トランス
【課題】温度上昇を抑制できるトランスを提供する。
【解決手段】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（３ａ，３ｂ）を巻回してなる。一次コイル１１は、被覆導線３ａを螺旋状に巻回した螺旋状コイル６であり、二次コイル１２は、被覆導線３ｂを渦巻状に巻回した渦巻状コイル５である。
【解決手段】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（３ａ，３ｂ）を巻回してなる。一次コイル１１は、被覆導線３ａを螺旋状に巻回した螺旋状コイル６であり、二次コイル１２は、被覆導線３ｂを渦巻状に巻回した渦巻状コイル５である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆導線を巻回して形成した一次コイルおよ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１３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を形成している。また、一次コイル９１の外周に別の被覆導線を螺旋状に巻回することにより、二次コイル９２を形成している。
【０００４】
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との比ｎ２／ｎ１を乗じた電圧が、二次コイル９２から出力される。この際、コイル９１，９２に交流電流が流れる。コイル９１，９２を構成する被覆導線には電気抵抗があるので、交流電流が流れた際に、コイル９１，９２は発熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところが上記トランス９０は、一次コイル９１の外周に二次コイル９２を巻回しているため、一次コイル９１の内周部９１ａからコイル表面９９までの距離Ｌが長くなるという問題があった。この距離Ｌが長くなると、内周部９１ａにおいて発生した抵抗熱がコイル内にこもりやすくなり、放熱しにくくなる。そのため、内周部９１ａの温度が上昇しやすくなるという問題が生じる。
【０００７】
また、上記トランス９０は、一次コイル９１の外周に二次コイル９２を巻回しているため、一次コイル９１と二次コイル９２との接触面積が大きいという問題があった。一次コイル９１と二次コイル９２とが近接すると、近接した部分に集中して交流電流が流れやすくなる、いわゆる近接効果が発生する。コイル９１，９２の接触面積が大きいと、近接効果が顕著になり、交流抵抗が大きくなる。そのため、電流を流した際の発熱量が増大するという問題が生じる。
【０００８】
このように、螺旋状に巻回した一次コイル９１の外周に、二次コイル９２を螺旋状に巻回すると、内周部９１ａの放熱性が低下すると共に、一次コイル９１と二次コイル９２との間の近接効果によって発熱量が増大するという問題が生じる。
また、図１４に示すごとく、一次コイル９１と二次コイル９２とを両方とも渦巻状に巻回し、一次コイル９１と二次コイル９２とを軸線方向（Ｘ方向）に隣接配置した場合も、同様の問題が生じる。そのため、温度上昇を抑制できるトランスが望まれていた。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、温度上昇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】
【００１０】
本発明は、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被覆導線を巻回してなる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
該一次コイルと該二次コイルとのうち一方のコイルは、上記被覆導線を渦巻状に巻回した渦巻状コイルであり、他方のコイルは、上記被覆導線を螺旋状に巻回した螺旋状コイルであることを特徴とするトランスにある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１１】
上記トランスにおいては、一次コイルと二次コイルとのうち、一方のコイルを上記渦巻状コイルとし、他方のコイルを上記螺旋状コイルとした。ここで「渦巻状コイル」とは、被覆導線の一方の端部を柱状部付近に設け、該一方の端部から他方の端部に向かうほど、柱状部から次第に遠くなるように被覆導線を巻回したコイルを意味する。また、「螺旋状コイル」とは、被覆導線の一方の端部から他方の端部に向かうほど、軸線方向に次第に進むように被覆導線を巻回したコイルを意味する。このように、渦巻状コイルと螺旋状コイルは被覆導線の巻き方が異なるため、互いの形状を大きく変えることができる。例えば、渦巻状コイルは円板状にすることができ、螺旋状コイルは円筒状にすることができる。そのため、渦巻状コイルと螺旋状コイルとは、隣接配置した場合でも、互いの接触面積を最小限にすることができる。これにより、渦巻状コイルと螺旋状コイルとの、空気への接触面積をそれぞれ増やすことができ、放熱性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、螺旋状コイルと渦巻状コイルとは、互いの接触面積を最小限にすることができるため、これらのコイルの間に生じる近接効果を抑制できる。そのため、交流抵抗の増加を抑制でき、電流を流した際の発熱量を最小限にすることが可能となる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、温度上昇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】
【００１４】
【図１】実施例１における、トランスの断面図。
【図２】実施例１における、保持部材の斜視図。
【図３】実施例１における、トランスの分解斜視図。
【図４】実施例１における、トランスの斜視図。
【図５】実施例２における、トランスの断面図。
【図６】実施例３における、トランスの断面図。
【図７】実施例４における、トランスの断面図。
【図８】実施例５における、トランスの断面図。
【図９】実施例６における、トランスの断面図。
【図１０】実施例６における、トランスの斜視図。
【図１１】実施例７における、トランスの断面図。
【図１２】実施例７における、トランスの斜視図。
【図１３】従来例における、トランスの断面図。
【図１４】図１３とは別の従来例における、トランスの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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（交流電源）を使って充電するための充電器に用いられる。
【００１６】
上記渦巻状コイルは、被覆導線の中心を通る面が、必ずしも柱状部に対して垂直になっている必要はなく、例えば円錐面となっていてもよい。また、上記螺旋状コイルは、被覆導線の中心を通る面が、必ずしも円筒面になっている必要はなく、渦巻状コイルの表面と重なり合わないことを条件として、例えば円錐面となっていてもよい。
【００１７】
上記トランスにおいて、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が多いコイルが上記螺旋状コイルであり、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が少ないコイルが上記渦巻状コイルであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、螺旋状コイルと渦巻状コイルを合わせた全体の発熱量を低減することができる。すなわち、巻数が同じ場合には、螺旋状コイルの方が、渦巻状コイルよりも被覆導線の長さを短くしやすい。そのため、単位長さ当たりの発熱量が多いコイルを螺旋状コイルにし、単位長さ当たりの発熱量が少ないコイルを渦巻状コイルにすれば、単位長さ当たりの発熱量が多いコイルを短い被覆導線で形成することができ、コイル全体の発熱量を低減することが可能となる。そのため、トランスの温度上昇をより効果的に抑制できる。
【００１８】
また、上記渦巻状コイルは、上記柱状部を中心に上記被覆導線を渦巻状に巻回した第１渦巻状部分および第２渦巻状部分を備え、該第１渦巻状部分と該第２渦巻状部分とは、上記柱状部の軸線方向に所定間隔をおいて対向配置されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、渦巻状コイルは第１渦巻状部分と第２渦巻状部分とを備えるため、渦巻状コイルの巻数を増やすことができる。また、第１渦巻状部分と第２渦巻状部分とが軸線方向に所定間隔をおいて対向配置されているため、これら第１渦巻状部分と第２渦巻状部分との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、渦巻状コイルの放熱性を向上することが可能になる。また、第１渦巻状部分と第２渦巻状部分とを、所定間隔をおいて対向配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、渦巻状コイル全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少させることができる。
【００１９】
また、上記螺旋状コイルは、互いに半径が異なる第１螺旋状部分および第２螺旋状部分を備え、該第１螺旋状部分と該第２螺旋状部分とは、上記螺旋状コイルの径方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、螺旋状コイルは第１螺旋状部分と第２螺旋状部分とを備えるため、螺旋状コイルの巻数を増やすことができる。また、第１螺旋状部分と第２螺旋状部分とが径方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されているため、これら第１螺旋状部分と第２螺旋状部分との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、螺旋状コイルの放熱性を向上することが可能になる。また、第１螺旋状部分と第２螺旋状部分とを、所定間隔をおいて同芯状に配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、螺旋状コイル全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少させることができる。
【００２０】
また、上記螺旋状コイルに対して該螺旋状コイルの径方向に隣接する位置であって、上記渦巻状コイルに対して上記柱状部の軸線方向に隣接する位置に、上記一次コイルまたは上記二次コイルから発生した熱を放熱するための放熱部材が配置されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、放熱部材によって、一次コイルまたは二次コイルから発生した熱を放熱できるため、トランスの温度上昇をさらに効果的に抑制することができる。
【００２１】
また、上記柱状部は鉛直方向を向いており、上記渦巻状コイルの少なくとも一部は、上記螺旋状コイルの鉛直方向上側に形成され、かつ上記螺旋状コイルの径方向外側へ向かうほど上記被覆導線が鉛直方向上側に位置するように巻回されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、螺旋状コイルの発熱によって暖められた空気が、対流によって鉛直方向上側に上昇し、渦巻状コイルの下面に沿って、径方向外側に移動しやすくなる。そのため、暖められた空気がコイルの中心付近に留まることを防止でき、トランスの温度上昇を効果的に防止できる。
【実施例】
【００２２】
（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４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（３ａ，３ｂ）を巻回してなる。
一次コイル１１は、被覆導線３ａを螺旋状に巻回した螺旋状コイル６であり、二次コイル１２は、被覆導線３ｂを渦巻状に巻回した渦巻状コイル５である。
【００２３】
図３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にされた板状の本体部２３と、該本体部２３の両端からＸ方向に突出した一対の側壁部２１，２２とを備える。本体部２３の内側主面２３０から柱状部２０が、側壁部２１，２２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。側壁部２１，２２の内側面２１０，２２０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。
【００２４】
図１に示すごとく、コア２は、一方の側壁部２１ａ，２１ｂが端面２１５において当接し、他方の側壁部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。
【００２５】
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、本体部２３ａ，２３ｂと、一対の側壁部２１，２２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。
【００２６】
また、図３に示すごとく、コア２には、側壁部２１，２２の間に一対の開口部２５が形成されている。図４に示すごとく、コア２の第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせた状態において、開口部２５ａ，２５ｂは矩形状をなしている。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、第１部分２ａと第２部分２ｂとで挟持し、収容空間Ｓに収容すると、二次コイル１２と保持部材４の一部が開口部２５から突出する。収納空間Ｓは、開口部２５において外部空間と連通している。そのため、一次コイル１１及び二次コイル１２に電流が流れ、電気抵抗による発熱によって収納空間Ｓ内の空気が暖められた場合に、その暖められた空気が開口部２５を通って外部空間へ出ることができるようになっている。
【００２７】
保持部材４は、図２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２枚のフランジ部４０（４０ａ，４０ｂ）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、フランジ部４０は、それぞれ円板状に形成されている。第１フランジ部４０ａは、円筒部４８のＸ方向における一方の端部に形成されている。また、第２フランジ部４０ｂは、円筒部４８のＸ方向における他方の端部に形成されている。保持部材４は、樹脂材料からなる成形品である。
【００２８】
図１に示すごとく、第１フランジ部４０ａの板厚と、第２フランジ部４０ｂの板厚と、円筒部４８のＹ方向の厚さとは、略同一である。また、第１フランジ部４０ａおよび第２フランジ部４０ｂの板厚は、コア２の本体部２３の板厚よりも薄い。
【００２９】
本例では、断面円形の被覆導線３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を構成する被覆導線３ａの直径と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの直径とは、略同一である。
なお、被覆導線３は、必ずしも断面円形にする必要はなく、断面正方形状や、断面長方形状等、任意の形状にすることができる。
【００３０】
上述したように、一次コイル１１は螺旋状コイル６であり、二次コイル１２は渦巻状コイル５である。図１に示すごとく、一次コイル１１は、円筒部４８の外周面に沿って、被覆導線３ａを螺旋状に巻回してなる。また、二次コイル１２は、第１フランジ部４０ａにおける、コア２の本体部２３ａ側とは反対側の主面４００ａに接触するように、被覆導線３ｂを渦巻状に巻回してなる。
【００３１】
なお、上記「渦巻状コイル５」とは、被覆導線３ｂの一方の端部を柱状部２０付近に設け、該一方の端部から他方の端部に向かうほど、柱状部２０から次第に遠くなるように被覆導線３ｂを巻回したコイルを意味する。本例では、Ｘ方向に直交する平面Ｐ１内において被覆導線３ｂを巻回することにより、渦巻状コイル５を円板状に形成している。
【００３２】
また、上記「螺旋状コイル６」とは、被覆導線３ａの一方の端部から他方の端部に向かうほど、軸線方向（Ｘ方向）に次第に進むように被覆導線３ａを巻回したコイルを意味する。本例では、螺旋状コイル６を、柱状部２０を中心とした円筒状に形成している。
【００３３】
また、本例では、一次コイル１１と二次コイル１２を比較すると、一次コイル１１の方が、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が多い。この、単位長さ当たりの発熱量が多い一次コイル１１を螺旋状コイル６とし、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が少ない二次コイル１２を渦巻状コイル５としている。
【００３４】
なお、二次コイル１２の方が、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が多い場合は、二次コイル１２を螺旋状コイル６とし、単位長さ当たりの発熱量が少ない一次コイル１１を渦巻状コイル５とすることが好ましい。
【００３５】
本例の作用効果について説明する。本例のトランス１においては、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、一方のコイルを渦巻状コイル５とし、他方のコイルを螺旋状コイル６とした。渦巻状コイル５と螺旋状コイル６は被覆導線３の巻き方が異なるため、互いの形状を大きく変えることができる。例えば、図１〜図４に示すごとく、渦巻状コイル５は円板状にすることができ、螺旋状コイル６は円筒状にすることができる。そのため、渦巻状コイル５と螺旋状コイル６とは、隣接配置した場合でも、互いの接触面積を最小限にすることができる。これにより、渦巻状コイル５と螺旋状コイル６との、空気への接触面積をそれぞれ増やすことができ、放熱性を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、螺旋状コイル６と渦巻状コイル５とは、互いの接触面積を最小限にすることができるため、これらのコイル５，６の間に生じる近接効果を抑制できる。そのため、交流抵抗の増加を抑制でき、電流を流した際の発熱量を最小限にすることが可能となる。
【００３７】
また、本例では、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が多いコイル（一次コイル１１）を螺旋状コイル６とし、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が少ないコイル（二次コイル１２）を渦巻状コイル５としている。このようにすると、螺旋状コイル６と渦巻状コイル５を合わせた全体の発熱量を低減することができる。すなわち、巻数が同じ場合には、螺旋状コイル６の方が、渦巻状コイル５よりも被覆導線３の長さを短くしやすい。そのため、単位長さ当たりの発熱量が多いコイル（一次コイル１１）を螺旋状コイル６にし、単位長さ当たりの発熱量が少ないコイル（二次コイル１２）を渦巻状コイル５にすれば、単位長さ当たりの発熱量が多いコイル（一次コイル１１）を短い被覆導線３で形成することができ、コイル全体の発熱量を低減することが可能となる。そのため、トランス１の温度上昇をより効果的に抑制できる。
【００３８】
以上のごとく、本例によれば、温度上昇を抑制できるトランス１を提供することができる。
【００３９】
（実施例２）
本例は、螺旋状コイル６及び渦巻状コイル５の形状を変更した例である。図５に示すごとく、本例では、柱状部２０に垂直な平面Ｐ１に対して、渦巻状コイル５が傾斜している。すなわち、渦巻状コイル５を構成する被覆導線３ｂの中心を通る面Ｐ２が円錐面Ｐ２となっている。上記平面Ｐ１と円錐面Ｐ２とのなす角度θ１は、０°＜θ１＜４５°であることがより好ましく、さらに好ましくは０°＜θ１＜２２．５°である。
【００４０】
また、本例では図５に示すごとく、柱状部２０を中心とした円筒面Ｐ３に対して、螺旋状コイル６が傾斜している。すなわち、螺旋状コイル６を構成する被覆導線３ａの中心を通る面が円錐面Ｐ４となっている。上記円筒面Ｐ３と円錐面Ｐ４とのなす角度θ２は、０°＜θ２＜４５°であることがより好ましく、さらに好ましくは０°＜θ２＜２２．５°である。
また、本例では、円錐面Ｐ２と円錐面Ｐ４とのなす角度θ３は、９０°以上である。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４１】
本例の作用効果について説明する。本例では、被覆導線３ａ，３ｂの中心を通る面Ｐ２，Ｐ４がそれぞれ円錐面となっているため、渦巻状コイル５および螺旋状コイル６の設計自由度を高めることができる。また、本例では、円錐面Ｐ２と円錐面Ｐ４とのなす角度θ３は９０°以上であるため、渦巻状コイル５と螺旋状コイル６の放熱性を向上させることが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４２】
（実施例３）
本例は、渦巻状コイル５及び螺旋状コイル６を複数層に積層した例である。図６に示すごとく、本例の渦巻状コイル５は、Ｘ方向に２段に積層されている。また、本例の螺旋状コイル６は、Ｙ方向に２段に積層されている。
このように、渦巻状コイル５または螺旋状コイル６を複数段に積層すると、それぞれのコイル５，６の巻数を増やすことが可能になる。コイル５，６の積層数は、２段に限らず、３段以上にすることもできるが、積層数を増やしすぎると、コイル５，６の放熱性が低下するので、３段以下にすることが好ましい。
その他、実施例１と同様の構成及び作用効果を備える。
【００４３】
（実施例４）
本例は、渦巻状コイル５の形状を変更した例である。図７に示すごとく、本例の渦巻状コイル５は、柱状部２０を中心に被覆導線３ｂを渦巻状に巻回した第１渦巻状部分５１および第２渦巻状部分５２を備える。第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とは、Ｘ線方向に所定間隔をおいて対向配置されている。第１渦巻状部分５１および第二渦巻状部分５２は１本の被覆導線３ｂからなる。第１渦巻状部分５１は、第１フランジ部４０ａにおける、コア２の本体部２３ａ側とは反対側の主面４００ａに接触するように巻回されている。また、第２渦巻状部分５２は、第２フランジ部４０ｂにおける、コア２の本体部２３ｂ側とは反対側の主面４００ｂに接触するように巻回されている。
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、渦巻状コイル５は第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とを備えるため、渦巻状コイル５の巻数を増やすことができる。また、第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とがＸ方向に所定間隔をおいて対向配置されているため、これら第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、渦巻状コイル５の放熱性を向上することが可能になる。また、第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とを、所定間隔をおいて配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、渦巻状コイル５全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少することが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４５】
（実施例５）
本例は、螺旋状コイル６の形状を変更した例である。図８に示すごとく、本例の螺旋状コイル６は、互いに半径が異なる第１螺旋状部分６１および第２螺旋状部分６２を備える。第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とは、螺旋状コイル６のＹ方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されている。第１螺旋状部分６１および第２螺旋状部分６２は１本の被覆導線３ａからなる。第１螺旋状部分６１は、保持部材４の円筒部４８の外周面に接触するように巻回されている。また、保持部材４の第１フランジ部４０ａおよび第２フランジ部４０ｂに、円筒状部材４５が嵌合している。この円筒状部材４５の外周面に、第２螺旋状部分６２が螺旋状に巻回されている。
【００４６】
本例の作用効果について説明する。本例では、螺旋状コイル６は第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とを備えるため、螺旋状コイル６の巻数を増やすことができる。また、第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とがＹ方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されているため、これら第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、螺旋状コイル６の放熱性を向上することが可能になる。また、第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とを所定間隔をおいて配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、螺旋状コイル６全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少することが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４７】
（実施例６）
本例は、図９に示すごとく、コア２内に放熱部材７を設けた例である。本例では、螺旋状コイル６に対してＹ方向に隣接する位置であって、渦巻状コイル５（第１渦巻状部分５１、第２渦巻状部分５２）に対してＸ方向に隣接する位置に、放熱部材７を配置してある。この放熱部材７によって、一次コイル１１または二次コイル１２から発生した熱を放熱するよう構成されている。渦巻状コイル５は、実施例４と同様に、第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とを備える。また、螺旋状コイル６は、第２螺旋状部分６２（図８参照）を備えていない。
【００４８】
放熱部材７は、シリコンゲル等の、熱伝導率が高い物質からなるシート状の部材を、螺旋状コイル６の外面に巻回したものである。放熱部材７は、螺旋状コイル６と、第１渦巻状部分５１と、第２渦巻状部分５２とに接触している。また、図１０に示すごとく、放熱部材７の一部は、コア２の開口部２５ａ，２５ｂからコア２外へ突出している。開口部２５ａ，２５ｂからは、二次コイル１２の一部と、保持部材４の一部もコア２外へ突出している。一次コイル１１および二次コイル１２に電流を流すと、これらのコイル１１，１２から熱が発生する。この熱は放熱部材７に伝わり、さらに放熱部材７の表面７０からコア２外の空気に伝わる。これにより、コイル１１，１２の熱を放熱するよう構成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４９】
本例の作用効果について説明する。本例では、放熱部材７によって、一次コイル１１または二次コイル１２から発生した熱を放熱できるため、トランス１の温度上昇をさらに効果的に抑制することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００５０】
（実施例７）
本例は、渦巻状コイル５の形状を変更した例である。図１１、図１２に示すごとく、本例の柱状部２０は鉛直方向（Ｖ方向）を向いている。渦巻状コイル５は、実施例４と同様に第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とからなる。第１渦巻状部分５１は、螺旋状コイル６の鉛直方向（Ｖ方向）上側に形成されている。第１渦巻状部分５１は、径方向（Ｙ方向）外側へ向かうほど被覆導線３が鉛直方向（Ｖ方向）上側に位置するように巻回されている。
【００５１】
コア２は、実施例１と同様に、第１部分２ａと第２部分２ｂとからなる。第１部分２ａの本体部２３ａは、鉛直方向（Ｖ方向）下側に向かって凸となる円錐形状に形成されている。この円錐形状の本体部２３ａの両端から一対の側壁部２１ａ，２２ａが、鉛直方向（Ｖ方向）下側へ向かって突出している。また、本体部２３ａの中心から、側壁部２１ａ，２２ａと同一方向に、柱部２０ａが突出している。
第２部分２ｂは、実施例１と同様に、板状の本体部２３ｂを備える。この本体部２３ｂの両端から一対の側壁部２１ｂ，２２ｂが鉛直方向上側へ向かって突出している。また、本体部２３ｂの中央から、側壁部２１ｂ，２２ｂと同一方向に、柱部２０ｂが突出している。
【００５２】
保持部材４の第１フランジ部４０ａは、鉛直方向（Ｖ方向）下側に向かって凸となる円錐形状に形成されている。また、第２フランジ部４０ｂは、実施例１と同様に平板状に形成されている。第１渦巻状部分５１は、円錐形状に形成された第１フランジ部４０ａにおける、コア２の本体部２３ａ側とは反対側の主面４００ａに接触するように、被覆導線３ｂを巻回して形成されている。被覆導線３ｂの中心を通る円錐面Ｐ２と、水平面Ｐ１とのなす角度θ４は、好ましくは０°＜θ４＜４５°であり、さらに好ましくは０°＜θ４＜２２．５°である。
【００５３】
図１１に示すごとく、一対の側壁部２１，２２が端面２１５，２２５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とが組みつけられている。そして、一対の側壁部２１，２２と、本体部２３ａ，２３ｂ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を収納する収納空間Ｓが形成されている。収納空間Ｓは、コア２に形成された一対の開口部２５ａ，２５ｂ（図１２参照）において、外部空間と連通している。
【００５４】
一次コイル１１、二次コイル１２に電流を流すと熱が発生し、周囲の空気８が暖められる。暖められた空気８は、対流によって鉛直方向上側に上昇し、渦巻状コイル５の下面に沿って、径方向（Ｙ方向）外側に移動する。そして、開口部２５ａ，２５ｂを通って外部空間へ出て行く。この代わりに、冷えた空気が開口部２５ａ，２５ｂから収納空間Ｓ内に流入する。これにより、コイル１１，１２を冷却できるようになっている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５５】
本例の作用効果について説明する。
上記構成にすると、コイル１１，１２の発熱によって暖められた空気８が、対流によって鉛直方向（Ｖ方向）上側に上昇し、渦巻状コイル５の下面に沿って、径方向（Ｙ方向）外側に移動しやすくなる。また、コア２の収納空間Ｓは、開口部２５ａ，２５ｂにおいて外部空間と連通しているため、暖められた空気８をコア２の外部に効果的に排出できる。そのため、暖められた空気８がコイル１１，１２の中心付近に留まることを防止でき、トランス１の温度上昇を防止できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５６】
１ トランス
１１ 一次コイル
１２ 二次コイル
２ コア
３ 被覆導線
４ 保持部材
５ 渦巻状コイル
６ 螺旋状コイル
７ 放熱部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆導線を巻回して形成した一次コイルおよ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１３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を形成している。また、一次コイル９１の外周に別の被覆導線を螺旋状に巻回することにより、二次コイル９２を形成している。
【０００４】
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との比ｎ２／ｎ１を乗じた電圧が、二次コイル９２から出力される。この際、コイル９１，９２に交流電流が流れる。コイル９１，９２を構成する被覆導線には電気抵抗があるので、交流電流が流れた際に、コイル９１，９２は発熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
ところが上記トランス９０は、一次コイル９１の外周に二次コイル９２を巻回しているため、一次コイル９１の内周部９１ａからコイル表面９９までの距離Ｌが長くなるという問題があった。この距離Ｌが長くなると、内周部９１ａにおいて発生した抵抗熱がコイル内にこもりやすくなり、放熱しにくくなる。そのため、内周部９１ａの温度が上昇しやすくなるという問題が生じる。
【０００７】
また、上記トランス９０は、一次コイル９１の外周に二次コイル９２を巻回しているため、一次コイル９１と二次コイル９２との接触面積が大きいという問題があった。一次コイル９１と二次コイル９２とが近接すると、近接した部分に集中して交流電流が流れやすくなる、いわゆる近接効果が発生する。コイル９１，９２の接触面積が大きいと、近接効果が顕著になり、交流抵抗が大きくなる。そのため、電流を流した際の発熱量が増大するという問題が生じる。
【０００８】
このように、螺旋状に巻回した一次コイル９１の外周に、二次コイル９２を螺旋状に巻回すると、内周部９１ａの放熱性が低下すると共に、一次コイル９１と二次コイル９２との間の近接効果によって発熱量が増大するという問題が生じる。
また、図１４に示すごとく、一次コイル９１と二次コイル９２とを両方とも渦巻状に巻回し、一次コイル９１と二次コイル９２とを軸線方向（Ｘ方向）に隣接配置した場合も、同様の問題が生じる。そのため、温度上昇を抑制できるトランスが望まれていた。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、温度上昇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】
【００１０】
本発明は、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被覆導線を巻回してなる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
該一次コイルと該二次コイルとのうち一方のコイルは、上記被覆導線を渦巻状に巻回した渦巻状コイルであり、他方のコイルは、上記被覆導線を螺旋状に巻回した螺旋状コイルであることを特徴とするトランスにある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１１】
上記トランスにおいては、一次コイルと二次コイルとのうち、一方のコイルを上記渦巻状コイルとし、他方のコイルを上記螺旋状コイルとした。ここで「渦巻状コイル」とは、被覆導線の一方の端部を柱状部付近に設け、該一方の端部から他方の端部に向かうほど、柱状部から次第に遠くなるように被覆導線を巻回したコイルを意味する。また、「螺旋状コイル」とは、被覆導線の一方の端部から他方の端部に向かうほど、軸線方向に次第に進むように被覆導線を巻回したコイルを意味する。このように、渦巻状コイルと螺旋状コイルは被覆導線の巻き方が異なるため、互いの形状を大きく変えることができる。例えば、渦巻状コイルは円板状にすることができ、螺旋状コイルは円筒状にすることができる。そのため、渦巻状コイルと螺旋状コイルとは、隣接配置した場合でも、互いの接触面積を最小限にすることができる。これにより、渦巻状コイルと螺旋状コイルとの、空気への接触面積をそれぞれ増やすことができ、放熱性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、螺旋状コイルと渦巻状コイルとは、互いの接触面積を最小限にすることができるため、これらのコイルの間に生じる近接効果を抑制できる。そのため、交流抵抗の増加を抑制でき、電流を流した際の発熱量を最小限にすることが可能となる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、温度上昇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】
【００１４】
【図１】実施例１における、トランスの断面図。
【図２】実施例１における、保持部材の斜視図。
【図３】実施例１における、トランスの分解斜視図。
【図４】実施例１における、トランスの斜視図。
【図５】実施例２における、トランスの断面図。
【図６】実施例３における、トランスの断面図。
【図７】実施例４における、トランスの断面図。
【図８】実施例５における、トランスの断面図。
【図９】実施例６における、トランスの断面図。
【図１０】実施例６における、トランスの斜視図。
【図１１】実施例７における、トランスの断面図。
【図１２】実施例７における、トランスの斜視図。
【図１３】従来例における、トランスの断面図。
【図１４】図１３とは別の従来例における、トランスの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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（交流電源）を使って充電するための充電器に用いられる。
【００１６】
上記渦巻状コイルは、被覆導線の中心を通る面が、必ずしも柱状部に対して垂直になっている必要はなく、例えば円錐面となっていてもよい。また、上記螺旋状コイルは、被覆導線の中心を通る面が、必ずしも円筒面になっている必要はなく、渦巻状コイルの表面と重なり合わないことを条件として、例えば円錐面となっていてもよい。
【００１７】
上記トランスにおいて、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が多いコイルが上記螺旋状コイルであり、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が少ないコイルが上記渦巻状コイルであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、螺旋状コイルと渦巻状コイルを合わせた全体の発熱量を低減することができる。すなわち、巻数が同じ場合には、螺旋状コイルの方が、渦巻状コイルよりも被覆導線の長さを短くしやすい。そのため、単位長さ当たりの発熱量が多いコイルを螺旋状コイルにし、単位長さ当たりの発熱量が少ないコイルを渦巻状コイルにすれば、単位長さ当たりの発熱量が多いコイルを短い被覆導線で形成することができ、コイル全体の発熱量を低減することが可能となる。そのため、トランスの温度上昇をより効果的に抑制できる。
【００１８】
また、上記渦巻状コイルは、上記柱状部を中心に上記被覆導線を渦巻状に巻回した第１渦巻状部分および第２渦巻状部分を備え、該第１渦巻状部分と該第２渦巻状部分とは、上記柱状部の軸線方向に所定間隔をおいて対向配置されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、渦巻状コイルは第１渦巻状部分と第２渦巻状部分とを備えるため、渦巻状コイルの巻数を増やすことができる。また、第１渦巻状部分と第２渦巻状部分とが軸線方向に所定間隔をおいて対向配置されているため、これら第１渦巻状部分と第２渦巻状部分との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、渦巻状コイルの放熱性を向上することが可能になる。また、第１渦巻状部分と第２渦巻状部分とを、所定間隔をおいて対向配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、渦巻状コイル全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少させることができる。
【００１９】
また、上記螺旋状コイルは、互いに半径が異なる第１螺旋状部分および第２螺旋状部分を備え、該第１螺旋状部分と該第２螺旋状部分とは、上記螺旋状コイルの径方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、螺旋状コイルは第１螺旋状部分と第２螺旋状部分とを備えるため、螺旋状コイルの巻数を増やすことができる。また、第１螺旋状部分と第２螺旋状部分とが径方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されているため、これら第１螺旋状部分と第２螺旋状部分との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、螺旋状コイルの放熱性を向上することが可能になる。また、第１螺旋状部分と第２螺旋状部分とを、所定間隔をおいて同芯状に配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、螺旋状コイル全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少させることができる。
【００２０】
また、上記螺旋状コイルに対して該螺旋状コイルの径方向に隣接する位置であって、上記渦巻状コイルに対して上記柱状部の軸線方向に隣接する位置に、上記一次コイルまたは上記二次コイルから発生した熱を放熱するための放熱部材が配置されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、放熱部材によって、一次コイルまたは二次コイルから発生した熱を放熱できるため、トランスの温度上昇をさらに効果的に抑制することができる。
【００２１】
また、上記柱状部は鉛直方向を向いており、上記渦巻状コイルの少なくとも一部は、上記螺旋状コイルの鉛直方向上側に形成され、かつ上記螺旋状コイルの径方向外側へ向かうほど上記被覆導線が鉛直方向上側に位置するように巻回されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、螺旋状コイルの発熱によって暖められた空気が、対流によって鉛直方向上側に上昇し、渦巻状コイルの下面に沿って、径方向外側に移動しやすくなる。そのため、暖められた空気がコイルの中心付近に留まることを防止でき、トランスの温度上昇を効果的に防止できる。
【実施例】
【００２２】
（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４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（３ａ，３ｂ）を巻回してなる。
一次コイル１１は、被覆導線３ａを螺旋状に巻回した螺旋状コイル６であり、二次コイル１２は、被覆導線３ｂを渦巻状に巻回した渦巻状コイル５である。
【００２３】
図３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にされた板状の本体部２３と、該本体部２３の両端からＸ方向に突出した一対の側壁部２１，２２とを備える。本体部２３の内側主面２３０から柱状部２０が、側壁部２１，２２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。側壁部２１，２２の内側面２１０，２２０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。
【００２４】
図１に示すごとく、コア２は、一方の側壁部２１ａ，２１ｂが端面２１５において当接し、他方の側壁部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。
【００２５】
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、本体部２３ａ，２３ｂと、一対の側壁部２１，２２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。
【００２６】
また、図３に示すごとく、コア２には、側壁部２１，２２の間に一対の開口部２５が形成されている。図４に示すごとく、コア２の第１部分２ａと第２部分２ｂとを組み合わせた状態において、開口部２５ａ，２５ｂは矩形状をなしている。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、第１部分２ａと第２部分２ｂとで挟持し、収容空間Ｓに収容すると、二次コイル１２と保持部材４の一部が開口部２５から突出する。収納空間Ｓは、開口部２５において外部空間と連通している。そのため、一次コイル１１及び二次コイル１２に電流が流れ、電気抵抗による発熱によって収納空間Ｓ内の空気が暖められた場合に、その暖められた空気が開口部２５を通って外部空間へ出ることができるようになっている。
【００２７】
保持部材４は、図２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２枚のフランジ部４０（４０ａ，４０ｂ）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、フランジ部４０は、それぞれ円板状に形成されている。第１フランジ部４０ａは、円筒部４８のＸ方向における一方の端部に形成されている。また、第２フランジ部４０ｂは、円筒部４８のＸ方向における他方の端部に形成されている。保持部材４は、樹脂材料からなる成形品である。
【００２８】
図１に示すごとく、第１フランジ部４０ａの板厚と、第２フランジ部４０ｂの板厚と、円筒部４８のＹ方向の厚さとは、略同一である。また、第１フランジ部４０ａおよび第２フランジ部４０ｂの板厚は、コア２の本体部２３の板厚よりも薄い。
【００２９】
本例では、断面円形の被覆導線３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を構成する被覆導線３ａの直径と、二次コイル１２を構成する被覆導線３ｂの直径とは、略同一である。
なお、被覆導線３は、必ずしも断面円形にする必要はなく、断面正方形状や、断面長方形状等、任意の形状にすることができる。
【００３０】
上述したように、一次コイル１１は螺旋状コイル６であり、二次コイル１２は渦巻状コイル５である。図１に示すごとく、一次コイル１１は、円筒部４８の外周面に沿って、被覆導線３ａを螺旋状に巻回してなる。また、二次コイル１２は、第１フランジ部４０ａにおける、コア２の本体部２３ａ側とは反対側の主面４００ａに接触するように、被覆導線３ｂを渦巻状に巻回してなる。
【００３１】
なお、上記「渦巻状コイル５」とは、被覆導線３ｂの一方の端部を柱状部２０付近に設け、該一方の端部から他方の端部に向かうほど、柱状部２０から次第に遠くなるように被覆導線３ｂを巻回したコイルを意味する。本例では、Ｘ方向に直交する平面Ｐ１内において被覆導線３ｂを巻回することにより、渦巻状コイル５を円板状に形成している。
【００３２】
また、上記「螺旋状コイル６」とは、被覆導線３ａの一方の端部から他方の端部に向かうほど、軸線方向（Ｘ方向）に次第に進むように被覆導線３ａを巻回したコイルを意味する。本例では、螺旋状コイル６を、柱状部２０を中心とした円筒状に形成している。
【００３３】
また、本例では、一次コイル１１と二次コイル１２を比較すると、一次コイル１１の方が、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が多い。この、単位長さ当たりの発熱量が多い一次コイル１１を螺旋状コイル６とし、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が少ない二次コイル１２を渦巻状コイル５としている。
【００３４】
なお、二次コイル１２の方が、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が多い場合は、二次コイル１２を螺旋状コイル６とし、単位長さ当たりの発熱量が少ない一次コイル１１を渦巻状コイル５とすることが好ましい。
【００３５】
本例の作用効果について説明する。本例のトランス１においては、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、一方のコイルを渦巻状コイル５とし、他方のコイルを螺旋状コイル６とした。渦巻状コイル５と螺旋状コイル６は被覆導線３の巻き方が異なるため、互いの形状を大きく変えることができる。例えば、図１〜図４に示すごとく、渦巻状コイル５は円板状にすることができ、螺旋状コイル６は円筒状にすることができる。そのため、渦巻状コイル５と螺旋状コイル６とは、隣接配置した場合でも、互いの接触面積を最小限にすることができる。これにより、渦巻状コイル５と螺旋状コイル６との、空気への接触面積をそれぞれ増やすことができ、放熱性を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、螺旋状コイル６と渦巻状コイル５とは、互いの接触面積を最小限にすることができるため、これらのコイル５，６の間に生じる近接効果を抑制できる。そのため、交流抵抗の増加を抑制でき、電流を流した際の発熱量を最小限にすることが可能となる。
【００３７】
また、本例では、一次コイル１１と二次コイル１２とのうち、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が多いコイル（一次コイル１１）を螺旋状コイル６とし、被覆導線３の単位長さ当たりの発熱量が少ないコイル（二次コイル１２）を渦巻状コイル５としている。このようにすると、螺旋状コイル６と渦巻状コイル５を合わせた全体の発熱量を低減することができる。すなわち、巻数が同じ場合には、螺旋状コイル６の方が、渦巻状コイル５よりも被覆導線３の長さを短くしやすい。そのため、単位長さ当たりの発熱量が多いコイル（一次コイル１１）を螺旋状コイル６にし、単位長さ当たりの発熱量が少ないコイル（二次コイル１２）を渦巻状コイル５にすれば、単位長さ当たりの発熱量が多いコイル（一次コイル１１）を短い被覆導線３で形成することができ、コイル全体の発熱量を低減することが可能となる。そのため、トランス１の温度上昇をより効果的に抑制できる。
【００３８】
以上のごとく、本例によれば、温度上昇を抑制できるトランス１を提供することができる。
【００３９】
（実施例２）
本例は、螺旋状コイル６及び渦巻状コイル５の形状を変更した例である。図５に示すごとく、本例では、柱状部２０に垂直な平面Ｐ１に対して、渦巻状コイル５が傾斜している。すなわち、渦巻状コイル５を構成する被覆導線３ｂの中心を通る面Ｐ２が円錐面Ｐ２となっている。上記平面Ｐ１と円錐面Ｐ２とのなす角度θ１は、０°＜θ１＜４５°であることがより好ましく、さらに好ましくは０°＜θ１＜２２．５°である。
【００４０】
また、本例では図５に示すごとく、柱状部２０を中心とした円筒面Ｐ３に対して、螺旋状コイル６が傾斜している。すなわち、螺旋状コイル６を構成する被覆導線３ａの中心を通る面が円錐面Ｐ４となっている。上記円筒面Ｐ３と円錐面Ｐ４とのなす角度θ２は、０°＜θ２＜４５°であることがより好ましく、さらに好ましくは０°＜θ２＜２２．５°である。
また、本例では、円錐面Ｐ２と円錐面Ｐ４とのなす角度θ３は、９０°以上である。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４１】
本例の作用効果について説明する。本例では、被覆導線３ａ，３ｂの中心を通る面Ｐ２，Ｐ４がそれぞれ円錐面となっているため、渦巻状コイル５および螺旋状コイル６の設計自由度を高めることができる。また、本例では、円錐面Ｐ２と円錐面Ｐ４とのなす角度θ３は９０°以上であるため、渦巻状コイル５と螺旋状コイル６の放熱性を向上させることが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４２】
（実施例３）
本例は、渦巻状コイル５及び螺旋状コイル６を複数層に積層した例である。図６に示すごとく、本例の渦巻状コイル５は、Ｘ方向に２段に積層されている。また、本例の螺旋状コイル６は、Ｙ方向に２段に積層されている。
このように、渦巻状コイル５または螺旋状コイル６を複数段に積層すると、それぞれのコイル５，６の巻数を増やすことが可能になる。コイル５，６の積層数は、２段に限らず、３段以上にすることもできるが、積層数を増やしすぎると、コイル５，６の放熱性が低下するので、３段以下にすることが好ましい。
その他、実施例１と同様の構成及び作用効果を備える。
【００４３】
（実施例４）
本例は、渦巻状コイル５の形状を変更した例である。図７に示すごとく、本例の渦巻状コイル５は、柱状部２０を中心に被覆導線３ｂを渦巻状に巻回した第１渦巻状部分５１および第２渦巻状部分５２を備える。第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とは、Ｘ線方向に所定間隔をおいて対向配置されている。第１渦巻状部分５１および第二渦巻状部分５２は１本の被覆導線３ｂからなる。第１渦巻状部分５１は、第１フランジ部４０ａにおける、コア２の本体部２３ａ側とは反対側の主面４００ａに接触するように巻回されている。また、第２渦巻状部分５２は、第２フランジ部４０ｂにおける、コア２の本体部２３ｂ側とは反対側の主面４００ｂに接触するように巻回されている。
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、渦巻状コイル５は第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とを備えるため、渦巻状コイル５の巻数を増やすことができる。また、第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とがＸ方向に所定間隔をおいて対向配置されているため、これら第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、渦巻状コイル５の放熱性を向上することが可能になる。また、第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とを、所定間隔をおいて配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、渦巻状コイル５全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少することが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４５】
（実施例５）
本例は、螺旋状コイル６の形状を変更した例である。図８に示すごとく、本例の螺旋状コイル６は、互いに半径が異なる第１螺旋状部分６１および第２螺旋状部分６２を備える。第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とは、螺旋状コイル６のＹ方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されている。第１螺旋状部分６１および第２螺旋状部分６２は１本の被覆導線３ａからなる。第１螺旋状部分６１は、保持部材４の円筒部４８の外周面に接触するように巻回されている。また、保持部材４の第１フランジ部４０ａおよび第２フランジ部４０ｂに、円筒状部材４５が嵌合している。この円筒状部材４５の外周面に、第２螺旋状部分６２が螺旋状に巻回されている。
【００４６】
本例の作用効果について説明する。本例では、螺旋状コイル６は第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とを備えるため、螺旋状コイル６の巻数を増やすことができる。また、第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とがＹ方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されているため、これら第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２との、空気への接触面積を増やすことができる。そのため、螺旋状コイル６の放熱性を向上することが可能になる。また、第１螺旋状部分６１と第２螺旋状部分６２とを所定間隔をおいて配置すると、これらの間の近接効果を低減できるため、螺旋状コイル６全体の交流抵抗を低減でき、電流を流した際の発熱量を減少することが可能となる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００４７】
（実施例６）
本例は、図９に示すごとく、コア２内に放熱部材７を設けた例である。本例では、螺旋状コイル６に対してＹ方向に隣接する位置であって、渦巻状コイル５（第１渦巻状部分５１、第２渦巻状部分５２）に対してＸ方向に隣接する位置に、放熱部材７を配置してある。この放熱部材７によって、一次コイル１１または二次コイル１２から発生した熱を放熱するよう構成されている。渦巻状コイル５は、実施例４と同様に、第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とを備える。また、螺旋状コイル６は、第２螺旋状部分６２（図８参照）を備えていない。
【００４８】
放熱部材７は、シリコンゲル等の、熱伝導率が高い物質からなるシート状の部材を、螺旋状コイル６の外面に巻回したものである。放熱部材７は、螺旋状コイル６と、第１渦巻状部分５１と、第２渦巻状部分５２とに接触している。また、図１０に示すごとく、放熱部材７の一部は、コア２の開口部２５ａ，２５ｂからコア２外へ突出している。開口部２５ａ，２５ｂからは、二次コイル１２の一部と、保持部材４の一部もコア２外へ突出している。一次コイル１１および二次コイル１２に電流を流すと、これらのコイル１１，１２から熱が発生する。この熱は放熱部材７に伝わり、さらに放熱部材７の表面７０からコア２外の空気に伝わる。これにより、コイル１１，１２の熱を放熱するよう構成されている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４９】
本例の作用効果について説明する。本例では、放熱部材７によって、一次コイル１１または二次コイル１２から発生した熱を放熱できるため、トランス１の温度上昇をさらに効果的に抑制することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００５０】
（実施例７）
本例は、渦巻状コイル５の形状を変更した例である。図１１、図１２に示すごとく、本例の柱状部２０は鉛直方向（Ｖ方向）を向いている。渦巻状コイル５は、実施例４と同様に第１渦巻状部分５１と第２渦巻状部分５２とからなる。第１渦巻状部分５１は、螺旋状コイル６の鉛直方向（Ｖ方向）上側に形成されている。第１渦巻状部分５１は、径方向（Ｙ方向）外側へ向かうほど被覆導線３が鉛直方向（Ｖ方向）上側に位置するように巻回されている。
【００５１】
コア２は、実施例１と同様に、第１部分２ａと第２部分２ｂとからなる。第１部分２ａの本体部２３ａは、鉛直方向（Ｖ方向）下側に向かって凸となる円錐形状に形成されている。この円錐形状の本体部２３ａの両端から一対の側壁部２１ａ，２２ａが、鉛直方向（Ｖ方向）下側へ向かって突出している。また、本体部２３ａの中心から、側壁部２１ａ，２２ａと同一方向に、柱部２０ａが突出している。
第２部分２ｂは、実施例１と同様に、板状の本体部２３ｂを備える。この本体部２３ｂの両端から一対の側壁部２１ｂ，２２ｂが鉛直方向上側へ向かって突出している。また、本体部２３ｂの中央から、側壁部２１ｂ，２２ｂと同一方向に、柱部２０ｂが突出している。
【００５２】
保持部材４の第１フランジ部４０ａは、鉛直方向（Ｖ方向）下側に向かって凸となる円錐形状に形成されている。また、第２フランジ部４０ｂは、実施例１と同様に平板状に形成されている。第１渦巻状部分５１は、円錐形状に形成された第１フランジ部４０ａにおける、コア２の本体部２３ａ側とは反対側の主面４００ａに接触するように、被覆導線３ｂを巻回して形成されている。被覆導線３ｂの中心を通る円錐面Ｐ２と、水平面Ｐ１とのなす角度θ４は、好ましくは０°＜θ４＜４５°であり、さらに好ましくは０°＜θ４＜２２．５°である。
【００５３】
図１１に示すごとく、一対の側壁部２１，２２が端面２１５，２２５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とが組みつけられている。そして、一対の側壁部２１，２２と、本体部２３ａ，２３ｂ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を収納する収納空間Ｓが形成されている。収納空間Ｓは、コア２に形成された一対の開口部２５ａ，２５ｂ（図１２参照）において、外部空間と連通している。
【００５４】
一次コイル１１、二次コイル１２に電流を流すと熱が発生し、周囲の空気８が暖められる。暖められた空気８は、対流によって鉛直方向上側に上昇し、渦巻状コイル５の下面に沿って、径方向（Ｙ方向）外側に移動する。そして、開口部２５ａ，２５ｂを通って外部空間へ出て行く。この代わりに、冷えた空気が開口部２５ａ，２５ｂから収納空間Ｓ内に流入する。これにより、コイル１１，１２を冷却できるようになっている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５５】
本例の作用効果について説明する。
上記構成にすると、コイル１１，１２の発熱によって暖められた空気８が、対流によって鉛直方向（Ｖ方向）上側に上昇し、渦巻状コイル５の下面に沿って、径方向（Ｙ方向）外側に移動しやすくなる。また、コア２の収納空間Ｓは、開口部２５ａ，２５ｂにおいて外部空間と連通しているため、暖められた空気８をコア２の外部に効果的に排出できる。そのため、暖められた空気８がコイル１１，１２の中心付近に留まることを防止でき、トランス１の温度上昇を防止できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【符号の説明】
【００５６】
１ トランス
１１ 一次コイル
１２ 二次コイル
２ コア
３ 被覆導線
４ 保持部材
５ 渦巻状コイル
６ 螺旋状コイル
７ 放熱部材
【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被覆導線を巻回してなる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
該一次コイルと該二次コイルとのうち一方のコイルは、上記被覆導線を渦巻状に巻回した渦巻状コイルであり、他方のコイルは、上記被覆導線を螺旋状に巻回した螺旋状コイルであ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、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が多いコイルが上記螺旋状コイルであり、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が少ないコイルが上記渦巻状コイルであることを特徴とするトランス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトランスにおいて、上記渦巻状コイルは、上記柱状部を中心に上記被覆導線を渦巻状に巻回した第１渦巻状部分および第２渦巻状部分を備え、該第１渦巻状部分と該第２渦巻状部分とは、上記柱状部の軸線方向に所定間隔をおいて対向配置され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、上記螺旋状コイルは、互いに半径が異なる第１螺旋状部分および第２螺旋状部分を備え、該第１螺旋状部分と該第２螺旋状部分とは、上記螺旋状コイルの径方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記螺旋状コイルに対して該螺旋状コイルの径方向に隣接する位置であって、上記渦巻状コイルに対して上記柱状部の軸線方向に隣接する位置に、上記一次コイルまたは上記二次コイルから発生した熱を放熱するための放熱部材が配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記柱状部は鉛直方向を向いており、上記渦巻状コイルの少なくとも一部は、上記螺旋状コイルの鉛直方向上側に形成され、かつ上記螺旋状コイルの径方向外側へ向かうほど上記被覆導線が鉛直方向上側に位置するように巻回されている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被覆導線を巻回してなる一次コイルおよび二次コイルとを備え、
該一次コイルと該二次コイルとのうち一方のコイルは、上記被覆導線を渦巻状に巻回した渦巻状コイルであり、他方のコイルは、上記被覆導線を螺旋状に巻回した螺旋状コイルであ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、上記一次コイルと上記二次コイルとのうち、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が多いコイルが上記螺旋状コイルであり、上記被覆導線の単位長さ当たりの発熱量が少ないコイルが上記渦巻状コイルであることを特徴とするトランス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトランスにおいて、上記渦巻状コイルは、上記柱状部を中心に上記被覆導線を渦巻状に巻回した第１渦巻状部分および第２渦巻状部分を備え、該第１渦巻状部分と該第２渦巻状部分とは、上記柱状部の軸線方向に所定間隔をおいて対向配置され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、上記螺旋状コイルは、互いに半径が異なる第１螺旋状部分および第２螺旋状部分を備え、該第１螺旋状部分と該第２螺旋状部分とは、上記螺旋状コイルの径方向に所定間隔をおいて同芯状に配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記螺旋状コイルに対して該螺旋状コイルの径方向に隣接する位置であって、上記渦巻状コイルに対して上記柱状部の軸線方向に隣接する位置に、上記一次コイルまたは上記二次コイルから発生した熱を放熱するための放熱部材が配置されていることを特徴とするトランス。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトランスにおいて、上記柱状部は鉛直方向を向いており、上記渦巻状コイルの少なくとも一部は、上記螺旋状コイルの鉛直方向上側に形成され、かつ上記螺旋状コイルの径方向外側へ向かうほど上記被覆導線が鉛直方向上側に位置するように巻回されている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２０１２−１６９３３１（Ｐ２０１２−１６９３３１Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６９５２（Ｐ２０１１−２６９５２）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【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９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]