JPH10125546A - リーケージトランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーケージコアと１次コイル，２次コイルと
の適正な絶縁距離を容易に確保しながら、低コスト化を
図り、かつ組立作業性を向上させるとともに、入力電力
や出力電流などの変動率を許容範囲内に確保することが
できるリーケージトランスを提供する。 【解決手段】 主コア２の厚さＬよりもリーケージコア
６の主コア厚さ方向の長さＬ1 が小さく設定されている
ので、リーケージコア６の長さ方向の位置ずれが生じて
も、リーケージコア６と１次，２次コイル４Ｐ，４Ｓと
の間の適正な絶縁距離Ｚを容易に確保でき、組立作業性
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主コアに１次コイ
ルと２次コイルが装着され、この１次コイルと２次コイ
ル間にリーケージコアが設けられたリーケージトランス
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、昇圧型のリーケージトランス
は、図６に示すように、Ｅ形コア２ＥとＩ形コア２Ｉか
らなる主コア２に１次コイル４Ｐと２次コイル４Ｓが装
着され、この１次コイル４Ｐと２次コイル４Ｓ間にリー
ケージコア６が設けられている。ここで、主コア２の幅
をＷ、高さをＨ、厚さ（長さ）をＬで示す。

【０００３】主コア２およびリーケージコア６は、例え
ば、けい素鋼板のような薄板材（ラミネートコア）を重
ね合わせたものが用いられ、図７（ａ）のように、リー
ケージコア６は、１次コイル４Ｐと２次コイル４Ｓ間の
磁気的結合を粗にして、主磁束ＭＦに対して漏れ磁束Ｌ
Ｆを発生させるために設けられている。主磁束ＭＦは、
１次コイル４Ｐおよび２次コイル４Ｓの回りのＥ形コア
２ＥおよびＩ形コア２Ｉを通路とし、漏れ磁束ＬＦは、
１次コイル４Ｐの回りに、リーケージコア６→Ｅ形コア
２Ｅの先端→Ｉ形コア２Ｉを通る閉回路を形成してお
り、この漏れ磁束ＬＦにより２次側を通る主磁束ＭＦを
減らして、１次側の電圧の上昇によって２次側の電圧が
過大になるのを防止している。

【０００４】リーケージコア６は、主コア２および１次
コイル，２次コイル４Ｐ，４Ｓとの接触面が絶縁シート
１８で絶縁されている。従来においては、図８（ａ）の
ように、リーケージコア６にＰＡ（ポリアミド）からな
る絶縁シート１８を巻き付け、その巻き方向の両端を接
着テープ１９で止めた状態で、この絶縁シート１８によ
る上記接触面での摩擦力により図７（ａ）のコイル収納
部５内に保持されていた。ここで、図７（ａ）（ｂ）の
ように、リーケージコア６の幅をＷ１、高さ（厚さ）を
Ｈ１、長さをＬ１で示す。図８（ｂ）に示すように、１
次コイルおよび２次コイル４Ｐ，４Ｓは、コイル収納部
５内に位置する部分の外周に絶縁シート２０が巻かれて
おり、これによって、主コア２およびリーケージコア６
との接触面が絶縁シート２０で絶縁されている。

【０００５】上記リーケージトランスは、例えば、鉄共
振安定化電源に用いられ、上記漏れ磁束ＬＦを利用した
自己レギュレーション機能により、入力電圧の変動に対
して出力電圧をほぼ一定に保つので、電子レンジやアー
ク溶接機などの電源として広く用いられている。

【０００６】一方、リーケージトランスは、上記のよう
に入力電圧が変動しても、出力電圧をほぼ一定に保つも
のであるが、入力電力や出力電流などは変動する。しか
し、これら入力電力や出力電流が大きく変動すると他の
機器に影響を及ぼすおそれがあるため、これらの変動率
も一定範囲内に制限する必要がある。

【０００７】他方、図７（ｂ）のように、リーケージ性
能を発揮するために、リーケージコア６と１次コイル，
２次コイル４Ｐ，４Ｓとの絶縁距離を適正値Ｚ以上を確
保する必要があり、そのために、巻いた絶縁紙１８の長
さをリーケージコア６の長さＬ1 より大きくするととも
に、組み立て時に、リーケージコア６をコイル収納部５
内で主コア２の厚さ方向に正確に位置決めしやすいよう
に、リーケージコア６の主コア厚さ方向に沿った長さＬ
1 を主コア２の厚さＬとほぼ同一に設定していた。ま
た、この場合、上記入力電力や出力電流などの変動率も
許容範囲内におさまり、変動率性能も確保されていた。
なお、絶縁距離とは、コア表面からコイル表面までの空
間距離と沿面距離のどちらか小さい方の距離をいう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リーケージトランスにおいて、リーケージコア６は絶縁
シート１８による摩擦力で保持されているだけなので、
組み立て時の振動等によって位置ずれが生じやすく、こ
のため、図７（ｂ）のように、リーケージコア６が主コ
ア２の表面から飛び出すと、リーケージコア６と１次コ
イル，２次コイル４Ｐ，４Ｓとの絶縁距離が短くなり絶
縁距離Ｚ1 となって、適正な絶縁距離Ｚ（Ｚ1 ＜Ｚ）を
確保することが困難であり、リーケージコア６の位置調
整をしながら組み立てを行うことから組立作業が煩雑で
あった。

【０００９】また、上記のように、リーケージコア６の
長さＬ1 が主コア２の厚さＬとほぼ同一としていたた
め、リーケージコア６の材料の使用量も低減できなかっ
た。したがって、材料の節約による低コスト化が図れな
かった。

【００１０】本発明は上記問題点を解決して、リーケー
ジコアと１次コイル，２次コイルとの適正な絶縁距離を
容易に確保しながら、低コスト化を図り、かつ組立作業
性を向上させるとともに、入力電力や出力電流などの変
動率を許容範囲内に確保することができるリーケージト
ランスを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１のリーケージトランスは、主コアと、主コ
アのコイル収納部に装着された１次コイルおよび２次コ
イルと、前記コイル収納部の１次コイルと２次コイル間
に挿入され、前記主コア，１次コイルおよび２次コイル
との接触面を絶縁する絶縁シートで覆われたリーケージ
コアとを有するリーケージトランスであって、主コアの
厚さよりも前記リーケージコアの主コア厚さ方向の長さ
が小さく設定されている。上記構成によれば、主コアの
厚さよりもリーケージコアの主コア厚さ方向の長さが小
さく設定されているので、リーケージコアの長さ方向の
位置ずれが生じても、リーケージコアと１次コイルおよ
び２次コイルとの間の適正な絶縁距離を容易に確保で
き、組立作業性が向上する。

【００１２】好ましくは、前記リーケージコアの主コア
厚さ方向の長さは、前記主コアの厚さの７４％以上で１
００％未満である。従って、リーケージコアと１次コイ
ルおよび２次コイル間の絶縁距離を確保するとともに、
入力電力や出力電流などの変動率を許容範囲内に確保す
ることができる。

【００１３】好ましくは、前記リーケージコアは、リー
ケージコアと接触する内面に粘着剤が付着したシートに
よって覆われている。従って、リーケージコアにシート
が確実に固定される。

【００１４】好ましくは、前記内面に粘着剤が付着した
シートは、リーケージコアを覆う主部と、この主部から
リーケージコアにおける主コアと接触する側面の延長面
に沿って延出する延出部とを有し、この延出部が前記コ
イル収納部の主コア内面に前記粘着剤を介して接着する
ことにより前記リーケージコアが主コアに固定されてい
る。従って、リーケージコアは、コイル収納部内で位置
ずれが生じないので、１次コイルおよび２次コイルとの
適正な絶縁距離を確実に得ることができ、組立作業性も
向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本発明のリーケージトランスは、図
６のように、例えば外鉄形の昇圧型トランスであり、主
コア２と、主コア２のコイル収納部５，５に装着された
１次コイル４Ｐおよび２次コイル４Ｓと、コイル収納部
５，５内の１次コイル４Ｐと２次コイル４Ｓとの間に設
けられたリーケージコア６，６とを備えている。この主
コア２の幅をＷ、高さをＨ、厚さ（長さ）をＬで示して
いる。

【００１６】図１（ａ）に、本発明の一実施形態に係る
リーケージトランスの正面図、（ｂ）にその側面図を示
す。図１（ａ）において、主コア２は、Ｅ形とＩ形の２
種類のけい素鋼板のような板材（ラミネートコア）をそ
れぞれ重ね合わせブロック化したＥ形コア２ＥとＩ形コ
ア２Ｉを接合したものである。このＥ形とＩ形の接合に
より、Ｅ形コア２Ｅの両脚部および中脚部と、Ｉ形コア
２Ｉとの間に２つのコイル収納部（窓部）５，５が形成
される。リーケージトランスは、このコイル収納部５，
５内に１次，２次コイル４Ｐ，４Ｓおよびこの間に挿入
したリーケージコア６を嵌め込んで組み立て、Ｅ形コア
２ＥとＩ形コア２Ｉを突き合わせ部７で溶接したのち
に、全体にワニス含浸処理が施されて形成される。

【００１７】上記リーケージコア６は、主コア２と同様
に板材（ラミネートコア）を重ね合わせて形成され、図
１（ａ）（ｂ）に示すように、その幅をＷ1 、高さをＨ
1 、長さ（主コア２の厚さ方向）をＬ1 で示している。
リーケージコア６は、リーケージコア６と主コア２およ
び１次コイル，２次コイル４Ｐ，４Ｓとの接触面を絶縁
するために、図８（ａ）の従来例の場合と同様に、リー
ケージコア６より長いＰＡ（ポリアミド）からなる絶縁
シート１８で巻き付けられ、巻いた絶縁シート１８から
リーケージコア６の両端部が露出しないようになってい
る。この場合、リーケージコア６はコイル収納部５内に
おいて絶縁シート１８との間の摩擦力で保持されてい
る。

【００１８】本発明のリーケージコア６は、図１（ｂ）
のように、リーケージコア６の長さＬ1 を前記主コア２
の厚さ（長さ）Ｌより小さく設けている。好ましくは、
リーケージコア６の長さＬ1 は、前記主コア２の厚さＬ
の７４％以上で１００％未満であること、つまり、０．
７４Ｌ≦Ｌ1 ＜Ｌの条件を満たすように設けられる。こ
のように、リーケージコア６自体の長さＬ1 を短くした
ので、リーケージコア６は、コイル収納部５内におい
て、たとえ組み立て時の振動等によってその長さ方向で
多少の位置ずれが生じても、主コア２の表面から飛び出
さないから、リーケージコア６と１次および２次コイル
４Ｐ，４Ｓとの絶縁距離が適正値Ｚより短くならず、適
正な絶縁距離Ｚを容易に確保することができる。また、
リーケージコア６の材料の使用量を低減でき、材料の節
約による低コスト化を図ることができる。

【００１９】図５に、リーケージコア６の長さＬ1 を変
化させた場合におけるリーケージトランスの性能の一例
を示す。横軸はリーケージコア６の長さＬ1 に対する主
コア２の長さＬの比を百分率で示したもの、つまりＬ1
／Ｌ（％）であり、縦軸は入力電力および出力電流の変
動率を示す。通常機器において、入力電力の変動率の許
容範囲は５０％以下、出力電流の変動率の許容範囲は４
０％以下である。図５において、この条件をともに満た
すのは、リーケージコア６の長さＬ1 が主コア２の長さ
Ｌの７４％以上の場合である。したがって、両方の変動
率がともに許容範囲内であるためには、上記したよう
に、０．７４Ｌ≦Ｌ１＜Ｌの条件を満たせばよいことが
確認される。なお、この条件を満たせば、力率などの他
の変動率についても許容範囲内であることが確認されて
いる。

【００２０】次に、第２実施形態の説明に移る。この第
２実施形態では、リーケージコア６と主コア２および１
次コイル，２次コイル４Ｐ，４Ｓとの接触面を絶縁する
絶縁シートに、第１実施形態と異なり、図３に示すよう
に、フィルム状の絶縁材２１にリーケージコア６と接触
する内面に粘着剤２２が付着したテープ（絶縁シート）
８を用いている。この絶縁材２１には、例えば、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられ、このテー
プ８の厚みは、好ましくは０．００１ｍｍ以上０．２ｍ
ｍ以下のものが用いられる。その他の構成は、第１実施
形態と同様であり、リーケージコア６の長さＬ1 も０．
７４Ｌ≦Ｌ１＜Ｌの条件に設定される。

【００２１】まず、図４（ａ）において、幅Ｗ１，高さ
Ｈ１，長さＬ１の直方体のリーケージコア６における上
下面，前後面，左右側面の６面全部を十分に覆う大きさ
のテープ８が用意される。したがって、テープ８の幅Ｗ
2 は、少なくともリーケージコア６の幅Ｗ１＋２×Ｈ１
以上のものが必要となる。

【００２２】テープ８の幅方向のほぼ中央部にリーケー
ジコア６を位置させ、リーケージコア６にテープ８の接
着面８ａを接触させてテープ８を巻き付ける。すると、
重ね合せ部８Ｋを有しながらリーケージコア６の上下面
および前後面が接着されたテープ８で覆われ、テープ８
側部が左右の外方に向かってはみ出した状態になる。つ
ぎに、図４（ｂ）のように、テープ８の左右のはみ出し
部の前部８Ｃおよび後部８Ｄを内側に折り畳みながら、
はみ出し部の下部８Ｂをそれぞれリーケージコア６の左
右側面に貼付し、上部８Ａを上方へ折り曲げておく。こ
うして、テープ８の主部８Ｓでリーケージコア６の６面
全部を覆うとともに、はみ出し部の上部８Ａからなる延
出部８Ｔが、接着面８ａを外方にして主コア２と接触す
るリーケージコア側面６ａの延長面に沿って上方に延出
した状態になる。

【００２３】リーケージトランスの組み立て時には、上
記した状態のリーケージコア６が図５のように、主コア
２のコア収納部５に挿入される。そして、リーケージコ
ア６の左右の延出部８Ｔが、それぞれリーケージコア６
に対向するコア収納部５内面の上方、つまり、２次コイ
ル４Ｓと主コア２間に挟まれた状態で主コア２の内面に
貼り付けられる。これにより、リーケージコア６がテー
プ８の延出部８Ｔで接着された状態で、コア収納部５に
固定されるので、組み立て時に、リーケージコア６が長
さ方向に位置ずれすることなく、リーケージコア６と１
次，２次コイル４Ｐ，４Ｓとの適正な絶縁距離を確実に
確保することができ、組立作業性が向上する。また、２
次コイル４Ｓと主コア２間にテープ８の延出部８Ｔが介
在するので、この間の絶縁も強化される。

【００２４】また、従来における図８（ａ）のＰＡ（ポ
リアミド）のような絶縁シート１８を用いた場合、リー
ケージコア６の高さＨ1 に厚い絶縁シート１８の厚みが
加わるため、図７（ａ）の１次コイルおよび２次コイル
４Ｐ，４Ｓの収納スペースが圧迫されて、その巻数を増
加できず、リーケージトランスの小型化が図れなかっ
た。そこで、第２実施形態では、リーケージコア６を巻
くテープ８の厚さを薄くしたので、リーケージトランス
の小型化を図ることができる。

【００２５】例えば、従来のＰＡからなる絶縁シート１
８の厚さを０．３８ｍｍ、本発明のＰＥＴからなるテー
プ８の厚さを０．０２ｍｍとすると、図８（ａ）の従来
例でも図４（ａ）の実施形態でも、リーケージコア６は
シートの重ね合せ部を入れて３枚分で巻かれているの
で、コイル収納部５における収納時の絶縁部分の厚さの
差は、 ０．３８×３−０．０２×３＝１．０８ になる。したがって、１．０８ｍｍだけコイル収納部５
のスペースがかせげるので、例えばコイル径を０．２７
ｍｍφとすると、０．２７×４＝１．０８でコイル４層
分余分に多く巻くことができる。こうして、コイルの巻
数が増えることにより主コア２の積厚枚数を減らすこと
ができるので、リーケージトランスを小型化できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、主コアの厚さよりもリ
ーケージコアの主コア厚さ方向の長さが小さく設定され
ているので、リーケージコアの長さ方向の位置ずれが生
じても、リーケージコアと１次コイルおよび２次コイル
との間の適正な絶縁距離を容易に確保でき、組立作業性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るリーケージ
トランスを示す正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２】リーケージトランスの性能を示す特性図であ
る。

【図３】テープを示す側面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）はリーケージコアにテープを巻
いた状態の一例を示す斜視図である。

【図５】リーケージコアを主コアに固定した状態を示す
一部正面図である。

【図６】リーケージトランスを示す斜視図である。

【図７】（ａ）は従来のリーケージトランスを示す正面
図、（ｂ）はその側面図である。

【図８】（ａ）は従来の絶縁シートを巻いたリーケージ
コア、（ｂ）は絶縁シートを巻いたコイルを示す斜視図
である。

【符号の説明】 ２…主コア、４Ｐ…１次コイル、４Ｓ…２次コイル、５
…コイル収納部、６…リーケージコア、８…絶縁シート
（テープ）、１８…絶縁シート、Ｌ…主コアの厚さ（長
さ）、Ｌ1 …リーケージコアの長さ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主コアと、主コアのコイル収納部に装着
   された１次コイルおよび２次コイルと、前記コイル収納
   部の１次コイルと２次コイル間に挿入され、前記主コ
   ア，１次コイルおよび２次コイルとの接触面を絶縁する
   絶縁シートで覆われたリーケージコアとを有するリーケ
   ージトランスであって、 主コアの厚さよりも前記リーケージコアの主コア厚さ方
   向の長さが小さく設定されているリーケージトランス。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記リーケージコア
   の主コア厚さ方向の長さは、前記主コアの厚さの７４％
   以上で１００％未満であるリーケージトランス。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記リーケ
   ージコアは、リーケージコアと接触する内面に粘着剤が
   付着したシートによって覆われているリーケージトラン
   ス。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記シートは、リー
   ケージコアを覆う主部と、この主部からリーケージコア
   における主コアと接触する側面の延長面に沿って延出す
   る延出部とを有し、この延出部が前記コイル収納部の主
   コア内面に前記粘着剤を介して接着することにより前記
   リーケージコアが主コアに固定されているリーケージト
   ランス。