JP5100720B2 - トランス - Google Patents

Description

この発明は、例えばスイッチング電源回路のパルストランスに適用することが可能なトランスに関する。

配線基板上への実装を容易としたトランスとして、つづみ形ボビンにコイルを巻装し、ボビンにコアを取付けて、トランス本体を構成し、トランス本体を絶縁材料からなるカバー内に収納した構成が知られている。さらに、ボビンの下部に１次側ピン端子基部を形成し、基部から下方に複数本の１次側ピンを植立し、カバーの下部から複数本の２次側ピンを植立する構成のトランスが下記の特許文献１に記載されている。

特開２００９−１６５８１号公報

特許文献１に記載されているトランスは、前面のみが開口とされた絶縁カバー内に前面からトランス本体を挿入する構成とされている。カバーの上面が塞がれているので、カバー内に収納されたトランス本体を確実に固定することができる。

しかしながら、カバーの上面を塞ぐ上面板のために、トランスで発生した熱を効率的に放熱させることができなかったり、トランスの高さが高くなり、小型化が妨げられる問題があった。

したがって、この発明の目的は、トランス本体が収納されるカバーの上面を開放することによって、放熱が良好で、高さを低くできるトランスを提供することにある。
さらに、この発明の目的は、組み立てが簡単であって、トランス本体をカバーに確実に固定することができるトランスを提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、中空部を有する中間部と、中間部の上側に位置する上フランジと、中間部の下側に位置する下フランジと、上フランジと一体に形成され、１８０°の対向角で位置し、巻線を外部に導出する貫通部を有する一対の上側突出片と、下フランジと一体に形成され、上側突出片より狭い幅の下側突出片と、下側突出片と対向する位置に下フランジと一体に形成され、ボビンに比してより大きな幅を有する１次側ピン端子基部と、１次側ピン端子基部から下方に延びる１次側ピン端子とを有するボビンと、
中間部に巻装されるコイルと、
ボビンの中空部に挿入される部分を有するコアと、
底面板と底面板の３辺に沿った位置から一対の側面板および背面板とがほぼ直角に立てられ、上面開口および前面開口を有し、背面板の外面の下部に形成された肉厚部から下方に延びる２次側ピン端子を有するカバーと、
カバーの前面開口を形成する一対の側面板の対向間隔と、コアの幅と、１次側ピン端子基部の幅とがほぼ等しいものに設定され、１次側ピン端子基部がカバーの前面開口の下部に位置する状態で、１次側ピン端子基部を係止するように、前面開口の近傍の一対の側面板の内面に形成される一対の係止つめと、
背面板の一部が外側へ突出されることによって形成され、上面開口から下方に延長する断面凹形のガイド溝と、
ガイド溝の上側エッジが背面板の上側エッジに比して低くなり、ガイド溝の上側エッジの高さを下側突出片と上側突出片との間隔にほぼ等しくするように形成される切欠きとを備え、
ガイド溝は、下側突出片の幅とほぼ等しい溝幅Ｗ２を有し、１次側ピン端子基部がカバーの前面開口の下部に位置するように、コアをカバー内に上面開口から下方に挿入する際に、下側突出片を案内する第１の溝と、溝幅Ｗ２より広く、上側突出片の幅に比してやや小さい開口幅Ｗ１を有する第２の溝とが深さ方向に重ねて形成されてなり、
第２の溝の開口幅Ｗ１を規定する一対の背面板の対向するエッジが上側突出片の両側に形成される切欠きと係合するトランスである。

この発明では、カバーの前面のみならず、上面も開放されている。したがって、トランスで発生する熱を効率的に放熱することができ、トランスの高さを低くすることができ、カバーの成型に必要とする樹脂の量を少なくできる。トランスの本体を上面からカバー内に挿入する場合、ボビンの下側突出片がカバーの背面板に形成されたガイド溝によってガイドされるので、組み立てが迅速且つ容易となる。さらに、カバーの前面開口近傍の係止つめによってトランス本体を係止するので、カバーに対してトランス本体を確実に固定できる。さらに、上側突出片と背面板とが係合することによって、カバーに対するトランス本体の取付けをさらに強固とできる。

この発明の一実施の形態を斜め上方から見た斜視図である。 この発明の一実施の形態を斜め下方から見た斜視図である。 この発明の一実施の形態のトランス本体とカバーとの分解斜視図である。 この発明の一実施の形態のトランス本体とカバーとの分解斜視図である。 この発明の一実施の形態における背面板に設けられたガイド溝の斜視図である。 この発明の一実施の形態のリードの導出状態を含む斜視図である。 この発明の一実施の形態のリードの導出状態を含む斜視図および一部拡大斜視図である。 この発明の一実施の形態のリードの導出状態を含む斜視図および一部拡大斜視図である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。

図１および図２は、一実施の形態によるトランスの斜視図である。図３および図４は、トランス本体とカバーとの分解斜視図である。１次側コイルおよび２次側コイルの導出については、これらの図１〜図４においては、省略されている。

「トランス本体」
図３および図４に示すように、トランス本体１００がカバー２００に上から嵌合される。トランス本体１００は、ボビン１０、コイル１７およびコア１８ａおよび１８ｂからなる。ボビン１０は、絶縁樹脂をつづみ形に成型したもので、円筒状の中間部と、中間部の上側に位置する上フランジと、中間部の下側に位置する下フランジとを有する。

上フランジと一体に一対の上側突出片１１ａおよび１１ｂが形成されている。上側突出片１１ａおよび１１ｂが１８０°の対向角で位置する。上側突出片１１ａおよび１１ｂは、矩形の板状にコイルガイド用の切欠き１２ａ、１２ｂが形成されたもので、互いに同一の形状とされている。

下フランジと一体に下側突出片１３が形成されている。下側突出片１３は、矩形の板状のもので、上側突出片１１ａおよび１１ｂに比して幅が小さいものである。すなわち、上側突出片１１ａおよび１１ｂの幅をＬ１とし、下側突出片１３の幅をＬ２と表すと、（Ｌ１＞Ｌ２）とされている。

下側突出片１３と対向する位置に下フランジと一体に１次側ピン端子基部１４が形成されている。１次側ピン端子基部１４から下方に１次側ピン１５が突出されている。複数例えば６本の１次側ピン端子１５が一列に並んで設けられている。煩雑さを避けるために、１次側ピン端子の１本に対して参照符号１５を付加する。１次側ピン端子基部１４が外側に突出し、１次側ピン端子１５およびコアの絶縁距離を確保するようになされる。

１次側ピン端子１５のそれぞれに対応してコイルを巻き付ける場合のコイルのガイド溝が１次側ピン端子基部１４に形成されている。１次側ピン端子基部１４の幅がカバー２００の側面板の対向間隔と等しいか、やや小とされている。１次側ピン端子基部１４の両側の上側コーナーの一部が切除されて切欠き１６ａ、１６ｂが形成される。

ボビン１０の中間部には、コイル１７が巻装される。コイル１７には、１次コイルおよび２次コイルが含まれる。ボビンに対するコイルの巻き方としては、１次コイルと２次コイルとを重ねて巻く方法、１次コイルを分割して２次コイルを挟む方法、１次コイルおよび２次コイルを上下に積層して巻く方法等を使用できる。１次側および２次側のコイルの絶縁は、絶縁皮膜、絶縁テープ等によって確保される。さらに、表皮効果により実効抵抗が増加することを防止するために、細い線を複数本並列に巻くようになされる。

中央および両端側に脚部を有するＥ字状であって、中央脚部付近の幅が内側に括れているコア１８ａおよび１８ｂが設けられる。コア１８ａの中央の脚部がボビンの中心の中空部に対して下側から挿入され、コイル１７の外側に両側の脚部が位置するようになされる。コア１８ｂがボビン１０の中空部に対して上方から挿入される。コア１８ａの各脚部の対向面と、コア１８ｂの脚部の対向面とが密着される。コア１８ａおよび１８ｂの外形の幅は、カバー２００の側面板の対向間隔に比してやや小とされている。なお、コアの形状としては、一対のＥ字状コアを組み合わせる構成に限らず、Ｅ字状コアとＩ字状コアとを組み合わせる構成を使用しても良い。

「カバーおよびトランス本体とカバーとの嵌合」
次に上述したトランス本体が嵌合されるカバー２００について説明する。カバー２００は、底面板２１と、底面板２１の３辺に沿った位置からほぼ直角に立てられた一対の側面板２２ａおよび２２ｂと背面板２３とを有する絶縁樹脂成型品である。カバー２００は、上面開口２４および前面開口２５を有する。

一実施の形態におけるトランスは、前面開口２５の側が１次側部分とされ、背面板２３の外表面側が２次側部分とされている。上側突出片１１ａおよび１次側ピン端子基部１４が前面開口２５内に位置し、上側突出片１１ｂおよび下側突出片１３が背面板２３の内側と対向するように、上面開口２４からトランス本体１００がカバー２００内に挿入される。上面開口２４が形成されているので、トランス本体１００をカバー２００内に挿入することが容易となる。さらに、上面開口２４を通じてトランス本体１００が発生した熱を放熱させることができる。実装時に上面開口２４の上部に放熱板（ヒートシンク）を位置させるようにしても良い。

図３および図４に示すように、背面板２３の一部が外側へ突出する断面凹型で、上下方向に延びるガイド溝２６が形成されている。ガイド溝２６の溝幅が下側突出片１３の幅とほぼ等しいものとされており、トランス本体１００をカバー２００に嵌合させる場合に、下側突出片１３がガイド溝２６によってガイドされる。したがって、トランスの組み立てを迅速、容易に行うことができる。コア１８ａおよび１８ｂの幅は、カバー２００の側面板２２ａおよび２２ｂの対向間隔とほぼ等しいので、コア１８ａおよび１８ｂの側面を組み立て時にガイドとして使用することもできる。但し、コア１８ａおよび１８ｂは、一般的に寸法のバラツキを持つので、ガイドとして使用するのに適しておらず、下側突出片１３とガイド溝２６とによるガイド機構が好ましい。ガイド溝２６の下端に支持部２７が形成され、下側突出片１３が支持部２７のストッパーとして機能する。

ガイド溝２６の上側エッジが背面板２３の上側エッジに比して低くなるように、切欠き２８が形成される。支持部２７の支持面からガイド溝２６の上側エッジまでの高さがボビンの下側突出片１３と上側突出片１１ｂとの間隔にほぼ等しいものとされる。

ガイド溝２６について、図５Ａを参照して説明する。ガイド溝２６は、下側突出片１３の幅Ｌ２とほぼ等しい溝幅Ｗ２を有する第１の溝２９ａと、溝幅Ｗ２より広い開口幅Ｗ１を有する第２の溝２９ｂとが深さ方向に重ねて形成されたものである。開口幅Ｗ１は、上側突出片１１ｂの幅Ｌ１に比してやや小さくされている。

図４に示すように、第２の溝２９ｂの開口幅Ｗ１を規定する背面板２３の対向するエッジが上側突出片１１ｂと接する位置に、背面板２３の厚みとほぼ等しい開口幅を有する切欠き３０ａおよび３０ｂが形成され、切欠き３０ａおよび３０ｂ内に背面板２３の対向するエッジがそれぞれ嵌合される。上側突出片１１ｂがガイド溝２６の上側エッジに接すると共に、切欠き３０ａおよび３０ｂと背面板２３の対向するエッジとがそれぞれ嵌合する。このような位置決めによって、トランス本体１００が回転して上側突出片１１ｂの側が上方に持ち上がることを防止することができる。

図５Ａに示すように、この発明の一実施の形態では、開口幅Ｗ１が底面の幅Ｗ２に比して広いので、第２の溝２９ｂの溝壁が斜面とされている。しかしながら、図５Ｂに示すように、第２の溝２９ｂの溝壁を垂直面としても良い。

カバー２００の前面開口２５を形成する一対の側面板２２ａおよび２２ｂの対向間隔と、１次側ピン端子基部１４の幅とがほぼ等しいものに設定される。トランス本体１００がカバー２００内に挿入され、１次側ピン端子基部１４がカバー２００の前面開口２５の下部に位置する状態（図１および図２参照）で、１次側ピン端子基部１４が一対の係止つめ３１ａおよび３１ｂによって係止される。係止つめ３１ａおよび３１ｂは、前面開口２５の近傍の一対の側面板２２ａおよび２２ｂの内面から突出して形成される。

図３に示すように、一対の係止つめ３１ａおよび３１ｂは、下方に向って高くなる傾斜面を有するくさび状とされている。トランス本体１００をカバー２００内に上から嵌合させる場合に、１次側ピン端子基部１４の側面が傾斜面に沿ってスライドし、カバー２００の幅がやや拡張される。カバー２００は、樹脂成型品であり、弾性を有する。そして、１次側ピン端子基部１４がカバー２００の前面開口２５の下部に位置する状態で、一対の係止つめ３１ａおよび３１ｂが１次側ピン端子基部１４に形成される切欠き１６ａおよび１６ｂ内に入り込む。切欠き１６ａおよび１６ｂと係止つめ３１ａおよび３１ｂとの係合によって、トランス本体１００がカバー２００に固定される。

図２および図４に示すように、カバー２００の背面板に形成された肉厚部から２本の２次側ピン端子３２が下方に向かって立てられている。煩雑さを避けるために、２次側ピン端子の１本に対して参照符号３２を付加する。

背面板２３の外面に上下方向に延びる断面凹形または断面Ｌ型のコイルガイド部が一体に設けられている。一実施の形態では、背面板２３のほぼ中央位置にフック３３が設けられ、背面板２３の両側にガイド溝３４ａおよび３４ｂが設けられている。フック３３およびガイド溝３４ａ、３４ｂは、図６および図７に示すように、２次コイルのリード端４３ａおよび４３ｂをガイドする。なお、コイルガイド部は、断面凹型の溝でも良い。

「コイルのリードの導出」
図６乃至図８を参照してコイル１７のリードの導出について説明する。図６および図７は、１次側コイルの１本のリード４１を導出する例を示し、図８は、５本のリード４１を導出する例を示す。図７Ｂは、図７Ａの一部を拡大して示し、図８Ｂは、図８Ａの一部を拡大して示す。２次側のコイルは、複数例えば３本の細線をよりあわせたより線を使用している。

１次側コイルのリード４１は、コイル１７の下の位置から引き出され、１次側ピン端子基部１４の前面に形成されているコイルガイド溝４２を通って１次側ピン端子１５に巻き付けられる。図示しない配線基板上に１次側ピン端子１５が挿入される穴（スルーホール）が形成されており、スルーホールに挿入された１次側ピン端子１５が基板の配線パターンとはんだ付けされる。１次側ピン端子１５が接続部品としての機能を有すると共に、トランスを基板に固定する支持部としての機能も有する。５本の１次側ピン端子１５の内でどのピン端子を使用するかは、回路数、配線基板の配線パターン等を考慮して決定される。

２次側コイルのリード４３ａおよび４３ｂは、ボビン１０の上側突出片１１ｂに形成された切欠き１２ｂを通じて外部に引き出される。リード４３ａおよび４３ｂが折り曲げられ、背面板２３の外表面に沿って下方に延長される。図示しない配線基板のスルーホールに対してリード４３ａおよび４３ｂが挿入され、配線パターンとはんだ付けされる。同様に、一対の２次側ピン端子３２が配線基板のスルーホールに対して挿入され、はんだ付けされる。この場合、２次側ピン端子３２は、トランスを基板に固定するために使用される。このように、２次側ピン端子３２およびリード４３ａおよび４３ｂの両者によってトランスが配線基板上に固定されるので、固定強度を増すことができる。なお、２次側ピン端子３２を使用して信号の伝送を行うようにしても良い。

２次側コイルのリード４３ａおよび４３ｂが背面板２３の外表面に配するので、リード４３ａおよび４３ｂとコア１８ａ、１８ｂとの絶縁を確実とすることができる。しかも、２次側ピン端子３２の一端が背面板２３の外表面に形成された肉厚部に圧入されているので、２次側ピン端子３２とコア１８ａ、１８ｂとの絶縁を確実とすることができる。

リード４３ａ、４３ｂ間の位置を規制することによって、リードのショートを防止するために、フック３３およびガイド溝３４ａ，３４ｂが使用される。リード４３ａ、４３ｂと、フック３３およびガイド溝３４ａ，３４ｂとの対応関係は、基板の配線パターンに応じて設定される。一例として、リード４３ａがフック３３によってガイドされ、リード４３ｂがガイド溝３４ａによってガイドされる。一実施の形態では、中央位置および両側にフック３３およびガイド溝３４ａ，３４ｂがそれぞれ設けられているので、リード４３ａ、４３ｂの導出位置の自由度が大きい利点がある。

「変形例」
この発明は、上述したこの発明の実施の形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１００・・・トランス本体
２００・・・カバー
１０・・・ボビン
１１ａ，１１ｂ・・・上側突出片
１３・・・下側突出片
１４・・・１次側ピン端子基部
１５・・・１次側ピン端子
１７・・・コイル
１８ａ，１８ｂ・・・コア
２１・・・底面板
２２ａ，２２ｂ・・・側面板
２３・・・背面板
２６・・・ガイド溝
３０ａ，３０ｂ・・・切欠き
３１ａ，３１ｂ・・・係止つめ
３２・・・２次側ピン端子
３３・・・フック
３４ａ，３４ｂ・・・ガイド溝
４１・・・１次側コイルのリード
４３ａ，４３ｂ・・・２次側コイルのリード

Claims (3)

1. 中空部を有する中間部と、上記中間部の上側に位置する上フランジと、上記中間部の下側に位置する下フランジと、上記上フランジと一体に形成され、１８０°の対向角で位置し、巻線を外部に導出する貫通部を有する一対の上側突出片と、上記下フランジと一体に形成され、上記上側突出片より狭い幅の下側突出片と、上記下側突出片と対向する位置に上記下フランジと一体に形成され、上記ボビンに比してより大きな幅を有する１次側ピン端子基部と、上記１次側ピン端子基部から下方に延びる１次側ピン端子とを有するボビンと、
   上記中間部に巻装されるコイルと、
   上記ボビンの上記中空部に挿入される部分を有するコアと、
   底面板と上記底面板の３辺に沿った位置から一対の側面板および背面板とがほぼ直角に立てられ、上面開口および前面開口を有し、上記背面板の外面の下部に形成された肉厚部から下方に延びる２次側ピン端子を有するカバーと、
   上記カバーの前面開口を形成する上記一対の側面板の対向間隔と、上記コアの幅と、上記１次側ピン端子基部の幅とがほぼ等しいものに設定され、上記１次側ピン端子基部が上記カバーの前面開口の下部に位置する状態で、上記１次側ピン端子基部を係止するように、上記前面開口の近傍の上記一対の側面板の内面に形成される一対の係止つめと、
   上記背面板の一部が外側へ突出されることによって形成され、上記上面開口から下方に延長する断面凹形のガイド溝と、
   上記ガイド溝の上側エッジが上記背面板の上側エッジに比して低くなり、上記ガイド溝の上側エッジの高さを上記下側突出片と上記上側突出片との間隔にほぼ等しくするように形成される切欠きとを備え、
   上記ガイド溝は、上記下側突出片の幅とほぼ等しい溝幅Ｗ２を有し、上記１次側ピン端子基部が上記カバーの前面開口の下部に位置するように、上記コアを上記カバー内に上記上面開口から下方に挿入する際に、上記下側突出片を案内する第１の溝と、上記溝幅Ｗ２より広く、上記上側突出片の幅に比してやや小さい開口幅Ｗ１を有する第２の溝とが深さ方向に重ねて形成されてなり、
   上記第２の溝の上記開口幅Ｗ１を規定する一対の上記背面板の対向するエッジが上記上側突出片の両側に形成される切欠きと係合するトランス。
2. 上記一対の係止つめは、下方に向って高くなる傾斜面を有するくさび状とされ、上記一対の係止つめが上記１次側ピン端子基部の上部コーナーに形成される切欠きに係合される請求項１記載のトランス。
3. 上記背面板に上下方向に延びる２次側コイルをガイドする断面凹形または断面Ｌ型のコイルガイド部を上記背面板の両側付近の位置および中央位置にそれぞれ有する請求項１記載のトランス。

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