トランス
【課題】被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供する。
【解決手段】一次コイル１１および二次コイル１２は、コア２の柱状部２０を中心に被覆導線３を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる。一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）は、巻数が多いコイル（一次コイル１１）よりも、被覆導線３の線径が大きい。一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、径方向（Ｙ方向）における被覆導線３の少なくとも一部が、軸線方向（Ｘ方向）に互いに重なるよう対向配置されている。
【解決手段】一次コイル１１および二次コイル１２は、コア２の柱状部２０を中心に被覆導線３を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる。一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）は、巻数が多いコイル（一次コイル１１）よりも、被覆導線３の線径が大きい。一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、径方向（Ｙ方向）における被覆導線３の少なくとも一部が、軸線方向（Ｘ方向）に互いに重なるよう対向配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆導線を渦巻状に巻回して形成した一次コイル及び二次コイルを有するトランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図１１に示すごとく、磁性体からなるコア９４と、該コア９４を中心に巻回した一次コイル９１および二次コイル９２とを有し、これら一次コイル９１と二次コイル９２との間で交流電圧の変圧を行うトランス９０が知られている（下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
トランス９０は、コア９４を中心に配置したボビン９３を備える。このボビン９３に被覆導線を螺旋状に巻回することにより、一次コイル９１および二次コイル９２を形成している。一次コイル９１と二次コイル９２の巻数は互いに異なる。一次コイル９１に交流電圧を印加すると、その交流電圧に、一次コイル９１の巻数ｎ１と二次コイル９２の巻数ｎ２の比ｎ２／ｎ１を乗じた電圧が二次コイル９２から出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６７１５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記トランス９０は、被覆導線を螺旋状に巻回して一次コイル９１と二次コイル９２とを形成しているため、軸線方向（Ｘ方向）の長さＬが大きくなりやすく、トランス９０が大型化しやすいという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するには、図１２に示すごとく、被覆導線を渦巻状に巻回する方法が考えられる。しかしながら、一次コイル９１と二次コイル９２とは巻数が異なるため、被覆導線を渦巻状に巻回すると、一次コイル９１の直径Ｄ１と二次コイル９２の直径Ｄ２とが大きく異なりやすい。例えば図１２の例では、一次コイル９１の巻数が二次コイル９２の巻数よりも多いため、一次コイル９１の直径Ｄ１が二次コイル９２の直径Ｄ２よりも大きくなってしまう。そのため、一次コイル９１の外周に、二次コイル９２と軸線方向（Ｘ方向）に隣接しない非隣接部９１ａができてしまう。
【０００７】
非隣接部９１ａができると、渦電流による損失が大きくなることが知られている。つまり、図１３に示すごとく、被覆導線に交流電流Ｉ（ｔ）を流すと、被覆導線の周りに磁界Ｈ（ｔ）が発生し、この磁界Ｈ（ｔ）の時間的変化を打ち消す方向に渦電流ｉ（ｔ）が流れる。図１４に示すごとく、一次コイル９１のうち、二次コイル９２と隣接している部分９１ｂでは、一次コイル９１の渦電流ｉ１（ｔ）と二次コイル９２の渦電流ｉ２（ｔ）とが反対方向に流れるため、これらの渦電流によって生じた磁界が打ち消しあい、渦電流が小さくなりやすい。しかしながら、一次コイル９１のうち、二次コイル９２と隣接しない非隣接部９１ａでは、二次コイル９２の渦電流ｉ２（ｔ）が近くを流れないため、渦電流ｉ１（ｔ）を低減しにくくなる。そのため、非隣接部９１ａでは、渦電流ｉ１（ｔ）による損失が大きくなりやすい。
【０００８】
このように、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイル９１及び二次コイル９２を形成すると、非隣接部９１ａが形成され、渦電流による損失が大きくなりやすいという問題がある。
【０００９】
なお、図１２の例では、一次コイル９１の直径Ｄ１が二次コイル９２の直径Ｄ２よりも大きくなっているが、二次コイル９２の直径Ｄ２が一次コイル９１の直径Ｄ１よりも大きく、二次コイル９２の外周に一次コイル９１と隣接しない非隣接部が形成された場合も同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち巻数が少ないコイルは、巻数が多いコイルよりも、上記被覆導線の線径が大きく、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランスにある（請求項１）。
【００１２】
第２の発明は、柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルと、
該一次コイルと該二次コイルとのうち少なくとも一方を保持する保持部材とを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記保持部材は、上記軸線方向に直交する板状部と、該板状部から上記軸線方向に突出すると共に該軸線方向から見た場合に渦巻状に形成された突部とを備え、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、巻数が少ない方のコイルは、上記保持部材の上記突部に沿って巻回されており、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランスにある（請求項６）。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明においては、一次コイルと二次コイルとのうち、巻数が少ないコイルを、巻数が多いコイルよりも、線径が大きい被覆導線を使って形成した。このようにすると、巻数が異なっていても、一次コイルの直径と二次コイルの直径とを近づけることが可能となる。そのため、一次コイルと二次コイルとを、内側から外側にわたって軸線方向に対向させやすくなる。そして、このように構成した一次コイルと二次コイルとを、中心側端部から外周側端部にわたって、コイルの径方向における被覆導線の少なくとも一部が、軸線方向に互いに重なるよう対向配置している。これにより、上記非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００１４】
なお、一次コイル及び二次コイルは、断面円形の被覆導線を使って形成できる他、断面多角形の被覆導線を使って形成することができる。また、「被覆導線の線径」とは、コイルの径方向における、絶縁被膜を含めた幅を意味する。すなわち、例えば、断面円形の被覆導線を使用する場合は、「被覆導線の線径」とは、絶縁被膜を含めた直径を意味し、断面正方形状の被覆導線を、その断面の一辺がコイルの径方向に平行となるように配置する場合は、断面における、絶縁被膜を含めた一辺の長さを意味する。
【００１５】
また、第２の発明においては、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち巻数が少ないコイルを、上記保持部材の上記突部に沿って巻回した。そのため、例えば、線径が互いに等しい被覆導線を使って、巻数が異なる一次コイルと二次コイルとを形成する場合であっても、巻数が少ないコイルを所定の間隔を空けて巻回することができ、一次コイルの直径と二次コイルの直径とを近づけることができる。これにより、一次コイルと二次コイルとを、内側から外側にわたって軸線方向に対向させることができ、一次コイル又は二次コイルに上記非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００１６】
以上のごとく、本発明によれば、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における、トランスの断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】実施例１における、保持部材の斜視図。
【図４】実施例１における、トランスの分解斜視図。
【図５】実施例１における、トランスの断面図。
【図６】図５の要部拡大図。
【図７】実施例２における、トランスの拡大断面図。
【図８】実施例３における、トランスの拡大断面図。
【図９】実施例４における、トランスの断面図。
【図１０】実施例４における、保持部材の断面図。
【図１１】従来例における、トランスの断面図。
【図１２】従来例における、被覆導線を渦巻状に巻いたトランスの断面図。
【図１３】従来例における、表皮効果の説明図。
【図１４】従来例における、非隣接部において渦電流による損失が大きくなる理由を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記トランスは、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載されたバッテリーを、商用電源を使って充電するための充電器に用いられる。
【００１９】
第１の発明において、上記一次コイルおよび上記二次コイルを構成する上記被覆導線は、それぞれ径方向に隣接する部分を互いに接触させた状態で渦巻状に巻回されており、上記一次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ１と、該一次コイルの巻数ｎ１と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ２と、該二次コイルの巻数ｎ２とが、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、一次コイル及び二次コイルが正確に巻回されたとき、径方向における、二次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とが近似する。そのため、特に巻き方を調整しなくても、一次コイルまたは二次コイルにおける、上記非隣接部の形成を充分に抑制できる。そのため、渦電流による損失を低減しやすい。
【００２０】
また、ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たしていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、一次コイル及び二次コイルが正確に巻回されたとき、径方向における、二次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とを一致させることができる。そのため、特に巻き方を調整しなくても、一次コイルまたは二次コイルにおける、上記非隣接部の形成を効果的に抑制できる。そのため、渦電流による損失を効果的に抑制できる。
【００２１】
また、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに異なり、上記絶縁被膜の厚さが互いに等しいことが好ましい（請求項４）。
この場合には、巻数が少ないコイルの発熱を抑制することができる。すなわち、上記構成にすると、巻数が少ないコイルにおける上記導体部の線径を大きくでき、巻数が多いコイルにおける導体部の線径を小さくすることができる。つまり、巻数が少ないコイルにおける導体部の断面積を大きくでき、該導体部の電気抵抗を小さくすることができる。トランスは、巻数が少ないコイルに大きな電流が流れるが、この大きな電流が流れる被覆導線の電気抵抗を低減できるため、電気抵抗による発熱を抑制できる。
【００２２】
また、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに等しく、上記絶縁被膜の厚さが互いに異なるよう構成されていてもよい（請求項５）。
この場合には、導体部の線径が互いに等しくても、一次コイルを構成する被覆導線の線径と、二次コイルを構成する被覆導線の線径とを互いに異ならせることができる。そのため、導体部を構成する金属の使用量を少なくすることができ、トランスの製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、第２の発明において、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、線径が互いに等しいことが好ましい（請求項７）。
この場合には、線径が互いに等しい被覆導線を使って一次コイルと二次コイルとを形成することができる。そのため、複数種類の被覆導線を用いる必要がなくなり、トランスの製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、仮に、被覆導線の線径を互いに異ならせるために、一方の被覆導線の絶縁被膜の厚さを厚くしようとすると、規格外の被覆導線を製造することとなるため、製造コストが上昇したり、製造時間が長くなる等の問題が生じる場合があるが、線径が互いに等しい被覆導線を使って一次コイルと二次コイルとを形成する場合は、規格内の被覆導線を使用できるため、このような問題が生じることを抑制できる。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるトランスにつき、図１〜図６を用いて説明する。本例のトランス１は、磁性体からなるコア２と、一次コイル１１と、二次コイル１２とを備える。コア２は、柱状に形成された柱状部２０を有する。一次コイル１１および二次コイル１２は、柱状部２０を中心に被覆導線３を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる。被覆導線３は、導体部３０と、該導体部３０の表面を被覆する絶縁被膜３１とからなる。また、一次コイル１１および二次コイル１２は、柱状部２０の軸線方向（Ｘ方向）に互いに隣接している。
【００２６】
一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、巻数が少ないコイル（図では二次コイル１２）は、巻数が多いコイル（図では一次コイル１１）よりも、被覆導線３の線径が大きい。
一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、径方向（Ｙ方向）における被覆導線３の少なくとも一部が、軸線方向（Ｘ方向）に互いに重なるよう対向配置されている。
【００２７】
図４に示すごとく、コア２は、Ｘ方向の一方側に配置される第１部分２ａと、Ｘ方向の他方側に配置される第２部分２ｂとからなる。第１部分２ａ及び第２部分２ｂは、Ｘ方向における平面視が略矩形状の板状本体部２３と、該板状本体部２３の両端からＸ方向に突出した第１側壁部２１及び第２側壁部２２とを備える。板状本体部２３の内側主面２３０から柱状部２０が、第１側壁部２１および第２側壁部２２の突出方向と同一方向に突出している。柱状部２０は円柱状に形成されている。第１側壁部２１の内側面２１０と、第２側壁部２２の内側面２２０とは、一次コイル１１および二次コイル１２を収容できるよう円弧状に形成されている。
【００２８】
図１に示すごとく、コア２は、第１側壁部２１ａ，２１ｂが端面２１５において当接し、第２側壁部２２ａ，２２ｂが端面２２５において当接し、柱状部２０ａ，２０ｂが先端面２０１において当接した状態で、第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせてなる。これら第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせた状態では、第１部分２ａの内側主面２３０ａから、第２部分２ｂの内側主面２３０ｂまでのＸ方向における長さは、後述する保持部材４のＸ方向における長さより若干長い。
【００２９】
図１、図４に示すごとく、コア２の第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせると、板状本体部２３ａ，２３ｂと、第１側壁部２１ａ，２１ｂと、第２側壁部２２ａ，２２ｂとによって、保持部材４に保持された一次コイル１１及び二次コイル１２を収容する収容空間Ｓが形成される。
【００３０】
また、図４に示すごとく、コア２には、第１側壁部２１と第２側壁部２２との間に開口部２５が形成されている。第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせ、保持部材４に保持された一次コイル１１および二次コイル１２を収納空間Ｓ内に収容すると、一次コイル１１、二次コイル１２、保持部材４の一部が開口部２５から突出する。
【００３１】
保持部材４は、図３に示すごとく、円筒部４８と、該円筒部４８から径方向（Ｙ方向）へ突出した４枚の板状部４０（４０ａ〜４０ｄ）とを備える。円筒部４８の内部４９には、コア２の柱状部２０（図１参照）が嵌合する。また、板状部４０は、それぞれ円板状に形成されている。板状部４０の板厚方向はＸ方向と一致する。第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂとは、円筒部４８のＸ方向における一方の端部に、所定間隔をおいて形成されている。また、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄとは、円筒部４８のＸ方向における他方の端部に、所定間隔をおいて形成されている。保持部材４は、樹脂材料からなる成形品である。
【００３２】
図２に示すごとく、第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂの間隔Ｗ３は、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径（直径）ｄ１と略同一である。また、第２板状部４０ｂの板厚Ｗ２は第１板状部４０ａの板厚Ｗ１よりも薄い。第２板状部４０ｂの板厚Ｗ２は被覆導線３ａの線径ｄ１よりも小さい。また、図１に示すごとく、第２板状部４０ｂと第３板状部４０ｃとは、それぞれ板厚が同一である。また、第１板状部４０ａと第４板状部４０ｄとは、それぞれ板厚が同一である。第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂとの間隔Ｗ３と、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄとの間隔Ｗ４とは同一である。
【００３３】
図１、図４に示すごとく、第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂの間および、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄの間に、一次コイル１１が巻回されている。一次コイル１１は、一本の被覆導線３ａからなる。また、第２板状部４０ｂの、第１板状部４０ａとは反対側の主面４００ｂと、第３板状部４０ｃの、第４板状部４０ｄとは反対側の主面４００ｃとには、これらの主面４００ｂ、４００ｃに接触するよう二次コイル１２が巻回されている。二次コイル１２は、一本の被覆導線３ｂからなる。
【００３４】
図２に示すごとく、本例では、断面円形の被覆導線３ａ，３ｂを使って、一次コイル１１及び二次コイル１２を形成している。一次コイル１１の方が、二次コイル１２よりも巻数が多い。二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径（直径）ｄ２は、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１よりも大きい。二次コイル１２の導体部３０ｂの線径（直径）ｄ２０は、一次コイル１１の導体部３０ａの線径（直径）ｄ１０よりも大きい。また、二次コイル１２の絶縁被膜３１ｂの厚さは、一次コイル１１の絶縁被膜３１ａの厚さと同一である。
【００３５】
上述したように、一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、径方向（Ｙ方向）における被覆導線３の少なくとも一部が、軸線方向（Ｘ方向）に互いに重なるよう対向配置されている。すなわち、本例では、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａのうち、最外周部１１５の内側部分１１６は、Ｘ方向において二次コイル１２と重なっており、最外周部１１５の外側部分１１７は、Ｘ方向において二次コイル１２と重ならないように構成されている。また、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａのうち、最外周部１１５以外の部分１１８は、全てがＸ方向において二次コイル１２と重なっている。
なお、上記中心側端部とは、一次コイル１１または二次コイル１２を構成する被覆導線３の端部のうち、柱状部２０に近い方の端部を意味し、上記外周側端部とは、一次コイル１１または二次コイル１２を構成する被覆導線３の端部のうち、柱状部２０から遠い方の端部を意味する。
【００３６】
また、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａと、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂとは、それぞれＹ方向に隣接する部分を互いに接触させた状態で渦巻状に巻回されている。一次コイル１１の巻数ｎ１と、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、二次コイル１２の巻数ｎ２と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２との間には、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
が成立している。
【００３７】
なお、図５、図６に示すごとく、
ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たすようにすることがより好ましい。例えば、ｎ１＝２０、ｎ２＝１２、ｄ１＝０．１８ｍｍ、ｄ２＝０．３ｍｍとすることができる。
【００３８】
本例の作用効果について説明する。本例では、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）を、巻数が多いコイル（一次コイル１１）よりも、線径が大きい被覆導線３ｂを使って形成した。このようにすると、巻数が異なっていても、図１に示すごとく、一次コイル１１の直径Ｄ１と二次コイル１２の直径Ｄ２とを近づけることが可能となる。そのため、一次コイル１１と二次コイル１２とを、内側から外側にわたってＸ方向に対向させやすくなる。そして、このように構成した一次コイル１１と二次コイル１２とを、中心側端部から外周側端部にわたって、Ｙ方向における被覆導線３の少なくとも一部が、Ｘ方向に互いに重なるよう対向配置している。これにより、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち一方のコイルに、他方のコイルと隣接しない非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００３９】
また、本例では、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、一次コイル１１の巻数ｎ１と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２と、二次コイル１２の巻数ｎ２とが、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしている。このようにすると、一次コイル及び二次コイルが正確に巻回されたとき、径方向（Ｙ方向）における、二次コイル１２の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイル１１の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とが近似する。そのため、特に巻き方を調整しなくても、一次コイル１１または二次コイル１２における、非隣接部の形成を充分に抑制できる。そのため、渦電流による損失を低減しやすい。
【００４０】
また、図５、図６に示すごとく、ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たすようにした場合には、一次コイル１１及び二次コイル１２が正確に巻回されたとき、径方向（Ｙ方向）における、二次コイル１２の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイル１１の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とを一致させることができる。そのため、一次コイル１１または二次コイル１２における、非隣接部の形成を効果的に抑制できる。そのため、渦電流による損失を効果的に抑制できる。
【００４１】
また、本例では、図２に示すごとく、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａと、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂとは、導体部３０の線径ｄ１０，ｄ２０が互いに異なり、絶縁被膜３１の厚さが互いに等しい。このようにすると、巻数が少ないコイルの発熱を抑制することができる。すなわち、上記構成にすると、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）における導体部３０ｂの線径ｄ２０を大きくでき、巻数が多いコイル（一次コイル１１）における導体部３０ａの線径ｄ１０を小さくすることができる。つまり、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）における導体部３０ｂの断面積を大きくでき、導体部３０ｂの電気抵抗を小さくすることができる。トランスは、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）に大きな電流が流れるが、この大きな電流が流れる被覆導線３ｂの電気抵抗を低減できるため、電気抵抗による発熱を抑制できる。
【００４２】
以上のごとく、本例によれば、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供することができる。
【００４３】
（実施例２）
本例は、一次コイル１１及び二次コイル１２の断面形状を変更した例である。図７に示すごとく、本例では、断面正方形状の被覆導線３ａ，３ｂを使って、一次コイル１１及び二次コイル１２を形成した。被覆導線３ａ，３ｂは、断面正方形状の導体部３０ａ，３０ｂと、絶縁被膜３１ｂとからなる。一次コイル１１と二次コイル１２とは、被覆導線３ａ，３ｂを、それぞれの側面が密着するように渦巻状に巻回して形成されている。一次コイル１１の巻数は、二次コイル１２の巻数よりも多い。二次コイル１２の線径ｄ２は、一次コイル１１の線径ｄ１よりも大きい。また、二次コイル１２の導体部３０ｂの線径ｄ２０は、一次コイル１１の導体部３０ａの線径ｄ１０よりも大きい。二次コイル１２の絶縁被膜３１ｂの厚さと、一次コイル１１の絶縁被膜３１ａの厚さとは略同一である。
一次コイル１１の巻数ｎ１と、一次コイル１１の線径ｄ１と、二次コイル１２の巻数ｎ２と、二次コイル１２の線径ｄ２とは、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしている。また、
ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たすようにすることがより好ましい。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４４】
本例の作用効果について説明する。本例では、断面正方形状の被覆導線３ａ，３ｂを用いて一次コイル１１及び二次コイル１２を形成したため、断面円形の被覆導線を用いる場合と比較して、導体部３０ａ，３０ｂの密度を高めることができる。そのため、大きな電流を流すことが可能になる。
【００４５】
なお、図示しないが、断面長方形状の被覆導線３ａ，３ｂを使って、一次コイル１１及び二次コイル１２を形成してもよい。この場合、例えば、断面における長辺が径方向（Ｙ方向）に平行となるように被覆導線３を巻回した場合、絶縁被膜３１を含む長辺が「被覆導線３の線径」となる。また、例えば、断面における短辺が径方向（Ｙ方向）に平行となるように被覆導線３を巻回した場合、絶縁被膜３１を含む短辺が「被覆導線３の線径」となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４６】
（実施例３）
本例は、一次コイル１１と二次コイル１２とで、絶縁被膜３１の厚さを変えた例である。図８に示すごとく、本例では一次コイル１１の導体部３０ａの線径ｄ１０と、二次コイル１２の導体部３０ｂの線径ｄ２０とは同一である。また、二次コイル１２の絶縁被膜３１ｂの厚さＷ２０は、一次コイル１１の絶縁被膜３１ａの厚さＷ１０よりも厚い。このようにすることで、二次コイル１２を構成する被覆導線３１ｂの線径ｄ２を、一次コイル１１を構成する被覆導線３１ａの線径ｄ１よりも大きくしている。一次コイル１１の巻数は二次コイル１２の巻数よりも多い。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４７】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、導体部３０ａ，３０ｂの線径ｄ１０，ｄ２０が互いに等しくても、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２とを互いに異ならせることができる。そのため、導体部３０ｂを構成する金属の使用量を少なくすることができ、トランス１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４８】
（実施例４）
本例は、保持部材４の形状を変更した例である。図９に示すごとく、本例の保持部材４は、実施例１と同様に、４枚の板状部４０ａ〜４０ｄを備える。第２板状部４０ｂの、第１板状部４０ａとは反対側の主面４００ｂには、第３板状部４０ｃへ向かってＸ方向に突出した突部４１ａが形成されている。また、第３板状部４０ｃの、第４板状部４０ｄとは反対側の主面４００ｃには、第２板状部４０ｂへ向かってＸ方向に突出した突部４１ｂが形成されている。突部４１は、図１０に示すごとく、Ｘ方向から見た場合に渦巻状に形成されている。
【００４９】
図９に示すごとく、一次コイル１１は、第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂの隙間と、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄの隙間とに巻回されている。また、二次コイル１２は、突部４１に沿って巻回されている。これにより、二次コイル１２を、Ｙ方向に所定の間隔をおいて巻回させている。
【００５０】
Ｙ方向における、突部４１の間隔Ｗ３０は、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２と略同一である。また、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２とは同一である。
二次コイル１２の直径Ｄ２と一次コイル１１の直径Ｄ１とは略同一である。
一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、Ｙ方向における被覆導線３ａ，３ｂの少なくとも一部が、Ｘ方向に互いに重なるよう対向配置されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。本例では、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）を、保持部材４の突部４１に沿って巻回した。そのため、線径ｄ１，ｄ２が等しい被覆導線３ａ，３ｂを使って、互いに巻数が異なる一次コイル１１と二次コイル１２とを形成した場合でも、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）を所定の間隔を空けて巻回することができ、それぞれのコイルの直径Ｄ１，Ｄ２を近づけることができる。これにより、一次コイル１１と二次コイル１２とを、内側から外側にわたってＸ方向に対向させることができ、一次コイル１１又は二次コイル１２に非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００５２】
また、本例では、線径が互いに等しい被覆導線３ａ，３ｂを使って一次コイル１１と二次コイル１２とを形成しているため、複数種類の被覆導線３を用いる必要がなくなり、トランス１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５３】
１ トランス
１１ 一次コイル
１２ 二次コイル
２ コア
２０ 柱状部材
３ 被覆導線
３０ 導体部
３１ 絶縁被膜
４ 保持部材
４０ 突部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆導線を渦巻状に巻回して形成した一次コイル及び二次コイルを有するトランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図１１に示すごとく、磁性体からなるコア９４と、該コア９４を中心に巻回した一次コイル９１および二次コイル９２とを有し、これら一次コイル９１と二次コイル９２との間で交流電圧の変圧を行うトランス９０が知られている（下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
トランス９０は、コア９４を中心に配置したボビン９３を備える。このボビン９３に被覆導線を螺旋状に巻回することにより、一次コイル９１および二次コイル９２を形成している。一次コイル９１と二次コイル９２の巻数は互いに異なる。一次コイル９１に交流電圧を印加すると、その交流電圧に、一次コイル９１の巻数ｎ１と二次コイル９２の巻数ｎ２の比ｎ２／ｎ１を乗じた電圧が二次コイル９２から出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６７１５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記トランス９０は、被覆導線を螺旋状に巻回して一次コイル９１と二次コイル９２とを形成しているため、軸線方向（Ｘ方向）の長さＬが大きくなりやすく、トランス９０が大型化しやすいという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するには、図１２に示すごとく、被覆導線を渦巻状に巻回する方法が考えられる。しかしながら、一次コイル９１と二次コイル９２とは巻数が異なるため、被覆導線を渦巻状に巻回すると、一次コイル９１の直径Ｄ１と二次コイル９２の直径Ｄ２とが大きく異なりやすい。例えば図１２の例では、一次コイル９１の巻数が二次コイル９２の巻数よりも多いため、一次コイル９１の直径Ｄ１が二次コイル９２の直径Ｄ２よりも大きくなってしまう。そのため、一次コイル９１の外周に、二次コイル９２と軸線方向（Ｘ方向）に隣接しない非隣接部９１ａができてしまう。
【０００７】
非隣接部９１ａができると、渦電流による損失が大きくなることが知られている。つまり、図１３に示すごとく、被覆導線に交流電流Ｉ（ｔ）を流すと、被覆導線の周りに磁界Ｈ（ｔ）が発生し、この磁界Ｈ（ｔ）の時間的変化を打ち消す方向に渦電流ｉ（ｔ）が流れる。図１４に示すごとく、一次コイル９１のうち、二次コイル９２と隣接している部分９１ｂでは、一次コイル９１の渦電流ｉ１（ｔ）と二次コイル９２の渦電流ｉ２（ｔ）とが反対方向に流れるため、これらの渦電流によって生じた磁界が打ち消しあい、渦電流が小さくなりやすい。しかしながら、一次コイル９１のうち、二次コイル９２と隣接しない非隣接部９１ａでは、二次コイル９２の渦電流ｉ２（ｔ）が近くを流れないため、渦電流ｉ１（ｔ）を低減しにくくなる。そのため、非隣接部９１ａでは、渦電流ｉ１（ｔ）による損失が大きくなりやすい。
【０００８】
このように、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイル９１及び二次コイル９２を形成すると、非隣接部９１ａが形成され、渦電流による損失が大きくなりやすいという問題がある。
【０００９】
なお、図１２の例では、一次コイル９１の直径Ｄ１が二次コイル９２の直径Ｄ２よりも大きくなっているが、二次コイル９２の直径Ｄ２が一次コイル９１の直径Ｄ１よりも大きく、二次コイル９２の外周に一次コイル９１と隣接しない非隣接部が形成された場合も同様の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち巻数が少ないコイルは、巻数が多いコイルよりも、上記被覆導線の線径が大きく、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランスにある（請求項１）。
【００１２】
第２の発明は、柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルと、
該一次コイルと該二次コイルとのうち少なくとも一方を保持する保持部材とを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記保持部材は、上記軸線方向に直交する板状部と、該板状部から上記軸線方向に突出すると共に該軸線方向から見た場合に渦巻状に形成された突部とを備え、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、巻数が少ない方のコイルは、上記保持部材の上記突部に沿って巻回されており、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランスにある（請求項６）。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明においては、一次コイルと二次コイルとのうち、巻数が少ないコイルを、巻数が多いコイルよりも、線径が大きい被覆導線を使って形成した。このようにすると、巻数が異なっていても、一次コイルの直径と二次コイルの直径とを近づけることが可能となる。そのため、一次コイルと二次コイルとを、内側から外側にわたって軸線方向に対向させやすくなる。そして、このように構成した一次コイルと二次コイルとを、中心側端部から外周側端部にわたって、コイルの径方向における被覆導線の少なくとも一部が、軸線方向に互いに重なるよう対向配置している。これにより、上記非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００１４】
なお、一次コイル及び二次コイルは、断面円形の被覆導線を使って形成できる他、断面多角形の被覆導線を使って形成することができる。また、「被覆導線の線径」とは、コイルの径方向における、絶縁被膜を含めた幅を意味する。すなわち、例えば、断面円形の被覆導線を使用する場合は、「被覆導線の線径」とは、絶縁被膜を含めた直径を意味し、断面正方形状の被覆導線を、その断面の一辺がコイルの径方向に平行となるように配置する場合は、断面における、絶縁被膜を含めた一辺の長さを意味する。
【００１５】
また、第２の発明においては、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち巻数が少ないコイルを、上記保持部材の上記突部に沿って巻回した。そのため、例えば、線径が互いに等しい被覆導線を使って、巻数が異なる一次コイルと二次コイルとを形成する場合であっても、巻数が少ないコイルを所定の間隔を空けて巻回することができ、一次コイルの直径と二次コイルの直径とを近づけることができる。これにより、一次コイルと二次コイルとを、内側から外側にわたって軸線方向に対向させることができ、一次コイル又は二次コイルに上記非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００１６】
以上のごとく、本発明によれば、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における、トランスの断面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】実施例１における、保持部材の斜視図。
【図４】実施例１における、トランスの分解斜視図。
【図５】実施例１における、トランスの断面図。
【図６】図５の要部拡大図。
【図７】実施例２における、トランスの拡大断面図。
【図８】実施例３における、トランスの拡大断面図。
【図９】実施例４における、トランスの断面図。
【図１０】実施例４における、保持部材の断面図。
【図１１】従来例における、トランスの断面図。
【図１２】従来例における、被覆導線を渦巻状に巻いたトランスの断面図。
【図１３】従来例における、表皮効果の説明図。
【図１４】従来例における、非隣接部において渦電流による損失が大きくなる理由を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記トランスは、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載されたバッテリーを、商用電源を使って充電するための充電器に用いられる。
【００１９】
第１の発明において、上記一次コイルおよび上記二次コイルを構成する上記被覆導線は、それぞれ径方向に隣接する部分を互いに接触させた状態で渦巻状に巻回されており、上記一次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ１と、該一次コイルの巻数ｎ１と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ２と、該二次コイルの巻数ｎ２とが、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、一次コイル及び二次コイルが正確に巻回されたとき、径方向における、二次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とが近似する。そのため、特に巻き方を調整しなくても、一次コイルまたは二次コイルにおける、上記非隣接部の形成を充分に抑制できる。そのため、渦電流による損失を低減しやすい。
【００２０】
また、ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たしていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、一次コイル及び二次コイルが正確に巻回されたとき、径方向における、二次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイルの中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とを一致させることができる。そのため、特に巻き方を調整しなくても、一次コイルまたは二次コイルにおける、上記非隣接部の形成を効果的に抑制できる。そのため、渦電流による損失を効果的に抑制できる。
【００２１】
また、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに異なり、上記絶縁被膜の厚さが互いに等しいことが好ましい（請求項４）。
この場合には、巻数が少ないコイルの発熱を抑制することができる。すなわち、上記構成にすると、巻数が少ないコイルにおける上記導体部の線径を大きくでき、巻数が多いコイルにおける導体部の線径を小さくすることができる。つまり、巻数が少ないコイルにおける導体部の断面積を大きくでき、該導体部の電気抵抗を小さくすることができる。トランスは、巻数が少ないコイルに大きな電流が流れるが、この大きな電流が流れる被覆導線の電気抵抗を低減できるため、電気抵抗による発熱を抑制できる。
【００２２】
また、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに等しく、上記絶縁被膜の厚さが互いに異なるよう構成されていてもよい（請求項５）。
この場合には、導体部の線径が互いに等しくても、一次コイルを構成する被覆導線の線径と、二次コイルを構成する被覆導線の線径とを互いに異ならせることができる。そのため、導体部を構成する金属の使用量を少なくすることができ、トランスの製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、第２の発明において、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、線径が互いに等しいことが好ましい（請求項７）。
この場合には、線径が互いに等しい被覆導線を使って一次コイルと二次コイルとを形成することができる。そのため、複数種類の被覆導線を用いる必要がなくなり、トランスの製造コストを低減することができる。
【００２４】
また、仮に、被覆導線の線径を互いに異ならせるために、一方の被覆導線の絶縁被膜の厚さを厚くしようとすると、規格外の被覆導線を製造することとなるため、製造コストが上昇したり、製造時間が長くなる等の問題が生じる場合があるが、線径が互いに等しい被覆導線を使って一次コイルと二次コイルとを形成する場合は、規格内の被覆導線を使用できるため、このような問題が生じることを抑制できる。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるトランスにつき、図１〜図６を用いて説明する。本例のトランス１は、磁性体からなるコア２と、一次コイル１１と、二次コイル１２とを備える。コア２は、柱状に形成された柱状部２０を有する。一次コイル１１および二次コイル１２は、柱状部２０を中心に被覆導線３を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる。被覆導線３は、導体部３０と、該導体部３０の表面を被覆する絶縁被膜３１とからなる。また、一次コイル１１および二次コイル１２は、柱状部２０の軸線方向（Ｘ方向）に互いに隣接している。
【００２６】
一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、巻数が少ないコイル（図では二次コイル１２）は、巻数が多いコイル（図では一次コイル１１）よりも、被覆導線３の線径が大きい。
一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、径方向（Ｙ方向）における被覆導線３の少なくとも一部が、軸線方向（Ｘ方向）に互いに重なるよう対向配置されている。
【００２７】
図４に示すごとく、コア２は、Ｘ方向の一方側に配置される第１部分２ａと、Ｘ方向の他方側に配置される第２部分２ｂとからなる。第１部分２ａ及び第２部分２ｂは、Ｘ方向における平面視が略矩形状の板状本体部２３と、該板状本体部２３の両端からＸ方向に突出した第１側壁部２１及び第２側壁部２２とを備える。板状本体部２３の内側主面２３０から柱状部２０が、第１側壁部２１および第２側壁部２２の突出方向と同一方向に突出している。柱状部２０は円柱状に形成されている。第１側壁部２１の内側面２１０と、第２側壁部２２の内側面２２０とは、一次コイル１１および二次コイル１２を収容できるよう円弧状に形成されている。
【００２８】
図１に示すごとく、コア２は、第１側壁部２１ａ，２１ｂが端面２１５において当接し、第２側壁部２２ａ，２２ｂが端面２２５において当接し、柱状部２０ａ，２０ｂが先端面２０１において当接した状態で、第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせてなる。これら第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせた状態では、第１部分２ａの内側主面２３０ａから、第２部分２ｂの内側主面２３０ｂまでのＸ方向における長さは、後述する保持部材４のＸ方向における長さより若干長い。
【００２９】
図１、図４に示すごとく、コア２の第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせると、板状本体部２３ａ，２３ｂと、第１側壁部２１ａ，２１ｂと、第２側壁部２２ａ，２２ｂとによって、保持部材４に保持された一次コイル１１及び二次コイル１２を収容する収容空間Ｓが形成される。
【００３０】
また、図４に示すごとく、コア２には、第１側壁部２１と第２側壁部２２との間に開口部２５が形成されている。第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせ、保持部材４に保持された一次コイル１１および二次コイル１２を収納空間Ｓ内に収容すると、一次コイル１１、二次コイル１２、保持部材４の一部が開口部２５から突出する。
【００３１】
保持部材４は、図３に示すごとく、円筒部４８と、該円筒部４８から径方向（Ｙ方向）へ突出した４枚の板状部４０（４０ａ〜４０ｄ）とを備える。円筒部４８の内部４９には、コア２の柱状部２０（図１参照）が嵌合する。また、板状部４０は、それぞれ円板状に形成されている。板状部４０の板厚方向はＸ方向と一致する。第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂとは、円筒部４８のＸ方向における一方の端部に、所定間隔をおいて形成されている。また、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄとは、円筒部４８のＸ方向における他方の端部に、所定間隔をおいて形成されている。保持部材４は、樹脂材料からなる成形品である。
【００３２】
図２に示すごとく、第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂの間隔Ｗ３は、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径（直径）ｄ１と略同一である。また、第２板状部４０ｂの板厚Ｗ２は第１板状部４０ａの板厚Ｗ１よりも薄い。第２板状部４０ｂの板厚Ｗ２は被覆導線３ａの線径ｄ１よりも小さい。また、図１に示すごとく、第２板状部４０ｂと第３板状部４０ｃとは、それぞれ板厚が同一である。また、第１板状部４０ａと第４板状部４０ｄとは、それぞれ板厚が同一である。第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂとの間隔Ｗ３と、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄとの間隔Ｗ４とは同一である。
【００３３】
図１、図４に示すごとく、第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂの間および、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄの間に、一次コイル１１が巻回されている。一次コイル１１は、一本の被覆導線３ａからなる。また、第２板状部４０ｂの、第１板状部４０ａとは反対側の主面４００ｂと、第３板状部４０ｃの、第４板状部４０ｄとは反対側の主面４００ｃとには、これらの主面４００ｂ、４００ｃに接触するよう二次コイル１２が巻回されている。二次コイル１２は、一本の被覆導線３ｂからなる。
【００３４】
図２に示すごとく、本例では、断面円形の被覆導線３ａ，３ｂを使って、一次コイル１１及び二次コイル１２を形成している。一次コイル１１の方が、二次コイル１２よりも巻数が多い。二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径（直径）ｄ２は、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１よりも大きい。二次コイル１２の導体部３０ｂの線径（直径）ｄ２０は、一次コイル１１の導体部３０ａの線径（直径）ｄ１０よりも大きい。また、二次コイル１２の絶縁被膜３１ｂの厚さは、一次コイル１１の絶縁被膜３１ａの厚さと同一である。
【００３５】
上述したように、一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、径方向（Ｙ方向）における被覆導線３の少なくとも一部が、軸線方向（Ｘ方向）に互いに重なるよう対向配置されている。すなわち、本例では、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａのうち、最外周部１１５の内側部分１１６は、Ｘ方向において二次コイル１２と重なっており、最外周部１１５の外側部分１１７は、Ｘ方向において二次コイル１２と重ならないように構成されている。また、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａのうち、最外周部１１５以外の部分１１８は、全てがＸ方向において二次コイル１２と重なっている。
なお、上記中心側端部とは、一次コイル１１または二次コイル１２を構成する被覆導線３の端部のうち、柱状部２０に近い方の端部を意味し、上記外周側端部とは、一次コイル１１または二次コイル１２を構成する被覆導線３の端部のうち、柱状部２０から遠い方の端部を意味する。
【００３６】
また、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａと、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂとは、それぞれＹ方向に隣接する部分を互いに接触させた状態で渦巻状に巻回されている。一次コイル１１の巻数ｎ１と、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、二次コイル１２の巻数ｎ２と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２との間には、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
が成立している。
【００３７】
なお、図５、図６に示すごとく、
ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たすようにすることがより好ましい。例えば、ｎ１＝２０、ｎ２＝１２、ｄ１＝０．１８ｍｍ、ｄ２＝０．３ｍｍとすることができる。
【００３８】
本例の作用効果について説明する。本例では、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）を、巻数が多いコイル（一次コイル１１）よりも、線径が大きい被覆導線３ｂを使って形成した。このようにすると、巻数が異なっていても、図１に示すごとく、一次コイル１１の直径Ｄ１と二次コイル１２の直径Ｄ２とを近づけることが可能となる。そのため、一次コイル１１と二次コイル１２とを、内側から外側にわたってＸ方向に対向させやすくなる。そして、このように構成した一次コイル１１と二次コイル１２とを、中心側端部から外周側端部にわたって、Ｙ方向における被覆導線３の少なくとも一部が、Ｘ方向に互いに重なるよう対向配置している。これにより、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち一方のコイルに、他方のコイルと隣接しない非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００３９】
また、本例では、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、一次コイル１１の巻数ｎ１と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２と、二次コイル１２の巻数ｎ２とが、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしている。このようにすると、一次コイル及び二次コイルが正確に巻回されたとき、径方向（Ｙ方向）における、二次コイル１２の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイル１１の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とが近似する。そのため、特に巻き方を調整しなくても、一次コイル１１または二次コイル１２における、非隣接部の形成を充分に抑制できる。そのため、渦電流による損失を低減しやすい。
【００４０】
また、図５、図６に示すごとく、ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たすようにした場合には、一次コイル１１及び二次コイル１２が正確に巻回されたとき、径方向（Ｙ方向）における、二次コイル１２の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ２×ｄ２）と、一次コイル１１の中心側端部と外周側端部との間の幅（ｎ１×ｄ１）とを一致させることができる。そのため、一次コイル１１または二次コイル１２における、非隣接部の形成を効果的に抑制できる。そのため、渦電流による損失を効果的に抑制できる。
【００４１】
また、本例では、図２に示すごとく、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａと、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂとは、導体部３０の線径ｄ１０，ｄ２０が互いに異なり、絶縁被膜３１の厚さが互いに等しい。このようにすると、巻数が少ないコイルの発熱を抑制することができる。すなわち、上記構成にすると、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）における導体部３０ｂの線径ｄ２０を大きくでき、巻数が多いコイル（一次コイル１１）における導体部３０ａの線径ｄ１０を小さくすることができる。つまり、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）における導体部３０ｂの断面積を大きくでき、導体部３０ｂの電気抵抗を小さくすることができる。トランスは、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）に大きな電流が流れるが、この大きな電流が流れる被覆導線３ｂの電気抵抗を低減できるため、電気抵抗による発熱を抑制できる。
【００４２】
以上のごとく、本例によれば、被覆導線を渦巻状に巻回して一次コイルおよび二次コイルを形成した場合でも、渦電流による損失を抑制できるトランスを提供することができる。
【００４３】
（実施例２）
本例は、一次コイル１１及び二次コイル１２の断面形状を変更した例である。図７に示すごとく、本例では、断面正方形状の被覆導線３ａ，３ｂを使って、一次コイル１１及び二次コイル１２を形成した。被覆導線３ａ，３ｂは、断面正方形状の導体部３０ａ，３０ｂと、絶縁被膜３１ｂとからなる。一次コイル１１と二次コイル１２とは、被覆導線３ａ，３ｂを、それぞれの側面が密着するように渦巻状に巻回して形成されている。一次コイル１１の巻数は、二次コイル１２の巻数よりも多い。二次コイル１２の線径ｄ２は、一次コイル１１の線径ｄ１よりも大きい。また、二次コイル１２の導体部３０ｂの線径ｄ２０は、一次コイル１１の導体部３０ａの線径ｄ１０よりも大きい。二次コイル１２の絶縁被膜３１ｂの厚さと、一次コイル１１の絶縁被膜３１ａの厚さとは略同一である。
一次コイル１１の巻数ｎ１と、一次コイル１１の線径ｄ１と、二次コイル１２の巻数ｎ２と、二次コイル１２の線径ｄ２とは、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしている。また、
ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たすようにすることがより好ましい。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４４】
本例の作用効果について説明する。本例では、断面正方形状の被覆導線３ａ，３ｂを用いて一次コイル１１及び二次コイル１２を形成したため、断面円形の被覆導線を用いる場合と比較して、導体部３０ａ，３０ｂの密度を高めることができる。そのため、大きな電流を流すことが可能になる。
【００４５】
なお、図示しないが、断面長方形状の被覆導線３ａ，３ｂを使って、一次コイル１１及び二次コイル１２を形成してもよい。この場合、例えば、断面における長辺が径方向（Ｙ方向）に平行となるように被覆導線３を巻回した場合、絶縁被膜３１を含む長辺が「被覆導線３の線径」となる。また、例えば、断面における短辺が径方向（Ｙ方向）に平行となるように被覆導線３を巻回した場合、絶縁被膜３１を含む短辺が「被覆導線３の線径」となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４６】
（実施例３）
本例は、一次コイル１１と二次コイル１２とで、絶縁被膜３１の厚さを変えた例である。図８に示すごとく、本例では一次コイル１１の導体部３０ａの線径ｄ１０と、二次コイル１２の導体部３０ｂの線径ｄ２０とは同一である。また、二次コイル１２の絶縁被膜３１ｂの厚さＷ２０は、一次コイル１１の絶縁被膜３１ａの厚さＷ１０よりも厚い。このようにすることで、二次コイル１２を構成する被覆導線３１ｂの線径ｄ２を、一次コイル１１を構成する被覆導線３１ａの線径ｄ１よりも大きくしている。一次コイル１１の巻数は二次コイル１２の巻数よりも多い。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４７】
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、導体部３０ａ，３０ｂの線径ｄ１０，ｄ２０が互いに等しくても、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２とを互いに異ならせることができる。そのため、導体部３０ｂを構成する金属の使用量を少なくすることができ、トランス１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４８】
（実施例４）
本例は、保持部材４の形状を変更した例である。図９に示すごとく、本例の保持部材４は、実施例１と同様に、４枚の板状部４０ａ〜４０ｄを備える。第２板状部４０ｂの、第１板状部４０ａとは反対側の主面４００ｂには、第３板状部４０ｃへ向かってＸ方向に突出した突部４１ａが形成されている。また、第３板状部４０ｃの、第４板状部４０ｄとは反対側の主面４００ｃには、第２板状部４０ｂへ向かってＸ方向に突出した突部４１ｂが形成されている。突部４１は、図１０に示すごとく、Ｘ方向から見た場合に渦巻状に形成されている。
【００４９】
図９に示すごとく、一次コイル１１は、第１板状部４０ａと第２板状部４０ｂの隙間と、第３板状部４０ｃと第４板状部４０ｄの隙間とに巻回されている。また、二次コイル１２は、突部４１に沿って巻回されている。これにより、二次コイル１２を、Ｙ方向に所定の間隔をおいて巻回させている。
【００５０】
Ｙ方向における、突部４１の間隔Ｗ３０は、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２と略同一である。また、一次コイル１１を構成する被覆導線３ａの線径ｄ１と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの線径ｄ２とは同一である。
二次コイル１２の直径Ｄ２と一次コイル１１の直径Ｄ１とは略同一である。
一次コイル１１と二次コイル１２とは、中心側端部から外周側端部にわたって、Ｙ方向における被覆導線３ａ，３ｂの少なくとも一部が、Ｘ方向に互いに重なるよう対向配置されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５１】
本例の作用効果について説明する。本例では、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）を、保持部材４の突部４１に沿って巻回した。そのため、線径ｄ１，ｄ２が等しい被覆導線３ａ，３ｂを使って、互いに巻数が異なる一次コイル１１と二次コイル１２とを形成した場合でも、巻数が少ないコイル（二次コイル１２）を所定の間隔を空けて巻回することができ、それぞれのコイルの直径Ｄ１，Ｄ２を近づけることができる。これにより、一次コイル１１と二次コイル１２とを、内側から外側にわたってＸ方向に対向させることができ、一次コイル１１又は二次コイル１２に非隣接部が形成されることを防止できる。そのため、非隣接部において渦電流による損失が大きくなるという不具合を防止できる。
【００５２】
また、本例では、線径が互いに等しい被覆導線３ａ，３ｂを使って一次コイル１１と二次コイル１２とを形成しているため、複数種類の被覆導線３を用いる必要がなくなり、トランス１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５３】
１ トランス
１１ 一次コイル
１２ 二次コイル
２ コア
２０ 柱状部材
３ 被覆導線
３０ 導体部
３１ 絶縁被膜
４ 保持部材
４０ 突部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち巻数が少ないコイルは、巻数が多いコイルよりも、上記被覆導線の線径が大きく、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項２】
請求項１に記載のトランスにおいて、上記一次コイルおよび上記二次コイルを構成する上記被覆導線は、それぞれ径方向に隣接する部分を互いに接触させた状態で渦巻状に巻回されており、上記一次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ１と、該一次コイルの巻数ｎ１と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ２と、該二次コイルの巻数ｎ２とが、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしていることを特徴とするトランス。
【請求項３】
請求項２に記載のトランスにおいて、ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たしていることを特徴とするトランス。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに異なり、上記絶縁被膜の厚さが互いに等しいことを特徴とするトランス。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに等しく、上記絶縁被膜の厚さが互いに異なることを特徴とするトランス。
【請求項６】
柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルと、
該一次コイルと該二次コイルとのうち少なくとも一方を保持する保持部材とを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記保持部材は、上記軸線方向に直交する板状部と、該板状部から上記軸線方向に突出すると共に該軸線方向から見た場合に渦巻状に形成された突部とを備え、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、巻数が少ない方のコイルは、上記保持部材の上記突部に沿って巻回されており、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項７】
請求項５に記載のトランスにおいて、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、線径が互いに等しいことを特徴とするトランス。
【請求項１】
柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち巻数が少ないコイルは、巻数が多いコイルよりも、上記被覆導線の線径が大きく、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項２】
請求項１に記載のトランスにおいて、上記一次コイルおよび上記二次コイルを構成する上記被覆導線は、それぞれ径方向に隣接する部分を互いに接触させた状態で渦巻状に巻回されており、上記一次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ１と、該一次コイルの巻数ｎ１と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線の上記線径ｄ２と、該二次コイルの巻数ｎ２とが、
０．９≦ｎ１／ｎ２×ｄ１／ｄ２≦１．１
を満たしていることを特徴とするトランス。
【請求項３】
請求項２に記載のトランスにおいて、ｎ１×ｄ１＝ｎ２×ｄ２
を満たしていることを特徴とするトランス。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに異なり、上記絶縁被膜の厚さが互いに等しいことを特徴とするトランス。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、上記導体部の線径が互いに等しく、上記絶縁被膜の厚さが互いに異なることを特徴とするトランス。
【請求項６】
柱状に形成された柱状部を有し、磁性体からなるコアと、
上記柱状部を中心に、導体部と絶縁被膜とからなる被覆導線を渦巻状に巻回してなり、互いに巻数が異なる一次コイルおよび二次コイルと、
該一次コイルと該二次コイルとのうち少なくとも一方を保持する保持部材とを備え、
上記一次コイルおよび上記二次コイルは上記柱状部の軸線方向に互いに隣接しており、
上記保持部材は、上記軸線方向に直交する板状部と、該板状部から上記軸線方向に突出すると共に該軸線方向から見た場合に渦巻状に形成された突部とを備え、
上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、巻数が少ない方のコイルは、上記保持部材の上記突部に沿って巻回されており、
上記一次コイルと上記二次コイルとは、中心側端部から外周側端部にわたって、上記コイルの径方向における上記被覆導線の少なくとも一部が、上記軸線方向に互いに重なるよう対向配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項７】
請求項５に記載のトランスにおいて、上記一次コイルを構成する上記被覆導線と、上記二次コイルを構成する上記被覆導線とは、線径が互いに等しいことを特徴とするトランス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１６４９２８（Ｐ２０１２−１６４９２８Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０９７（Ｐ２０１１−２６０９７）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]