変圧器

【課題】性能の向上を図ると共に、軽量化および製造コストの削減を図ることができる変圧器を提供する。
【解決手段】一次コイル１０および二次コイル２０と、一次コイル１０または二次コイル２０の少なくとも一方に配置された板状に形成されたコア３０とを有し、コア３０には、コイルが内部に収納される凹形状の導電体収納部３１と、環状に形成された導電体収納部３１の中央領域に配置された平板状の中央部３２とが形成されている。導電体収納部３１は、一次コイル１０および二次コイル２０のうちのコア３０が配置された一方のコイルから、他方のコイルに向かって凹形状の開口が開いたものである。中央部３２は、導電体収納部３１における他方のコイル側の端部から、導電体収納部３１における中央領域に向かって延びている。このような構成を採用することで、他方のコイルと、コアとの間の距離を縮めることができる。さらに、コアの体積を減らすことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器、特に、一次コイルおよび二次コイルの間に空隙を有する変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次コイル１０および二次コイル２０の間に空隙を有する変圧器では、図１９に示すように、断面形状がＥ字状に形成されたＥ型コア３０ｅ（鉄芯または磁芯）に、例えば二次コイル２０が巻かれ、一次コイル１０に、二次コイル２０が巻かれたＥ型コア３０ｅを対向して配置している構成が知られている。しかし、Ｅ型コア３０ｅを一体に形成しようとすると、製造が難しく、製造できたとしても製造コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する方法として、板状のコアを積層してＥ型コアを形成することにより、Ｅ型コアの製造を容易にすると共に、製造コストの低減を図る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
さらに、上述の特許文献１には、一体に形成されたＥ型コアと比較して小さな電力に対応したＥ型コアの態様として、コアをストライプ状に部分的に間引いた構成を有する変圧器も提案されている。このようにすることで、コアに用いられる材料を減らすことができ、変圧器の重量軽減を図ることができるという利点が得られる。
【０００５】
また、Ｅ型コアは重量が嵩むという問題があるため、変圧器の重量を軽減することを目的として、平板状のコアを用いる構成が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。平板状のコア３０ｐは、図２０に示すように、二次コイル２０に隣接する位置であって、一次コイル１０との間で二次コイル２０を挟む位置に配置されている。あるいは、一次コイルに隣接する位置であって、二次コイルとの間で一次コイルを挟む位置に配置されている（図示せず。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２０２３９号公報
【特許文献２】特開２００８−８７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に記載されているようなＥ型コアでは、コアの体積が大きく磁気飽和現象が発生しにくいため、体積が小さく磁気飽和現象が発生するコアを備えた変圧器と比較して、Ｅ型コアを備えた変圧器の性能は良くなるという利点がある。しかしながら、Ｅ型コアは、コアの体積が大きいことから、コアの重量が重くなり、変圧器としての重量も重くなるという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載されているように、板状のコアを積層してＥ型コアを形成すると、板状のコア同士の接触面に空隙が形成されやすい。この空隙は磁気抵抗となるため、変圧器の性能が低下するおそれがある。
【０００９】
その他に、特許文献１に記載されているように、コアをストライプ状に部分的に間引いた構成を採用した場合、コアを間引かない構成のコアと比較して、コアを間引いた割合に応じて変圧器の効率が低下する問題がある。コアの間引き率に応じて、使用（伝送）される電力が制限される場合には問題は発生しないが、使用される電力の制限を実施しない場合には、変圧器における損失が大きくなり、効率が低下する問題がある。
【００１０】
その一方で、特許文献２に記載されているような平板状のコアを用いると、Ｅ型コアと比較して、コアの体積が小さく軽量化できるという利点がある。しかしながら、Ｅ型コアを用いた場合と比較して、対向して配置された平板状のコア同士の間隔である電磁ギャップが大きくなるため、変圧器の効率が低下する問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、性能の向上を図ると共に、軽量化および製造コストの削減を図ることができる変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の変圧器は、長尺、例えば線状に形成された導電体を巻いて形成された一次コイルおよび二次コイルと、一次コイルまたは二次コイルの少なくとも一方に配置された板状に形成されたコアとを有するものである。コアは、巻かれた導電体の束が内部に収納される凹形状の導電体収納部と、環状に形成された導電体収納部の中央領域に配置された平板状の中央部とが形成されたものである。
【００１３】
導電体収納部は、一次コイルおよび二次コイルのうちのコアが配置された一方のコイルから、前述のコアが配置されていない他方のコイルに向かって凹形状の開口が開いたものである。導電体収納部における他方のコイル側の端部から、環状に延びる導電体収納部における中央領域に向かって平板状の中央部が延びている。
【００１４】
このような構成を採用することで、本発明の変圧器に係るコアは、特許文献２に記載されているような平板状のコアと比較して、上述の他方のコイルと、コア（特に中央部）との間の距離である電磁ギャップを縮めることができる。さらに、本発明に係るコアは、板部材から形成された導電体収納部と中央部とから形成されているため、磁路に寄与しないコアの部分が削減され、特許文献１に記載されているようなＥ型コアと比較してコアの体積を減らすことができる。なお、本発明に係るコアを構成する板部材の板厚は、コアが磁気飽和しない範囲の厚さであって、磁束分布が均一になる厚さであることが望ましい。
【００１５】
更に、導電体収納部における他方のコイル側の端部から外側に向かって、平板状に延びる鍔部が設けられていてもよい。このような構成を採用することで、本発明に係るコアは、鍔部が設けられていない場合と比較して、一次コイルおよび二次コイルの間に延びる磁束を効率よく集めることができ、本発明の変圧器における性能の向上を図ることができる。
【００１６】
また、導電体収納部は、中央部と比較して、板厚が厚い板部材から構成されていてもよい。このように構成することで、本発明に係るコアは、電流が流れる導電体に近い位置に配置される導電体収納部において磁気飽和が発生することを防止できる。その一方で、導電体収納部と比較して磁気飽和しにくい中央部の板厚を薄くすることで、本発明に係るコアの軽量化を図ることができる。
【００１７】
中央部には、これを構成する板状の部材を貫通する空隙部が設けられていてもよい。空隙部は、中央部に形成された貫通孔であってもよいし、本発明に係るコアを二分割するスリット状に形成されたものであってもよい。このように、中央部に空隙部を形成することで、本発明に係るコアの軽量化を図ることができる。さらに、中央部は、導電体収納部と比較して一次コイルおよび二次コイルの間に存在する磁束を集める効率が低いため、中央部に空隙部を形成しても、本発明に係るコアにおける誘起電圧の低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明に係るコアは、複数の板部材を板厚方向に積み重ねたものであり、複数の板部材のそれぞれには、板部材を分割するスリットが設けられ、スリットが異なる位置に配置されるように複数の板部材が積み重ねられていてもよい。このような構成を採用することで、コアの温度変化による伸び縮みした場合であっても、スリットの間隔により前述の伸び縮みが吸収される。そのため、コアを構成する板部材に働く圧縮応力や引張応力などを軽減することができ、コアの割れなどの発生を防止することができる。
【００１９】
少なくとも対向する二辺を有する形状に導電体が巻かれた一次コイルおよび二次コイルを有し、かつ、対向する前述の対向する二辺が延びる方向において、二次コイルよりも一次コイルの寸法が長い場合には、二次コイル側に配置されたコアは、前述の対向する二辺に対して交差する方向に延びる複数のコア分割体を、前述の対向する二辺が延びる方向に間隔をあけて並んで配置したものであってもよい。
【００２０】
このような構成を採用することで、コアを一体に構成する場合と比較して、比較的小さな複数のコア分割体からコアを構成するため、コアの製造に用いられる材料である板部材も比較的小さなものを用いることができる。大きな板部材を手配する場合と比較して、小さな板部材は手配が容易であり、かつ、価格も安いため、本発明の変圧器の製造にかかるコストを削減できる。
【００２１】
なお、コア分割体を構成する板部材は、一体に形成されたコアを構成する板部材と比較して、コア分割体の配置間隔に応じて板厚が厚くされていることが望ましい。つまり、間隔をあけて配置されたコア分割体によってコアを構成しても、一体に形成されたコアと比較して、同等の体積を有するように構成することが望ましい。例えば、前述の対向する二辺が延びる方向において、コア分割体の幅寸法と、配置間隔の寸法の比が１対１の場合には、コア分割体は、一体に形成されたコアと比較して、２倍の板厚に形成されていることが望ましい。このようにすることで、間隔をあけて配置されたコア分割体によってコアを構成しても、コアの性能低下を抑制することができる。
【００２２】
同じく、少なくとも対向する二辺を有する形状に導電体が巻かれた一次コイルおよび二次コイルを有し、かつ、対向する前述の対向する二辺が延びる方向において、二次コイルよりも一次コイルの寸法が長い場合には、二次コイル側に配置されたコアにおける、前述の対向する二辺に対して交差する方向に延びる導電体収納部が、少なくとも中央部側の一部を残して外側を切り欠いた形状とされてもよい。
【００２３】
このように、導電体収納部は、二次コイルよりも外側の部分を切欠いているため、本発明に係るコアの軽量化を図ることができる。さらに、二次コイルよりも外側の部分は、他の部分と比較して一次コイルおよび二次コイルの間に存在する磁束を集める効率が低いため、二次コイルよりも外側の部分を切欠いて導電体収納部を形成しても、二次コイルにおける誘起電圧の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の変圧器によれば、特許文献２に記載されているような平板状のコアと比較して、上述の他方のコイルと、コア（特に中央部）との間の距離である電磁ギャップを縮めることができる。さらに、本発明に係るコアは、板部材から形成された導電体収納部と中央部とから形成されているため、磁路に寄与しないコアの部分が削減され、特許文献１に記載されているようなＥ型コアと比較してコアの体積を減らすことができる。そのため、本発明の変圧器における性能の向上を図ると共に、変圧器の軽量化および製造コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る変圧器の構成を説明する断面視図である。
【図２】図１の変圧器の全体構成を説明する平面視図である。
【図３】図１のコアの構成を説明する一次コイル側から見た図である。
【図４】図３のコアにおける他の実施例の構成を説明する一次コイル側から見た図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る変圧器の構成を説明する断面視図である。
【図６】図５のコアの構成を説明するコアを一次コイル側から見た図である。
【図７】鍔部のオーバーハング長Ｆと誘起電圧との関係を説明するグラフである。
【図８】図６のコアにおける他の実施例の構成を説明する一次コイル側から見た図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る変圧器の構成を説明する断面視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の変圧器の構成を説明する断面視図である。
【図１１】図１０の変圧器の全体構成を説明する平面視図である。
【図１２】中央部の幅Ｗ２を基準とした空隙部の幅Ｗ４の割合と、二次コイルにおける誘起電圧との関係を説明するグラフである。
【図１３】図１１の空隙部が設けられたコアの他の実施例における全体構成を説明する平面視図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態の変圧器の構成を説明する断面視図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態の変圧器の全体構成を説明する平面視図である。
【図１６】図１５のコア分割体の間隔と、誘起電圧比との関係を説明するグラフである。
【図１７】図１５の変圧器の他の実施例の全体構成を説明する平面視図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態の変圧器の全体構成を説明する平面視図である。
【図１９】従来のＥ型コアを有する変圧器の構成を説明する模式図である。
【図２０】従来の平板状のコアを有する変圧器の構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る変圧器１ついて図１から図４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る変圧器１の構成を説明する断面視図であり、図２は、図１の変圧器１の全体構成を説明する平面視図である。
【００２７】
本実施形態の変圧器１は、図１および図２に示すように、一次コイル１０に交流電力を供給し、二次コイル２０から前述の供給された交流電力であって、変圧された交流電力を取り出すものである。言い換えると、一次コイル１０に印可された電圧に対して異なる電圧が二次コイル２０に誘起されるものである。なお、本実施形態では、二次コイル２０にのみコア３０が配置されている例に適用して説明するが、一次コイル１０にもコアが配置されていてもよく、特に限定するものではない。
【００２８】
変圧器１は、外部から交流電力が供給される一次コイル１０と、前述の供給された交流電力を取り出す二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア３０と、から主に構成されている。一次コイル１０および二次コイル２０は、銅などの導電性を有する材料からなる長尺な線状に形成された巻き線（導電体）を環状に巻いて形成されたものである。なお、一次コイル１０および二次コイル２０を構成する巻き線は、同じ組成を有する材料から形成されていてもよいし、異なる組成を有する材料から形成されていてもよく、特に限定するものではない。
【００２９】
一次コイル１０を構成する巻き線は、その両端が外部の電源（図示せず。）に交流電力の供給が可能につながれている。その一方で、二次コイル２０を構成する巻き線は、その両端が、交流電力の供給を受ける外部機器に電力の供給が可能に接続されている。一次コイル１０における巻き線の巻き数と、二次コイル２０における巻き線の巻き数との比は、一次コイル１０に供給される交流電力の電圧と、二次コイル２０から供給される交流電力の電圧との比により定められるものである。
【００３０】
一次コイル１０と二次コイル２０とは、巻き線が巻かれたコイルにおける軸線が延びる方向（図１の上下方向）に隣接して並んで配置され、かつ、両者は所定の間隔をあけて配置されている。ここで、所定の間隔としては、一次コイル１０と二次コイル２０とが、上述のコイルの軸線と直交する方向（図１の左右方向）へ相対移動しても、両者が物理的に接触しない間隔であって、二次コイル２０およびコア３０が、一次コイル１０によって形成される磁束を受け取ることができる間隔であることが望ましい。
【００３１】
図３は、図１のコア３０の構成を説明するコア３０を一次コイル１０側から見た図である。
コア３０は概ね矩形状に形成された板状の鉄芯または磁芯であり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。コア３０を構成する板状の部材は、コア３０が磁気飽和しない範囲の厚さであって、コア３０の内部の磁束分布が均一になる厚さで形成されているとよい。コア３０には、図１から図３に示すように、二次コイル２０が収納される導電体収納部３１と、コア３０の中央領域を構成する中央部３２と、が主に設けられている。本実施形態では、導電体収納部３１および中央部３２が一体に構成された例に適用して説明する。
【００３２】
導電体収納部３１は、内部に二次コイル２０を形成する巻き線の束が収納されるものである。導電体収納部３１は、板部材を断面が凹形状に形成すると共に、この凹形状が環状に延びて形成されたものである。さらに、導電体収納部３１は、二次コイル２０の側から一次コイル１０の側に向かって、凹形状の開口が開くように配置されているものである。
【００３３】
中央部３２は、導電体収納部３１における一次コイル１０側の端部であって、巻き線が巻かれたコイルにおける軸線が含まれる領域（以下、「中央領域」と表記する。）の側の端部から、中央領域に向かって延びる平板状の部材である。本実施形態では、中央部３２は、中央領域に全てにわたって延びる平板状の部材である例に適用して説明する。
【００３４】
次に、上記の構成からなる変圧器１における働きについて説明する。
図１に示すように、外部に配置された電源から交流電力が一次コイル１０に供給されると、一次コイル１０を流れる交流電流により、一次コイル１０の周囲には、図１の細線の矢印で示すように、時間的に強度が変動する磁束が形成される。磁束が形成された範囲には、二次コイル２０およびコア３０が配置されている。コア３０は一次コイル１０により形成された磁束を集める。
【００３５】
ここで、本実施形態の変圧器１におけるコア３０は、一次コイル１０から中央部３２までの距離Ｇが、図２０に記載されているような平板状のコアが用いられた場合における一次コイル１０からコアまでの距離ｇと比較して近いため、一次コイル１０により形成された磁束をより効果的に集めることができる。
【００３６】
そして、二次コイル２０は、磁束強度の時間的な変動に伴い、電流値が時間的に変動する交流電流が誘起される。さらに、二次コイル２０には、一次コイル１０および二次コイル２０における巻き線の巻き数比に応じて変圧された電圧が誘起される。
【００３７】
上記の構成によれば、本実施形態の変圧器１に係るコア３０は、図２０に示す平板状のコアと比較して、一次コイル１０と、コア３０、特に中央部３２との間の距離である電磁ギャップを縮めることができる。そのため、コア３０は一次コイル１０により形成された磁束を効果的に集めることができ、変圧器１の性能向上を図ることができる。例えば、図２０に示す平板状のコアを備えた変圧器と比較して、本実施形態の変圧器１は、起電圧を約１１％増加させることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態に係るコア３０は、板部材から形成された導電体収納部３１と中央部３２とから形成されているため、磁路に寄与しないコアの部分が削減され、図１９に記載されているようなＥ型コアと比較してコア３０の体積を減らすことができる。そのため、コア３０の軽量化を図ることができ、ひいては変圧器１の軽量化を図ることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、二次コイル２０が概ね矩形状に巻かれ、コア３０が概ね矩形状に形成された例に適用して説明したが、二次コイル２０およびコア３０の形状は、矩形状に限定することなく、円状、楕円状であってもよく、特に限定するものではない。
【００４０】
図４は、図３のコア３０における他の実施例の構成を説明する一次コイル１０側から見た図である。
なお、コア３０は、上述の実施形態のように、断面が凹形状に形成された導電体収納部３１が環状に形成されたものであってもよいし、図４に示すように、導電体収納部３１における対向する一対の辺に相当する部分（図４における左右方向の端辺に相当する部分）が、凹形状の外側の壁を省略したＬ形状に形成されたものであってもよい。
【００４１】
特に、一次コイル１０および二次コイル２０が概ね矩形状に形成され、一次コイル１０における矩形状の長辺の長さ（図４の左右方向の長さ）が、二次コイル２０における対応する辺の長さ（図４の左右方向の長さ）よりも長い場合には、上述のように、コア３０における図４の左右の端辺に相当する部分である短辺の断面形状を、概ねＬ字状に形成することが好ましい。
【００４２】
このようにすることで、コア３０における磁束を集める効率の低下を抑制しつつ、コア３０の軽量化を図ることができる。つまり、上述のような構成において、磁束を集める効率が他の場所と比較して低いコア３０の短辺は、断面形状を凹形状から断面積が小さな概ねＬ字状に変更しても、磁束を集める効率の低下量が小さく、コア３０の全体における磁束を集める効率の低下は抑制される。その一方で、コア３０の体積を小さくすることができるため、コア３０の軽量化を図ることができる。
【００４３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図５から図８を参照して説明する。本実施形態の変圧器の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、コアの形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図５から図８を用いてコアの形状等について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００４４】
図５は、本実施形態の変圧器１０１の構成を説明する断面視図である。
本実施形態の変圧器１０１は、一次コイル１０と、二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア１３０と、から主に構成されている。
【００４５】
コア１３０は、第１の実施形態のコア３０と同様に、概ね矩形状に形成された板状の鉄芯または磁芯であり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア１３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。コア１３０を構成する板状の部材は、コア１３０が磁気飽和しない範囲の厚さであって、コア１３０の内部の磁束分布が均一になる厚さで形成されているとよい。
【００４６】
図６は、図５のコア１３０の構成を説明するコア１３０を一次コイル１０側から見た図である。
コア１３０には、図５および図６に示すように、導電体収納部３１と、中央部３２と、コア１３０の周囲に配置された鍔部１３３と、が主に設けられている。鍔部１３３は、環状に延びる導電体収納部３１における一次コイル１０側の端部であって、コア１３０の外側の端部から、外側に向かって延びる平板状の部材である。本実施形態では、導電体収納部３１、中央部３２、および、鍔部１３３が一体に構成された例に適用して説明する。
【００４７】
上記の構成からなる変圧器１０１における働きについては、第１の実施形態と概ね同様であるため、その説明を省略する。
ここで、鍔部１３３における導電体収納部３１から外側へ突出する寸法であるオーバーハング長Ｆと、変圧器１０１における誘起電圧の向上との関係を解析結果に基づいて説明する。
【００４８】
図７は、鍔部１３３のオーバーハング長Ｆと誘起電圧との関係を説明するグラフである。
図７における横軸は、二次コイル２０のコイル幅Ｗを基準として、鍔部１３３における導電体収納部３１から外側へ突出する寸法であるオーバーハング長Ｆを百分率で表したものであり、縦軸は、オーバーハング長Ｆが０％、つまり、鍔部１３３が設けられていない第１の実施形態のコア３０を備えた変圧器１における誘起電圧を基準とした、誘起電圧の割合を表したものである。
【００４９】
図７のグラフでは、鍔部１３３のオーバーハング長Ｆが増加すると、変圧器１０１における誘起電圧の割合も増加する傾向が示されている。誘起電圧を増加させることを目的として、オーバーハング長Ｆを増加させる方法が考えられるが、鍔部１３３のオーバーハング長Ｆは、鍔部１３３も含めたコア１３０全体の幅寸法ＴＷによって制約される。
【００５０】
例えば、鍔部１３３における導電体収納部３１から外側へ突出する寸法であるオーバーハング長Ｆが、二次コイル２０のコイル寸法Ｗに対して３０％程度である場合には、本実施形態のコア１３０を備える変圧器１０１は、誘起電圧において、第１の実施形態のコア３０を備える変圧器１と比較して１７％程度の向上を図ることができ、さらに、図２０に示す平板状のコアを備える変圧器と比較して３０％程度の向上を図ることができる。
【００５１】
上記の構成によれば、本実施形態に係るコア１３０は、鍔部１３３が設けられていない第１の実施形態のコア３０場合と比較して、一次コイル１０および二次コイル２０の間に延びる磁束を効率よく集めることができ、本実施形態の変圧器１０１における性能の向上を図ることができる。
【００５２】
言い換えると、鍔部１３３を設けることにより、一次コイル１０により形成された磁束における磁気抵抗を小さくすることができ、漏れ磁束を低減することができる。その結果、本実施形態の変圧器１０１における性能の向上を図ることができる。
【００５３】
図８は、図６のコア１３０における他の実施例の構成を説明する一次コイル１０側から見た図である。
なお、コア１３０は、上述の実施形態のように、鍔部１３３がコア１３０の周囲に形成されたものであってもよいし、図８に示すように、コア１３０における対向する一対の端辺にのみ鍔部１３３を設けてもよい。
【００５４】
特に、一次コイル１０および二次コイル２０が概ね矩形状に形成され、一次コイル１０における矩形状の長辺の長さ（図８の左右方向の長さ）が、二次コイル２０における対応する辺の長さ（図８の左右方向の長さ）よりも長い場合には、上述のように、コア１３０における図８の上下の端辺に相当する部分である長辺にのみ鍔部１３３を設けることが好ましい。
【００５５】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図９を参照して説明する。本実施形態の変圧器の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、コアの形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図９を用いてコアの形状等について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００５６】
図９は、本実施形態の変圧器２０１の構成を説明する断面視図である。本実施形態の変圧器２０１は、一次コイル１０と、二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア２３０と、から主に構成されている。
【００５７】
コア２３０は、第１の実施形態のコア３０と同様に、概ね矩形状に形成された板状の鉄芯または磁芯であり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア２３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。
【００５８】
コア２３０には、図９に示すように、二次コイル２０が収納される導電体収納部２３１と、コア２３０の中央領域を構成する中央部２３２と、コア２３０の周囲に配置された鍔部２３３と、が主に設けられている。
【００５９】
導電体収納部２３１は、第１の実施形態の導電体収納部３１と同様に、内部に二次コイル２０を形成する巻き線の束が収納されるものである。中央部２３２は、第１の実施形態の中央部３２と同様に、導電体収納部２３１における一次コイル１０側の端部であって、中央領域側の端部から、中央領域に向かって延びる平板状の部材である。鍔部２３３は、第２の実施形態の鍔部１３３と同様に、環状に延びる導電体収納部２３１における一次コイル１０側の端部であって、コア２３０の外側の端部から、外側に向かって延びる平板状の部材である。
【００６０】
本実施形態のコア２３０では、導電体収納部２３１を構成する板部材の板厚ｔ１が、中央部２３２を構成する板部材の板厚ｔ２、および、鍔部２３３を構成する板部材の板厚ｔ３よりも厚く形成されている点が、第１の実施形態および第２の実施形態のコアと異なっている。
【００６１】
なお、中央部２３２を構成する板部材の板厚ｔ２と、鍔部２３３を構成する板部材の板厚ｔ３とは、コア２３０における磁束分布が均一になればよく、例えば両者が同じ厚さであってもよいし、異なる厚さであってもよい。さらに、中央部２３２を構成する板部材の板厚ｔ２は、第１の実施形態および第２の実施形態の中央部３２と同じ厚さに形成されていてもよいし、薄く形成されていてもよい。同様に、鍔部２３３を構成する板部材の板厚ｔ３も、第２の実施形態の鍔部１３３と同じ厚さに形成されていてもよいし、薄く形成されていてもよい。
【００６２】
上記の構成によれば、本実施形態に係るコア２３０は、電流が流れる巻き線に近い位置に配置される導電体収納部２３１において磁気飽和が発生することを防止できる。
例えば、第２の実施形態に係る変圧器１０１のコア１３０では、コア１３０の厚み当たりの電流（２次電流）を３５０Ａターンｒｍｓ／ｍｍで通電した場合、コア１３０は磁気飽和する。コア１３０の透磁率が低下することによる誘起電圧の低下が発生した場合や、二次コイル２０に繋がれる回路（２次側回路）として共振回路が構成された場合、インダクタンスの変動により、二次コイル２０および二次側回路を流れる２次電流が安定しないなどの問題が生じる。
【００６３】
これに対して本実施形態に係るコア２３０は、二次コイル２０に流れる２次電流による磁束が集中するコイル周辺に配置される導電体収納部２３１のみ、コア２３０の板厚を厚くしている。そのため、コア２３０において磁気飽和の発生が抑制され、かつ、コア２３０における磁束分布が均一化される。さらに、磁束が集中する部分のみコア２３０の板厚を厚くしているため、コア２３０の全体の板厚を厚くする場合と比較して、コア２３０の重量増加を抑制することができる。
【００６４】
また、コア２３０における磁束分布の均一化が図られると、コア２３０におけるヒステリシス損が主要因となる発熱が抑制される。磁束分布の均一化が図られると、コア２３０における磁束が部分的に集中する箇所の発生が抑制され、磁束の集中場所におけるヒステリシス損による発熱が抑制される。そのため、コア２３０における（局所的な）温度上昇が抑制され、温度上昇によるコイルにおける通電電流の制約が生じにくくなり、変圧器２０１の効率低下を抑制することができる。
【００６５】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１０から図１３を参照して説明する。本実施形態の変圧器の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、コアの形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図１０から図１３を用いてコアの形状等について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００６６】
図１０は、本実施形態の変圧器３０１の構成を説明する断面視図であり、図１１は、図１０の変圧器３０１の全体構成を説明する平面視図である。本実施形態の変圧器３０１は、図１０および図１１に示すように、一次コイル１０と、二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア３３０と、から主に構成されている。
【００６７】
コア３３０は、第３の実施形態のコア２３０と同様に、概ね矩形状に形成された板状の鉄芯または磁芯であり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア３３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。
【００６８】
コア３３０には、二次コイル２０が収納される導電体収納部２３１と、コア３３０の中央領域を構成する中央部２３２と、コア３３０の周囲に配置された鍔部２３３と、中央部２３２に形成された空隙部３３４と、が主に設けられている。
【００６９】
空隙部３３４は、中央部２３２に形成された貫通孔であって、コア３３０の軽量化を目的として形成されるものである。本実施形態では、コア３３０の全体形状と同様に１つの矩形状の貫通孔として形成された例に適用して説明するが、空隙部３３４の形状は、矩形状に限られることなく、円状や楕円状に形成されていてもよい。さらに、中央部２３２に形成される空隙部３３４の数は、１つに限られることなく、複数であってもよい。
【００７０】
ここで、空隙部３３４によるコア３３０の体積削減量と、二次コイル２０における誘起電圧との関係を解析結果に基づいて説明する。具体的には、図１１に示す中央部２３２の幅Ｗ２を基準とした空隙部３３４の幅Ｗ４の割合と、二次コイル２０における誘起電圧との関係について説明する。
【００７１】
図１２は、中央部２３２の幅Ｗ２を基準とした空隙部３３４の幅Ｗ４の割合と、二次コイル２０における誘起電圧との関係を説明するグラフである。
図１２における横軸は、中央部２３２の幅Ｗ２を基準とした空隙部３３４の幅Ｗ４の割合を示したものであり、縦軸は、空隙部３３４の割合が０、つまり空隙部３３４が設けられていない第３の実施形態の二次コイル２０における誘起電圧を基準とした、誘起電圧の割合を表したものである。
【００７２】
図１２のグラフでは、空隙部３３４の割合が０から１に向かって増加すると、二次コイル２０における誘起電圧の割合が徐々に低下する傾向が示されている。例えば、空隙部３３４の割合を０．３、つまり、中央部２３２におけるコア３３０の体積を３０％程度削減した場合、二次コイル２０における誘起電圧は１％程度減少する。
【００７３】
上記の構成によれば、中央部２３２に空隙部３３４を形成することで、本実施形態に係るコア３３０の軽量化を図ることができる。さらに、中央部２３２は、導電体収納部２３１と比較して一次コイル１０および二次コイル２０の間に存在する磁束を集める効率が低いため、中央部２３２に空隙部３３４を形成しても、二次コイル２０における誘起電圧の低下を抑制することができる。
【００７４】
図１３は、図１１の空隙部３３４が設けられたコア３３０の他の実施例における全体構成を説明する平面視図である。なお、上述の実施形態では、空隙部３３４は、中央部２３２にのみ設けられた例に適用して説明したが、図１３に示すように、一次コイル１０および二次コイル２０が概ね矩形状に形成され、一次コイル１０における矩形状の長辺の長さ（図１３の左右方向の長さ）が、二次コイル２０における対応する辺の長さ（図１３の左右方向の長さ）よりも長い場合には、コア３３０を二分割するように空隙部３３４Ａを設けて、コア３３０を図１３の上下に二分割してもよい。
【００７５】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１４を参照して説明する。本実施形態の変圧器の基本構成は、第２の実施形態と同様であるが、第２の実施形態とは、コアの形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図１４を用いてコアの形状等について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００７６】
図１４は、本実施形態の変圧器の構成を説明する断面視図である。
本実施形態の変圧器４０１は、図１４に示すように、一次コイル１０と、二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア４３０と、から主に構成されている。
【００７７】
コア４３０は、第１の実施形態のコア３０と同様に、概ね矩形状に形成された板状の鉄芯または磁芯であり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア４３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。
【００７８】
コア４３０には、二次コイル２０が収納される導電体収納部４３１と、中央部３２と、鍔部１３３と、が主に設けられている。
導電体収納部４３１は、第１の実施形態の導電体収納部３１と同様に、内部に二次コイル２０を形成する巻き線の束が収納されるものである。導電体収納部４３１は、板部材を断面が凹形状に形成すると共に、この凹形状が環状に延びて形成されたものである。さらに、導電体収納部４３１は、二次コイル２０の側から一次コイル１０の側に向かって、凹形状の開口が開くように配置されているものである。
【００７９】
本実施形態の導電体収納部４３１では、更に、凹形状における側板に挟まれた底板部４３２（図１４の上側の部分）が、２枚の板部材を重ねて構成されている。底板部４３２を構成する板部材には、当該板部材を複数に分割する溝状のスリット４３３が形成されている。底板部４３２を構成する２枚の板部材は、それぞれに形成されたスリット４３３が異なる位置に配置されるように重ねられ、底板部４３２を構成している。
【００８０】
本実施形態では、二次コイル２０側（図１４の下側）の板部材に、２本のスリット４３３が等間隔に形成され、外側（図１４の上側）の板部材に、３本のスリット４３３が等間隔に形成されている。さらに、これらの板部材を重ねて、二次コイル２０側の板部材に形成されたスリット４３３と、外側の板部材に形成されたスリット４３３が、交互に並んで配置されている例に適用して説明する。
【００８１】
次に、本実施形態の変圧器４０１における特徴である、コア４３０の導電体収納部４３１における働きについて説明する。なお、変圧器４０１における他の働きについては、第１および第２の実施形態における働きと同様であるため、その説明を省略する。
【００８２】
例えば、二次コイル２０に大きな電流が流れる場合、コア４３０の鉄損による発熱が大きいため、コア４３０は熱膨張する。その後、二次コイル２０における電流の流れが止まると、コア４３０における発熱が止まり、コア４３０は収縮する。このようなコア４３０における熱膨張や収縮は、導電体収納部４３１におけるスリット４３３の幅の拡大や縮小により吸収される。
【００８３】
その一方で、二次コイル２０側の板部材に形成されたスリット４３３と、外側の板部材に形成されたスリット４３３を交互に並んで配置されているため、導電体収納部４３１における磁界の磁路は、スリット４３３の空隙を通ることなく、言い換えるとスリット４３３を迂回して構成される。
【００８４】
具体的には、磁界の磁路は、外側の板部材を通ることにより、二次コイル２０側の板部材に形成されたスリット４３３を迂回し、二次コイル２０側の板部材を通ることにより、外側の板部材に形成されたスリット４３３を迂回することができる。
【００８５】
上記の構成によれば、コア４３０の温度変化による伸び縮みした場合であっても、スリット４３３の間隔によりコア４３０の伸び縮みが吸収される。そのため、コア４３０を構成する板部材に働く圧縮応力や引張応力などを軽減することができる。特に、コア４３０や二次コイル２０などが、変圧器４０１を構成する筺体であるケース（図示せず。）に固定されている場合には、コア４３０に温度変化による圧縮応力や引張応力が強く働くが、本実施形態のコア４３０によれば、これらの応力を軽減することができる。そのため、本実施形態のコア４３０は、温度変化などによるコア４３０の割れなどの不具合発生を防止することができる。
【００８６】
さらに、導電体収納部４３１における磁界の磁路は、スリット４３３を迂回して構成されるため、スリット４３３の空間が大きな磁気抵抗となることが防止される。そのため、本実施形態の変圧器４０１における効率の低下を抑制することができる。
【００８７】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１５および図１６を参照して説明する。本実施形態の変圧器の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、コアの形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図１５および図１６を用いてコアの形状等について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００８８】
図１５は、本実施形態の変圧器５０１の全体構成を説明する平面視図である。
本実施形態の変圧器５０１は、図１５に示すように、一次コイル１０と、二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア５３０と、から主に構成されている。
【００８９】
コア５３０は、概ね帯状に形成された板状の鉄芯または磁芯である複数のコア分割体５３０Ａが間隔をあけて並んで配置されたものであり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア５３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。
【００９０】
コア分割体５３０Ａのそれぞれには、コア５３０全体として導電体収納部３１および中央部３２が設けられるように、導電体収納部３１や中央部３２の部分が設けられている。
本実施形態では、二次コイル２０に対して一次コイル１０は、長辺方向（図１５における左右方向）の寸法が長く形成され、コア分割体５３０Ａは、一次コイル１０における前述の長辺方向に延びる一対の二辺（図１５における上下の二辺）に対して、交差する方向、より好ましくは直交する方向に延びて配置されている。更に複数のコア分割体５３０Ａは、上述の長辺方向（一対の二辺が延びる方向）に沿って、所定の間隔をあけて並んで配置されている。
【００９１】
複数のコア分割体５３０Ａが配置される所定の間隔と、コア分割体５３０Ａを構成する板部材の板厚とは、磁気抵抗の増加を抑制するために、概ね比例するように設定されることが望ましい。言い換えると、上述の長辺方向（一対の二辺が延びる方向）に対して平行な面であり二次コイル２０を通過する面（図１５のＡ−Ａ線）で切断した場合の断面視において、コア５３０の断面積が、第１の実施形態のコア３０などと概ね等しくなるように、所定の間隔、および、板部材の板厚が設定されることが望ましい。さらには、上述の長辺方向に対して平行な面であり二次コイル２０の間を通過する面（図１５のＢ−Ｂ線）で切断した場合の断面視において、コア５３０の断面積が、第１の実施形態のコア３０などと概ね等しくなるように、所定の間隔、および、板部材の板厚が設定されてもよい。
【００９２】
本実施形態では、上述の長辺方向（一対の二辺が延びる方向）におけるコア分割体５３０Ａの幅寸法と、同程度の間隔とされ、コア分割体５３０Ａは、第１の実施形態のコア３０と比較して、コア分割体５３０Ａを構成する板部材の板厚が概ね２倍とされている例に適用して説明する。
【００９３】
コア５３０を上述のように構成することで、コアを構成する板部材の板厚を増すことなく分割し、分割体の幅寸法と同程度の間隔をあけて配置した場合と比較して、変圧器５０１における誘起電圧等の性能低下を抑制することができる。しかしながら、後述するように、コア分割体５３０Ａの配置間隔を増していくと、コア分割体５３０Ａを構成する板部材の板厚を厚くしても、コア５３０における漏れ磁束が増加して誘起電圧低下する。
【００９４】
図１６は、図１５のコア分割体５３０Ａの間隔と、誘起電圧比との関係を説明するグラフである。
図１６における横軸は、コア分割体５３０Ａが配置されている間隔を示すものであり、縦軸は配置されている間隔が０ｍｍである場合の誘起電圧を基準とした、誘起電圧比を示すものである。図１６においては、配置されている間隔が０ｍｍの時にコアを構成する板部材の板厚が３ｍｍであり、間隔がその他の場合には板部材の板厚は６ｍｍである。また、板部材の幅と、配置されている間隔とは同じであり、例えば、間隔が１０ｍｍの場合には板部材の幅も１０ｍｍ、間隔が３０ｍｍの場合には板部材の幅も３０ｍｍである。言い換えると、間隔と板部材の幅との比率が１：１であり、間引き率は５０％となっている。
【００９５】
図１６には、コア分割体５３０Ａが配置されている間隔が増加すると、漏れ磁束が増加するため、誘起電圧が少しずつ低下する傾向が示されている。例えば、配置されている間隔が３０ｍｍの時には、誘起電圧の低下は１．５％程度となり、変圧器５０１において問題となる性能低下とはならない。
【００９６】
なお、コア分割体５３０Ａが配置されている間隔が増えるに比例して、コア５３０を構成する板部材の板厚を増加させ、コア５３０を構成する材料の体積が一定になるようにしてもよく、特に限定するものではない。
【００９７】
上記の構成によれば、第１の実施形態のコア３０のようにコアを一体に構成する場合と比較して、比較的小さな複数のコア分割体５３０Ａからコア５３０を構成できるため、コア５３０の製造に用いられる材料である板部材も比較的小さなものを用いることができる。大きな板部材を手配する場合と比較して、小さな板部材は手配が容易であり、かつ、価格も安いため、本実施形態の変圧器５０１の製造にかかるコスト削減を図ることができる。
【００９８】
また、第１の実施形態のコア３０と比較して、コアを構成する板部材として板厚が厚いものを用いることができる。つまり、コアを一体に構成する場合に求められる板部材の板厚が、市場に流通している板部材における最小の板厚よりも薄い場合、市場から入手した板部材を研磨して、板厚を上述の求められる板厚まで薄くする必要があり、コアの製造に要するコストが高くなる問題がある。
【００９９】
その一方で、本実施形態のコア５３０のように、コア分割体５３０Ａを所定の間隔をあけて配置する構成では、コアを一体に構成する場合と比較して、板部材に求められる板厚を厚くすることができる。つまり、コア分割体５３０Ａを構成する板部材の板厚を、市場に流通する板部材の板厚を概ね一致させることができ、上述の板部材を研磨する製造工程を省略または簡素化することができる。その結果、本実施形態の変圧器５０１の製造にかかるコスト削減を図ることができる。
【０１００】
例えば、二次コイル２０の巻き線に、８００Ａターンｒｍｓ程度の電流を通電させる場合、一体に形成されたコアを構成する板部材の板厚が２ｍｍでは磁気飽和するため、導電体収納部３１の周囲で少なくとも３ｍｍの板厚を確保する必要がある。その一方で、一体に形成されたコアの軽量化を図るために、板部材の板厚を薄くする必要があるため、最低限必要な板厚である３ｍｍの板部材が選択される。しかしながら、コアを構成する部材であるフェライトの標準的な製作厚さが３ｍｍよりも厚い場合、例えば５ｍｍ以上の場合に、３ｍｍの板部材でコアを製作しようとすると、３ｍｍよりも厚い材料、例えば５ｍｍより厚い材料を研磨して３ｍｍ厚にする必要があった。
【０１０１】
その一方で、本実施形態のコア５３０のように、コア分割体５３０Ａを所定の間隔をあけて配置する場合、コア分割体５３０Ａを構成する部材の板厚を６ｍｍと設定することが可能であり、上述のように、入手した部材を研磨して所望の板厚に加工する工程を省略、または、簡素化することができる。
【０１０２】
また、研磨工程を用いることなくコアの厚さを調整する方法として、特許文献１に記載されているように、方形の板部材を重ね合わせてコアを形成する方法も知られている。しかしながら、板部材を重ね合わせて張り合わせる場合、張り合わせ面の僅かな空隙によって、変圧器の性能が低下するという問題がある。それに対して、本実施形態のコア５３０は、板部材を張り合わせることなく形成されたコア分割体５３０Ａから構成されているため、張り合わせ面の空隙によって、変圧器５０１の性能が低下することが防止される。
【０１０３】
さらに、コア分割体５３０Ａを帯状（長方形状）に形成することにより、正方形状に形成する場合と比較して、コア５３０の大型化への対応が容易になる。コアの製作可能な大きさは、例えば、コアの形を整える整形台の形状や面積によって定まる。整形台の面の形状が丸型の場合、矩形に形成されるコアは、コアの対角線寸法が基準となって製作可能な大きさが定まる。この場合、コア分割体５３０Ａを帯状に形成した場合、正方形状に形成した場合と比較して、長いコア分割体５３０Ａを形成することができる。
【０１０４】
そのため、一次コイル１０における一対の二辺（図１５の上下の辺）の間隔の拡大に対して、帯状に形成したコア分割体５３０Ａは、正方形状に形成されたコア分割体よりも対応が容易となる。また、コア分割体５３０Ａの形状は同一であるため、一つの成型用の型を用いてコア分割体５３０Ａを製作することができるため、コア分割体５３０Ａを、容易に大量に製作することができ、コア５３０の製作コストの低減を図ることができる。
【０１０５】
図１７は、図１５の変圧器の他の実施例の全体構成を説明する平面視図である。
なお、上述の実施形態のように複数のコア分割体５３０Ａが間隔をあけて並んで配置したコア５３０を用いてもよいし、図１７に示すように、さらに、コア分割体５３０Ａを二分割するように空隙部３３４Ａを設けてコア５３０を二分割してもよい。
【０１０６】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図１８を参照して説明する。本実施形態の変圧器の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、コイルの形状が異なっている。よって、本実施形態においては、図１８を用いてコイルの形状等に説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【０１０７】
図１８は、本実施形態の変圧器６０１の全体構成を説明する平面視図である。
本実施形態の変圧器６０１は、図１８に示すように、一次コイル１０と、二次コイル２０と、二次コイル２０の近傍に配置されたコア６３０と、から主に構成されている。本実施形態では、二次コイル２０に対して一次コイル１０は、長辺方向（図１８における左右方向）の寸法が長く（例えば半無限に）形成されている。
【０１０８】
コア６３０は、第１の実施形態のコア３０と同様に、概ね矩形状に形成された板状の鉄芯または磁芯であり、一次コイル１０により形成された磁束を集めるものである。コア６３０は、二次コイル２０に隣接して配置され、かつ、一次コイル１０とともに二次コイル２０を間に挟む位置に配置されたものである。
【０１０９】
コア６３０には、二次コイル２０が収納される導電体収納部６３１Ａおよび導電体収納部６３１Ｂと、中央部３２と、が主に設けられている。
導電体収納部６３１Ａは、第１の実施形態の導電体収納部３１と同様に、内部に二次コイル２０を形成する巻き線の束が収納されるものである。導電体収納部６３１Ａは、断面が凹形状に形成されていると共に、一次コイル１０における前述の長辺方向に延びる一対の二辺（図１８における上下の二辺）に沿って延びて配置されている。さらに、導電体収納部６３１Ａは、二次コイル２０の側から一次コイル１０の側に向かって、凹形状の開口が開くように配置されているものである。
【０１１０】
導電体収納部６３１Ｂは、断面がＬ形状に形成されていると共に、前述の一対の二辺に対して交差する方向、より好ましくは直交する方向に延びて配置されている。言い換えると、導電体収納部６３１Ｂは、断面が凹形状に形成されていると共に、少なくとも中央部３２側の一部を残し、外側を切り欠いた形状に形成されている。本実施形態では、コア６３０を平面視した場合において、導電体収納部６３１Ｂが二次コイル２０を構成するコイル幅の概ね半分を覆う例に適用して説明する。なお、導電体収納部６３１Ｂが二次コイル２０を覆う割合は、上述のように二次コイル２０を構成するコイル幅の概ね半分であってもよいし、少なくとも二次コイル２０を構成するコイル束の一部を覆えばよく、特に限定するものではない。
【０１１１】
次に、本実施形態の変圧器６０１における特徴であるコア６３０の働きについて説明する。なお、変圧器６０１における他の働きについては、第１の実施形態における働きと同様であるため、その説明を省略する。
【０１１２】
コア６３０における導電体収納部６３１Ｂの部分は、二次コイル２０を横切る鎖交磁束Ｍ１の増加に寄与しないため、第１の実施形態のコア３０ように、この部分にも断面が凹形状の導電体収納部３１を形成しても、変圧器１の性能向上に寄与しない。さらに、二次コイル２０の短辺（図１８の上下方向に延びる辺）の外側のコア３０が二次コイル２０を鎖交しない磁路を構成するため、変圧器１の性能向上に寄与しない。
【０１１３】
その一方で、コア６３０における導電体収納部６３１Ｂの部分を完全になくした場合、二次コイル２０を鎖交しない磁束が増加するため、二次コイル２０に誘起される電圧が低くなり、変圧器６０１における性能が低下する。
【０１１４】
そこで、本実施形態のコア６３０のように、導電体収納部６３１Ｂによって二次コイル２０のコイル束の概ね半分を覆うことにより、一次コイル１０で発生する磁束のうち、導電体収納部６３１Ｂの近傍の磁束を、コア６３０に引き寄せて、二次コイル２０を鎖交する磁束とすることができる。その結果、本実施形態の変圧器６０１は、第1の実施形態の変圧器１と比較して、誘起電圧を若干増加させることができる。
【０１１５】
上記の構成によれば、導電体収納部６３１Ｂは、二次コイル２０よりも外側の部分を切欠いているため、本実施形態のコア６３０の軽量化を図ることができる。さらに、二次コイル２０よりも外側の部分は、他の部分と比較して一次コイル１０および二次コイル２０の間に存在する磁束を集める効率が低いため、二次コイル２０よりも外側の部分を切欠いて導電体収納部６３１Ｂを形成しても、二次コイル２０における誘起電圧の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…変圧器、１０…一次コイル、２０…二次コイル、３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０…コア、３１，２３１，４３１，６３１Ａ，６３１Ｂ…導電体収納部、３２，２３２…中央部、１３３，２３３…鍔部、３３４…空隙部、５３０Ａ…コア分割体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の導電体を巻いて形成された一次コイルと、
長尺の前記導電体を巻いて形成され、前記一次コイルと間隔をあけて配置される二次コイルと、
前記一次コイルおよび前記二次コイルの少なくとも一方に配置された板状のコアと、
が設けられ、
前記コアには、
環状に延びるとともに断面が凹形状に形成され、前記一次コイルおよび前記二次コイルのうちの前記コアが配置された一方のコイルから、前記コアが配置されていない他方のコイルに向かって前記凹形状の開口が開き、前記一方のコイルの巻かれた前記導電体の束が前記凹形状の内部に配置される導電体収納部と、
前記導電体収納部における前記他方のコイル側の端部から、環状に延びる前記導電体収納部における中央領域に延びる平板状の中央部と、
が設けられていること特徴とする変圧器。
【請求項２】
前記コアには、更に、
環状に延びる前記導電体収納部における前記他方のコイル側の端部から外側に向かって平板状に延びる鍔部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の変圧器。
【請求項３】
前記導電体収納部における板厚は、前記中央部における板厚よりも厚いことを特徴とする請求項１または２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記中央部には、前記中央部を構成する板状の部材を貫通する空隙部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の変圧器。
【請求項５】
前記コアは、複数の板部材を板厚方向に積み重ねたものであり、
前記複数の板部材のそれぞれには、前記板部材を分割する溝状のスリットが設けられ、
前記複数の板部材は、前記スリットが前記板部材の面に沿う方向において異なる位置に配置されて積み重ねられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の変圧器。
【請求項６】
前記一次コイルおよび前記二次コイルにおいて、前記導電体が、少なくとも対向する二辺を有する形状に巻かれ、
前記対向する二辺が延びる方向において、前記一次コイルの寸法が、前記二次コイルの寸法よりも長く形成され、
前記二次コイルの側に配置された前記コアは、前記対向する二辺に対して交差する方向に延びる複数のコア分割体から構成され、
該コア分割体は、前記対向する二辺が延びる方向に間隔をあけて並んで配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の変圧器。
【請求項７】
前記一次コイルおよび前記二次コイルにおいて、前記導電体が、少なくとも対向する二辺を有する形状に巻かれ、
前記対向する二辺が延びる方向において、前記一次コイルの寸法が、前記二次コイルの寸法よりも長く形成され、
前記二次コイルの側に配置された前記コアにおける、前記対向する二辺に対して交差する方向に延びる前記導電体収納部は、
少なくとも前記中央部側の一部を残し、外側を切り欠いた形状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の変圧器。

【図１】