両側辺５にだけ装着しているが、コイル組立体６の一次コイル１１と二次コイル１２とが各々絶縁被覆平角導電帯７，８をエッジワイズ巻きして螺状コイル９，１０に形成しているので、フェライトコア１のコーナー部及び上辺、下辺にも進出させることが可能で、これにより効率、性能を一層向上させることができる。
【実施例２】
【００２８】
図１２、図１３は、本発明に係るコイル組立体１個だけから成る空芯型の高周波トランスを示している。この場合の一個のコイル組立体６は、実施例１と同様に構成するので実施例１の説明をもって多くを省略するが、更に具体的には、一次コイル１１と二次コイル１２は、例えば０．８×８  ＰＥＷ  の絶縁被覆平角導電帯を用いて巻数７Ｔに形成して、進退可動に螺合させる。このようにして空芯型であっても単なるコイル相互の螺動進退により漏れ磁束したがって漏洩インダクタンスの調整ができ、コイル間の結合係数も調整ができる。したがって、この実施例２の場合も、所期の課題を解決でき、所期の効果を発揮する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の高周波トランスのコイル組立体は、コンバータ用トランス、絶縁用トランス、インピーダンス変換器等に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るコイル組立体の実施例１を示す平面図である。
【図２】同実施例１の正面図である。
【図３】同実施例１の一部截断側面図である。
【図４】同実施例１の実験その１についての説明図である。
【図５】上記実施例１の表２についての測定周波数２０ｋＨｚにおける漏洩インダクタンスを示すグラフである。
【図６】同実施例１の表２についての測定周波数５０ｋＨｚにおける漏洩インダクタンスを示すグラフである。
【図７】同実施例１の表２についての測定周波数１００ｋＨｚにおける漏洩インダクタンスを示すグラフである。
【図８】同実施例１の実験その２についての説明図である。
【図９】上記実施例１の表４についての測定周波数２０ｋＨｚにおける漏洩インダクタンスを示すグラフである。
【図１０】同実施例１の表４についての測定周波数５０ｋＨｚにおける漏洩インダクタンスを示すグラフである。
【図１１】同実施例１の表４についての測定周波数１００ｋＨｚにおける漏洩インダクタンスを示すグラフである。
【図１２】本発明に係る高周波トランスのコイル組立体の実施例２を示す平面図である。
【図１３】同実施例２の正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  フェライトコア
２  支持脚
３  ボルト・ナット
４  締結バンド
５  側辺
６  コイル組立体
・  絶縁被覆平角導電帯
９，１０  螺状コイル
１１  一次コイル
１２  二次コイル
１３，１４  圧着端子
【図１】
2007180352.tif 000007
【図２】
2007180352.tif 000008
【図３】
2007180352.tif 000009
【図４】
2007180352.tif 000010
【図５】
2007180352.tif 000011
【図６】
2007180352.tif 000012
【図７】
2007180352.tif 000013
【図８】
2007180352.tif 000014
【図９】
2007180352.tif 000015
【図１０】
2007180352.tif 000016
【図１１】
2007180352.tif 000017
【図１２】
2007180352.tif 000018
【図１３】
2007180352.tif 000019