(57)【要約】【課題】絶縁性スペーサ７を用いた絶縁トランスの組立作業性を向上させる。【解決手段】絶縁トランスは、筒部１１の両端につば部１２を有するボビン１と、筒部１１の周囲に巻回された２次巻線５と、一対のつば部１２の間に挿入される略Ｕ字形の絶縁性スペーサ７と、絶縁性スペーサ７の周囲に巻回される１次巻線と、筒部１１の内周側に配置されるコアと、からなる。絶縁性スペーサ７は、一対の側壁部７ａと底壁部７ｂとを有し、両側のコーナ部７ｄと側壁部７ａ，７ａの先端７ｃとの４点によって構成される四角形に沿って１次巻線６が巻き付けられる。絶縁性スペーサ７が一部材からなるので、組立作業性が向上する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部の両端につば部を有するボビンと、
上記筒部の周囲に巻回された第１の巻線と、
上記第１の巻線の外周を囲む略Ｕ字形をなし、かつ一対の上記つば部の間に保持された絶縁性スペーサと、
上記絶縁性スペーサの周囲に巻回された第２の巻線と、
上記筒部の内周側に配置されたコアと、
を備えてなる絶縁トランス。
【請求項２】
上記第１および第２の巻線を備えた上記ボビンが上記コアとともに収容されたケースと、
このケースの内部に充填されている絶縁性樹脂充填材と、
をさらに備えてなる請求項１に記載の絶縁トランス。
【請求項３】
上記つば部が、上記筒部と上記絶縁性スペーサとの間に連通した空気抜き用の開口部を備えている、ことを特徴とする請求項２に記載の絶縁トランス。
【請求項４】
上記絶縁性スペーサは、上記第１の巻線を挟んで互いに対向する一対の側壁部と、この一対の側壁部の一端部を互いに連結した底壁部と、を有し、
一対の側壁部の他端部の間に延びた第２の巻線が、上記第１の巻線から所定距離離れて位置するように、上記他端部の位置が設定されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁トランス。
【請求項５】
上記筒部が断面四角形をなし、
上記絶縁性スペーサは、１辺が開放されるとともに残りの３辺を上記側壁部および底壁部が構成する四角形に沿った形状をなしている、ことを特徴とする請求項４に記載の絶縁トランス。
【請求項６】
上記第１および第２の巻線を備えた上記ボビンを一対備え、これら一対のボビンが隣接して配置されており、
上記コアは、略Ｕ字形をなす一対のコア片に分割して構成され、各々のコア片の両端の脚部が一対のボビンの筒部の内周側にそれぞれ挿入されていて、実質的に無端に連続している、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の絶縁トランス。
【請求項７】
筒部の両端につば部を有するボビンに第１の巻線を巻き付ける工程と、
上記第１の巻線の外周を囲むように略Ｕ字形の絶縁性スペーサを一対のつば部の間に挿入する工程と、
上記絶縁性スペーサの周囲に第２の巻線を巻き付ける工程と、
上記筒部の内周側にコアを挿通配置する工程と、
このコアを組み付けた状態のボビンをケース内に配置する工程と、
このケース内に絶縁性樹脂材料を充填する工程と、
を備えてなる絶縁トランスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、１次巻線と２次巻線とがスペーサを介して重ねて巻回されている絶縁トランスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コアが挿通される筒部を有する合成樹脂製のボビンに２次巻線を巻回し、かつこの２次巻線の外周側に１次巻線を巻回してなる絶縁トランスが開示されている。詳しくは、筒部は断面四角形をなしており、ここに巻回された２次巻線の外側を平行な２面で挟むように、長方形の枠状をなす一対の絶縁性の合成樹脂製スペーサが２次巻線の両側に配置されている。このスペーサは、ボビンの一対のつば部に設けた装着溝によって、両つば部の間に挟み込まれた形に支持されており、平行に配置された２つのスペーサの外側に１次巻線が巻き付けられている。なお、巻線やコアが組み付けられたボビンは、最終的に、箱状のケース内に収容され、かつ、このケース内に絶縁樹脂材料が充填される。
【０００３】
さらに、特許文献１には、第２の実施例として、四角形をなすボビンの四隅に棒状の絶縁性スペーサをそれぞれ配置した構成が開示されている。この構成では、離れて位置する４つのスペーサの外側に１次巻線が巻き付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなスペーサを利用した従来の絶縁トランスにおいては、１次巻線を巻き付けるための支持体が複数個のスペーサに分割された構成となっているので、実際の製造工程としては、ボビンの筒部に２次巻線を巻き付けた後に、複数個のスペーサを順次取り付け、その後に１次巻線を巻き付けることとなり、組立作業に時間が掛かる、という問題がある。
【０００６】
また、１次巻線を巻き付ける際の張力を、分離配置した複数個のスペーサが受けるため、個々のスペーサをボビンのつば部で堅固に支持しなければならず、構成が複雑となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る絶縁トランスは、
筒部の両端につば部を有するボビンと、
上記筒部の周囲に巻回された第１の巻線と、
上記第１の巻線の外周を囲む略Ｕ字形をなし、かつ一対の上記つば部の間に保持された絶縁性スペーサと、
上記絶縁性スペーサの周囲に巻回された第２の巻線と、
上記筒部の内周側に配置されたコアと、
を備えて構成されている。
【０００８】
このような構成では、第１の巻線を巻き付けた後、この第１の巻線が略Ｕ字形の絶縁性スペーサの内側に位置するように単一の絶縁性スペーサを組み付ければよく、第１の巻線の三方を囲んだ略Ｕ字形の絶縁性スペーサの周囲に第２の巻線を巻回することで、第１の巻線と第２の巻線との間に適宜な間隔が確保される。つまり、略Ｕ字形をなす絶縁性スペーサは、周囲の一部が開放されているので、この開放部分を通して第１の巻線を絶縁性スペーサの内側に配置することができる。そして、この開放部分を含め絶縁性スペーサの周囲に第２の巻線を巻回すればよい。
【０００９】
なお、本発明において「略Ｕ字形」とは、一対の平行な直線と底部の曲線とからなる狭義のＵ字形のみを意味するものではなく、底部が直線状であってもよく、両側部が非直線であってもよい。つまり、第１の巻線の周囲の三方を囲む形状であれば足り、四角形の１辺が開放された形状やＣ字形に近い形状などを広く包含するものである。
【００１０】
好ましい一つの態様では、絶縁トランスは、
上記第１および第２の巻線を備えた上記ボビンが上記コアとともに収容されたケースと、
このケースの内部に充填されている絶縁性樹脂充填材と、
をさらに備えている。
【００１１】
このようにケース内に絶縁樹脂材料とともにボビンを収容する場合には、上記つば部が、上記筒部と上記絶縁性スペーサとの間に連通した空気抜き用の開口部を備えている、ことが望ましい。
【００１２】
また、本発明に係る絶縁トランスの製造方法は、
筒部の両端につば部を有するボビンに第１の巻線を巻き付ける工程と、
上記第１の巻線の外周を囲むように略Ｕ字形の絶縁性スペーサを一対のつば部の間に挿入する工程と、
上記絶縁性スペーサの周囲に第２の巻線を巻き付ける工程と、
上記筒部の内周側にコアを挿通配置する工程と、
このコアを組み付けた状態のボビンをケース内に配置する工程と、
このケース内に絶縁樹脂材料を充填する工程と、
を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、第２の巻線が巻回される絶縁性スペーサが１部材として構成されているので、組立作業が容易となる。また、複数個に分割されたスペーサに巻線が巻回される場合に比較して、第２の巻線を巻き付ける際の張力に対する絶縁性スペーサの剛性確保が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る絶縁トランスの一実施例を示す斜視図。
【図２】ボビンを単体で示す斜視図。
【図３】ボビンに２次巻線を巻回した状態を示す斜視図。
【図４】２次巻線を備えたボビンに絶縁性スペーサを挿入配置する工程を示す斜視図。
【図５】絶縁性スペーサの周囲に１次巻線を巻回した状態を示す斜視図。
【図６】同じく正面図。
【図７】一対のボビンにコアを組み付ける工程を示す斜視図。
【図８】コアを備えた一対のボビンをケース内に収容する工程を示す斜視図。
【図９】つば部に空気抜き用の開口部を備えた第２実施例のボビンの斜視図。
【図１０】この第２実施例のボビンをケース内に収容する工程を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明に係る絶縁トランスの一実施例を示している。この実施例の絶縁トランスは、後述するように１次巻線と２次巻線とが同心状に重ねて巻回された一対のボビン１，１と、各ボビン１の中心を貫通するとともに全体として四角形に連続したコア２と、これらのボビン１やコア２からなるサブアッセンブリ２１を収容した上面が開口した箱状のケース３と、このケース３内の余剰空間を埋めるように充填された絶縁性樹脂充填材４と、を備えている。絶縁性樹脂充填材４は、絶縁性を有するとともに少なくとも未硬化の段階では流動性を有する合成樹脂材料、例えばエポキシ樹脂やゲル状のシリコン樹脂等を用いることができる。なお、絶縁性樹脂充填材４は必ずしも透明なものではないが、図１では、説明のために、絶縁性樹脂充填材４を透視して内部の構成を示してある。
【００１７】
ボビン１は、ポリエチレンテレフタレートやフェノール樹脂などの絶縁性合成樹脂によって形成されたもので、図２に示すように、断面四角形の筒状をなす筒部１１と、この筒部１１の両端から該筒部１１の中心軸線と直交する平面に沿って延びた一対のつば部１２，１２と、を備えている。つば部１２は、筒部１１の断面形状と略相似形をなす矩形の外形を有し、かつ一対のつば部１２が、筒部１１の軸方向長さに相当する一定の間隔を介して互いに平行に形成されている。なお、つば部１２の中央に位置する筒部１１の両端は、コア挿通孔１３として開口している。また、筒部１１の上下の壁には、絶縁性樹脂充填材４の充填時の空気抜きのための矩形の開口部１４がそれぞれ設けられている。
【００１８】
上記ボビン１の筒部１１の周囲には、図３に示すように、第１の巻線、例えば２次巻線５が所定の巻き数でもって巻回されている。
【００１９】
このように筒部１１に巻回された２次巻線５の外周側には、図４に示すように、略Ｕ字形をなす絶縁性スペーサ７が挿入・配置される。絶縁性スペーサ７は、２次巻線５を挟んで互いに対向する一対の側壁部７ａ，７ａと、これら一対の側壁部７ａ，７ａの一端部同士を連結した底壁部７ｂと、を有する。本実施例では、一対の側壁部７ａ，７ａが互いに平行に延びた直線状をなすとともに、底壁部７ｂが側壁部７ａから直角に折れ曲がった直線状をなしている。そして、一対の側壁部７ａ，７ａの先端７ｃ，７ｃの間は、開放されている。つまり、絶縁性スペーサ７は、１辺が開放されるとともに残りの３辺を側壁部７ａ，７ａおよび底壁部７ｂが構成する四角形に沿った形状をなしている。また、絶縁性スペーサ７は、筒部１１の軸方向については、つば部１２，１２の間の間隔（図４のＬ２）に実質的に一致した一定の幅（Ｌ１）を有している。換言すれば、幅Ｌ１の細長い板状部材を略Ｕ字形に折り曲げたような形状を有している。この絶縁性スペーサ７は、ボビン１と同様に、ポリエチレンテレフタレートやフェノール樹脂などの適宜な剛性を有する絶縁性合成樹脂によって一体に成形されている。
【００２０】
絶縁性スペーサ７は、図４に示すように、一対の側壁部７ａ，７ａの先端７ｃ，７ｃの間の開放部分を筒部１１および２次巻線５が通過するようにして、一対のつば部１２，１２の間に挿入される。そして、挿入された絶縁性スペーサ７は、一対のつば部１２，１２に挟み込まれる形となって、つば部１２，１２の間に保持される。なお、必要に応じて、絶縁性スペーサ７を所定位置に確実に位置決めするように、絶縁性スペーサ７とつば部１２との間に適宜な係合部を設けることが望ましい。絶縁性スペーサ７自体が２次巻線５の外側面に接することで位置決めされる場合には、このような係合部は不要である。絶縁性スペーサ７をボビン１に組み付けた状態では、２次巻線５の三方が該絶縁性スペーサ７によって囲まれている。
【００２１】
第２の巻線となる１次巻線６は、図５、図６に示すように、絶縁性スペーサ７の周囲に所定の巻き数でもって巻回されている。詳しくは、絶縁性スペーサ７の底壁部７ｂ両側のコーナ部７ｄ，７ｄ（図４参照）と側壁部７ａ，７ａの先端７ｃ，７ｃとの４点によって構成される四角形に沿って１次巻線６が巻き付けられている。そして、この四角形に沿って巻回された１次巻線６は、筒部１１に巻回された２次巻線５の外周側に位置し、四角形の３辺については、絶縁性スペーサ７の側壁部７ａ，７ａならびに底壁部７ｂによって２次巻線５から絶縁されており、残りの１辺については、絶縁性スペーサ７が介在しないものの、２次巻線５との間で所定の距離が確保されている。換言すれば、略Ｕ字形の開放部分となる箇所において、１次巻線６が２次巻線５から所定の距離だけ離れるように、絶縁性スペーサ７の側壁部７ａ，７ａの先端７ｃ，７ｃの位置が設定されている。
【００２２】
このように２次巻線５および１次巻線６が巻回されたボビン１は、図７に示すように、一対のボビン１が隣接するように組み合わされ、かつコア２が各々の筒部１１のコア挿通孔１３を通して筒部１１の内周側に配置される。この実施例では、コア２がそれぞれ略Ｕ字形をなす一対のコア片２Ａ，２Ｂに分割して構成されており、各コア片２Ａ，２Ｂの両端から対向して延びる脚部１５，１５を筒部１１内に両側のコア挿通孔１３から挿入することで、実質的に無端に連続したコア２が構成されるようになっている。
【００２３】
コア２を組み付けた状態では、２次巻線５ならびに１次巻線６を備えた一対のボビン１，１がコア２とともに一体化されたケース３を具備しないサブアッセンブリ２１が完成する。このサブアッセンブリ２１は、図８に示すように、箱状のケース３内に収容され、そして、このケース３の内部に前述した絶縁性樹脂充填材４が充填されている。つまり、絶縁性樹脂充填材４となる樹脂材料が未硬化の状態でケース３内に注入・充填される。ケース３は、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートなどの適宜な合成樹脂材料を用いて形成することができる。なお、ケース３内に収容する際には、図示するように、略Ｕ字形の絶縁性スペーサ７の先端７ｃがケース３の開口面側となるような姿勢でもってサブアッセンブリ２１が配置されている。
【００２４】
ケース３内に充填された絶縁性樹脂充填材４は、サブアッセンブリ２１とケース３との間の空間を埋めるとともに、サブアッセンブリ２１内部の隙間例えば２次巻線５と絶縁性スペーサ７との間の隙間を埋める。そのため、２次巻線５と１次巻線６との間がより確実に絶縁されるとともに、１次巻線６が絶縁性スペーサ７とともに所定位置に確実に固定された状態となる。なお、筒部１１の上下２面に設けられている空気抜き用の開口部１４は、絶縁性樹脂充填材４の充填工程において、サブアッセンブリ２１の下方から上方へと空気を排出するのに寄与する。空気が円滑に排出されることで、充填された絶縁性樹脂充填材４に空気泡が残存することが抑制され、空気泡に起因したトランスの絶縁性能の劣化が抑制される。
【００２５】
このように、上記実施例の構成においては、１次巻線６を支持する絶縁性スペーサ７が略Ｕ字形の一部材のものとして構成されているので、ボビン１に対する絶縁性スペーサ７の組付工程が最小限となり、絶縁トランスの組立作業時間を短縮することができる。
【００２６】
また、略Ｕ字形に一体化されている絶縁性スペーサ７の周囲に１次巻線６を巻き付けるので、１次巻線６を巻き付ける際の張力に絶縁性スペーサ７自身が対抗することができる。つまり、スペーサを複数個に分割構成した場合のようにボビン１で堅固に支持する必要がなくなり、簡単な構成で絶縁性スペーサ７をボビン１に保持させることが可能となる。
【００２７】
次に、図９および図１０は、ボビン１のつば部１２に空気抜き用の開口部３１を設けた第２実施例を示している。これは、絶縁性スペーサ７の介在に起因した絶縁性樹脂充填材４内部での空気泡の残存を抑制するようにしたものであって、一対のつば部１２の各々に、絶縁性スペーサ７の底壁部７ｂと筒部１１との間の空間に連通した矩形の開口部３１が形成されている。図示例では、開口部３１をより大きく確保するために、底壁部７ｂと一対の側壁部７ａ，７ａと筒部１１とで囲まれる四角形の領域の全体に亘って開口部３１が開口している。また、筒部１１の端部においては、コア挿通孔１３と開口部３１とが連続している。そして、この実施例では、ケース３にサブアッセンブリ２１を収容する際に、絶縁性スペーサ７の底壁部７ｂが上方つまりケース３の開口面側となるような姿勢でサブアッセンブリ２１が配置される。従って、つば部１２に設けた上述の開口部３１は、筒部１１よりも上方に位置することとなる。
【００２８】
このように空気抜き用の開口部３１を設けた第２実施例においては、絶縁性樹脂充填材４の充填の際に、ボビン１のつば部１２，１２に挟まれた空間から開口部３１を通してボビン１の外側へと容易に空気が排出され、ボビン１の内側に空気泡が残存することがない。従って、筒部１１の周囲を略Ｕ字形の絶縁性スペーサ７が囲んでいることによる絶縁性樹脂充填材４中の空気泡の増加ひいては絶縁性能の劣化を回避することができる。
【００２９】
以上、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、この発明は図示した実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、筒部１１の周囲に第１の巻線として２次巻線５が巻回され、絶縁性スペーサ７の周囲に第２の巻線として１次巻線６が巻回されているが、第１の巻線を１次巻線とし、第２の巻線を２次巻線とした構成も勿論可能である。
【００３０】
また、略Ｕ字形の絶縁性スペーサ７としては、上記のような矩形の３辺に相当する形状に限定されず、一部が湾曲した形状や全体が湾曲したＣ字形に近い形状なども可能である。
【００３１】
さらに、空気抜き用の開口部３１の形状も種々変更が可能であり、小さな開口部を複数個形成するなども可能である。勿論、開口部３１は、コア挿通孔１３と不連続なものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…ボビン
２…コア
３…ケース
４…絶縁性樹脂充填材
５…２次巻線
６…１次巻線
７…絶縁性スペーサ
７ａ…側壁部
７ｂ…底壁部
１１…筒部
１２…つば部
１３…コア挿通孔
３１…開口部
【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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