複合型変圧器
【課題】磁気エネルギーの損失を低減させ、かつ、更なる小型化を図ることができる複合型変圧器を提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明は、トランス用磁脚部２３を複数有するトランスコア２０と、インダクタ用磁脚部３７を有する複数のインダクタコア３０と、トランス用磁脚部２３とインダクタ用磁脚部３７とに巻き回しされる複数の巻線１０とを備えた複合型変圧器１ａであり、トランスコア２０は、一対のトランス用基部を備えることにより閉磁路を構成し、複数のインダクタコア３０は、インダクタ用磁脚部と一対のインダクタ用基部とを備えることにより閉磁路が構成され、複数の巻線１０がトランス用磁脚部２３に生じる磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても、トランスコア２０における閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする。
【解決手段】
本発明は、トランス用磁脚部２３を複数有するトランスコア２０と、インダクタ用磁脚部３７を有する複数のインダクタコア３０と、トランス用磁脚部２３とインダクタ用磁脚部３７とに巻き回しされる複数の巻線１０とを備えた複合型変圧器１ａであり、トランスコア２０は、一対のトランス用基部を備えることにより閉磁路を構成し、複数のインダクタコア３０は、インダクタ用磁脚部と一対のインダクタ用基部とを備えることにより閉磁路が構成され、複数の巻線１０がトランス用磁脚部２３に生じる磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても、トランスコア２０における閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合型変圧器であり、特に、磁気エネルギーの損失が少なく、かつ、小型化された複合型変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＣ／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ／Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータなどの電力変換回路の技術分野において、様々な発明が提案されている。
たとえば、下記特許文献１には、巻線から生じる磁束の磁束方向が互いに打ち消すように複数の巻線が配列された磁気相殺変圧器（以下、単に「トランス」ともいう。）を用いたＤＣ／ＤＣコンバータが開示されている。
また、下記特許文献２には、上記する磁気相殺変圧器を改良したものとして、トランス用の巻線と昇降圧用インダクタに用いられる巻線とを共用化して、トランスとインダクタとが構造的に一体化した複合型変圧器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１４０５８号公報
【特許文献２】特開２００９−２８４６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術である複合型変圧器によれば、トランスコアの一部である中央磁脚部（特許文献２の図３及び図４の「中央磁脚部６１ａ」を参照。）に対し、二つの巻線が互いに交互に重なるように巻き回すように構成されていた。
よって、中央磁脚部に巻き回しされる二つの巻線を、中央磁脚部の両側に設けられたインダクタコアに巻き回しする場合、従来技術のように、中央磁脚部を中心として、インダクタコアが設けられた両側に巻線が突出する構成となっていた。
そのため、中央磁脚部を中心に巻き回しされる巻線を２つ以上にしようとする場合、そのレイアウトには物理的制約が多く、巻線の多並列化が困難であるという課題があった。
さらに、二つの巻線が巻き回しされる中央磁脚部において、トランスコアの飽和磁束密度を超える磁束の過密化を招き、磁気エネルギーの損失が生じるという課題があった。
【０００５】
また、従来技術である複合型変圧器によれば、インダクタ用コイルとトランス用コイルとを共用しているため、インダクタ用コイルとトランス用コイルとを別個に設けた場合に比べ小型化が図れているものの、複合型変圧器は小型化されればされるほど好ましく、更なる複合型変圧器の小型化が望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、前記背景に鑑みて創案された発明であって、複数の巻線が並列して配置される複合型変圧器であり、さらに、磁気エネルギーの損失を低減させ、かつ、更なる小型化を図ることができる複合型変圧器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本願発明に係る複合型変圧器は、複数の巻線と、前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なトランス用磁脚部を複数有するトランスコアと、前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なインダクタ用磁脚部を有するとともに、前記インダクタ用磁脚部が前記トランス用磁脚部に対して、前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置される複数のインダクタコアとを備え、前記複数の巻線が、前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部とから構成される磁脚部に巻き回しされ、通電により前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部に磁束を生じ、単一のトランスと複数のインダクタとが構成される複合型変圧器であり、前記トランスコアは、前記巻線の軸線に直交する方向に配列される前記複数のトランス用磁脚部と、前記複数のトランス用磁脚部が配列する配列方向に延び、トランス用磁脚部の両端側に対向するように位置して、前記複数のトランス用磁脚部の両端同士を接続する一対のトランス用基部と、を備えることにより、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の閉磁路が構成され、前記インダクタコアは、前記インダクタ用磁脚部と、前記インダクタ用磁脚部と平行に前記巻線の軸線方向に延び、前記インダクタ用磁脚部に巻き回しされる巻線の外周面側に配置される外磁脚部と、前記インダクタ用磁脚部と前記外磁脚部との両端同士を接続する一対のインダクタ用基部と、を備えることにより、前記インダクタ用磁脚部に生じる磁束の閉磁路が構成され、前記複数の磁脚部に巻き回しされる複数の巻線は、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする。
【０００８】
前記する本願発明によれば、一つの巻線に電流を流して励磁させた場合、その巻線に巻きまわされる磁脚部内に磁束が生じる。
そして、その磁束が生じる磁脚部を構成するトランス用磁脚部は、他のすべての巻線が巻き回しされるトランス用磁脚部と閉磁路を構成するため、他の巻線が電磁誘導される。
ここで、複数の巻線のそれぞれは、巻線から生じる磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても互いに打ち消すように巻き回しされているため、他の巻線は、電圧が昇圧するように電磁誘導されることとなり、各巻線の電圧を変圧することが可能となる。
また、併せて、トランスコアに対し、複数の巻線が、巻線から生じる磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても互いに打ち消すように巻き回しされているため、残留磁束の低減化を図れることができる。
一方で、磁脚部を構成するインダクタ用磁脚部内にも磁束が生じ、閉磁路を構成するインダクタコア内で磁気エネルギーを蓄積することが可能となる。
以上より、本発明によれば、トランスとインダクタとが一体化された複合型変圧器を提供することが可能となる。
【０００９】
そして、前記する本願発明によれば、複数の巻線のそれぞれに対応するように、トランス用磁脚部が設けられているため、トランス用磁脚部における磁束の過密化を回避することができる。よって、本発明によれば、巻線から生じる磁束が、トランスコアの飽和磁束密度を超え、磁気エネルギーが損失するとおそれがない。
【００１０】
さらに、前記する本願発明によれば、トランスコアの閉磁路の構成において、巻線の軸方向に延び磁路は、巻線が巻き回されるトランス用磁脚部であり、その他の磁路を必要としない。
よって、従来技術の複合型変圧器のように、巻線内部を通過しない磁脚部（特許文献２の図３及び図４の「外側磁脚部６１ｂ」）が不要となり、複合型変圧器の小型化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記巻線が、外部電気回路に接続する両極の接続端子が同一方向に引き出すように形成されており、前記複数の巻線のそれぞれは、前記両極の接続端子が同一方向を向くように配置されていることが好ましい。
【００１２】
前記する構成によれば、複数の巻線の接続端子は、複合型変圧器のある一方側にまとめて引き出されることとなる。よって、複合型変圧器に接続する配線を複合型変圧器の一方側にまとめることができ、複合型変圧器を用いたＤＣ／ＤＣコンバータの小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記トランスコアと前記インダクタコアとの間に介在する磁気絶縁シートをさらに備えることが好ましい。
【００１４】
前記する構成によれば、トランスコアとインダクタコアとのそれぞれに生じる磁界の影響を受けることを防止できるからである。
【００１５】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、トランスコアが、前記一対のトランス用基部において上部側に位置する上部トランス用基部と、前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に対して直交する方向で切った場合の上部側に位置する前記上部トランス用基部に接続する上部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる上部トランスコア部と、前記一対のトランス用基部において下部側に位置する下部トランス用基部と、前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に対して直交する方向で切った場合の下部側に位置する前記下部トランス用基部に接続する下部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる下部トランスコア部と、から構成されてなることが好ましい。
【００１６】
前記する構成によれば、トランスコアは、上部トランスコア部と、下部トランスコア部との二つの部材から構成されるため、トランス用磁脚部に巻き回しされる巻線が増加したとしても、二つの部材から構成されるため、巻線の増加に伴う部品点数の増加を回避できる。
【００１７】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記複数の巻線は、同心円状に巻き回してなる円筒形状の第１の巻線と第２の巻線とから構成され、前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアとから構成され、前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、前記第１の巻線が巻き回しされる半円柱状の第１トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる半円柱状の第２トランス用磁脚部と、から構成され、前記第１インダクタコアと前記第２インダクタコアとにおける前記インダクタ用磁脚部は、半円柱状に形成されており、前記第１の巻線は、前記トランスコアの第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第１磁脚部に巻き回しされ、前記第２の巻線は、前記トランスコアの第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第２磁脚部に巻き回しされており、前記第１磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と前記第２磁脚部に巻き回しされる第２の巻線とは、前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることが好ましい。
【００１８】
前記する構成によれば、例えば、一対のトランス用基部が軸線方向から見て矩形状に形成されている場合、一対のトランス用基部の一辺側にまとめて、第1トランス用磁脚部と第２トランス用磁脚部とを設けた場合、トランスコアに対して、一対のトランス用基部の一辺側に二つのインダクタコアをまとめて配置することができる。
また、一対のトランス用基部における対向する一対の辺であって、一方の辺側に第1トランス用磁脚部を設け、他方の辺側に第２トランス用磁脚部を設けた場合、トランスコアの両側にインダクタコアを配置することができる。
よって、トランスコアに対する二つのインダクタコアの配置の自由度が高い複合型変圧器を提供することができる。
【００１９】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記複数の巻線は、軸線方向から見て矩形状に巻き回してなる第１の巻線と第２の巻線と第３の巻線とから構成され、前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアと、前記第３の巻線が巻き回しされる第３インダクタコアとから構成され、前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、前記第１の巻線が巻き回しされる矩形状の第１トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第２トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、前記第３の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第３トランス用磁脚部と、から構成され、前記第１の巻線は、前記トランスコアにおける前記第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第１の磁脚部に巻き回しされ、前記第２の巻線は、前記トランスコアにおける第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第２の磁脚部に巻き回しされており、前記第３の巻線は、前記トランスコアにおける第３トランス用磁脚部に対して、前記第３インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第３トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第３の磁脚部に巻き回しされており、前記第１の磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と、前記第２の磁脚部に巻き回しされる前記第２の巻線と、前記第３の磁脚部に巻き回しされる前記第３の巻線とは、前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第３トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路においてそれぞれ互いに打ち消す方向となるように巻き回しされていることが好ましい。
【００２０】
前記する構成によれば、例えば、一対のトランス用基部が軸線方向から見て矩形状に形成されている場合、一対のトランス用基部の一辺側にまとめて、第1トランス用磁脚部と第２トランス用磁脚部と第３トランス用磁脚部を設けた場合、トランスコアに対して、一対のトランス用基部の一辺側に３つのインダクタコアをまとめて配置することができる。
よって、トランスコアの一辺側に、三つのインダクタコアをまとめて配列することができ、小型化するとともに複数の巻線を並列した複合型変圧器を提供することができる
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、複数の巻線が並列して配置することができるとともに、磁気エネルギーの損失を低減させ、かつ、更なる小型化を図ることができる複合型変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複合型変圧器の外観を示す外観図である。図１（ａ）は、前方側であって左上部側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、後方側であって右上部側から見た斜視図である。
【図２】図１に示す複合型変圧器の構成を分解した場合における分解斜視図である。
【図３】第１実施形態の複合型変圧器において、上部側に配置されるトランスコア部材とインダクタコア部材を外した場合の平面図である。
【図４】図１に示す複合型変圧器をＡ−Ａ線で切った場合における複合型変圧器の断面を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る複合型変圧器の外観を示す外観図である。
【図６】図５に示す複合型変圧器の一部を分解した場合を斜視した一部分解斜視図である。
【図７】図５に示す複合型変圧器の一部を分解した場合を斜視した一部分解斜視図である。
【図８】第２実施形態の複合型変圧器において、上部側に配置されるトランスコア部材とインダクタコア部材を外した場合の平面図である。
【図９】図５に示す複合型変圧器をＢ−Ｂ線で切った場合における複合型変圧器の断面を示す断面図である。
【図１０】図５に示す複合型変圧器をＣ−Ｃ線で切った場合における複合型変圧器の断面を示す断面図である。
【図１１】実施例１及び実施例２において用いられた比較例の外観を示す外観図である。
【図１２】巻線の巻数を変化させた場合における実施例１と比較例１〜３との体積及び磁気エネルギーの損失量を測定した測定結果を示す図である。
【図１３】巻線の巻数を変化させた場合における実施例１と比較例１、３、４との体積及び磁気エネルギーの損失量を測定した測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下において、本発明の実施形態に係る複合型変圧器について、図面を適宜参照しながら説明する。なお、実施形態の複合型変圧器の説明において、技術的に同一要素であるものについては同一の符号を付している。
【００２４】
（複合型変圧器１ａ）
第１実施形態にかかる複合型変圧器１ａは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、二つの巻線１０を備えており、トランスとインダクタとが一体に構成された二相複合型変圧器である。
なお、本実施形態の複合型変圧器１ａにおいては、巻線１０を二つ用いているが、説明の便宜上、二つの巻線１０を区別して説明する場合において、二つの巻線１０のうち、複合型変圧器１ａを正面側から見て左側に配置される巻線１０を第１の巻線１１とし、右側に配置される巻線１０を第２の巻線１２と称して説明する。
【００２５】
複合型変圧器１ａは、図１及び図２に示すように、二つの巻線１０を備えるほかに、その二つの巻線１０を内部に支持するトランスコア２０と、そのトランスコア２０の両側にそれぞれ配置される二つのインダクタコア３０、３０と、トランスコア２０とインダクタコア３０との間に配置される二つの磁気絶縁シート４０、４０とを備えて構成されている。
【００２６】
（巻線１０）
巻線１０は、外部電気回路を接続するとともに、外部電気回路から流れる電流を磁気エネルギーに変換するための部材である。また、二つの巻線１０を構成する第１の巻線１１と第２の巻線１２とは、図２に示すように、同一形状に形成されている。
より具体的に、第１の巻線１１と第２の巻線１２とは、銅線などの線材の中間部分を同心円状に巻き回してなる円筒形状のコイルであって、線材の両端部分が、接続端子１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂとして形成されている。
そして、図１（ｂ）に示すように、第１の巻線１１と第２の巻線１２におけるコイル内部に、後記する磁脚部３９が挿通されて、第１の巻線１１と第２の巻線１２がトランスコア２０内部に支持されている。
【００２７】
ここで、第１の巻線１１における接続端子１１ａ、１１ｂの両端は、同一方向に引き出すように形成されている。同様に、第２の巻線１２の接続端子１２ａ、１２ｂにおいても、両端が同一方向に引き出すように形成されている。
また、第１の巻線１１の巻回数と第２の巻線１２の巻回数は、同じ巻回数となるように巻き回されているが、その巻回数については特に限定されない。
以上、巻線１０の形状等について説明したが、コイル内部に挿通される磁脚部３９に対する第１の巻線１１と第２の巻線１２との巻き回し方向については、トランスコア２０とインダクタコア３０の構成を説明した後に説明する。
その他、以下において、巻線１０を形成する際、線材を巻き回しする中心軸を、単に、「巻線の軸線方向」或いは「上下方向」として説明する。また、巻線の軸線に対する直交する方向であって、トランスコア２０と二つのインダクタコア３０が配列する方向を「左右方向」とし、その上下方向と左右方向の両方向に対して直交な方向を「前後方向」として、説明する。
【００２８】
（トランスコア２０）
トランスコア２０は、二つの巻線１０を支持するとともに、支持する二つの巻線１０を磁気結合させる磁性部材である。
トランスコア２０は、図１（ｂ）に示すように、二つの巻線１０それぞれが巻き回されるトランス用磁脚部２３、２３（一つは不図示。）と、トランス用磁脚部２３、２３の両端に接続しトランス用磁脚部２３、２３を支持する一対のトランス用基部２１ａ、２１ａとを備える。
ここで、トランス用磁脚部２３、２３と一対のトランス用基部２１ａ、２１ａとは、それぞれ接続しており、トランスコア２０における閉磁路を構成するための要素である。
【００２９】
また、トランスコア２０は、図２に示すように、同一形状からなる一対のトランスコア部材２１、２１を組み合わせることにより構成されている。以下、トランスコア部材２１について説明する。
【００３０】
トランスコア部材２１は、図２に示すように、板状に形成されたトランス用基部２１ａと、そのトランス用基部２１ａの平面部分に形成された二つの半円柱状のトランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００３１】
トランス用基部２１ａは、図２に示すように、板状であり、上下方向に平面部分を有するように形成されている。また、トランス用基部２１ａは、図３に示すように、その平面部分における前後方向の長さが、巻線１０の外径における直径よりも長くなるように形成されており、左右方向の長さが、巻線１０の外径における直径と略同じ長さに形成されている。
これによれば、二つの巻線１０を左右方向に隣接するように並べて、その二つの巻線１０の上下方向に、トランスコア部材２１、２１のそれぞれを対向配置すると、図３に示すように、トランスコア２０の左右端から、二つの巻線１０の半分がそれぞれ露出した状態にすることができる。
【００３２】
トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂは、図２及び図３に示すように、トランス用磁脚部２３、２３を構成するための要素であり、トランス用基部２１ａの平面部分の左右辺中央部のそれぞれから、断面視で半円状に延出されてなり、半円柱状をなすように形成されている。なお、トランス用磁脚構成部２１ｂにおける断面視の半円の径について後記する。
また、トランス用磁脚構成部２１ｂの上下方向における長さは、図４に示すように、巻線１０における軸線方向の長さの略半分となるように形成されている。
【００３３】
そして、トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂが形成された面が対向するようにトランスコア部材２１、２１を上下方向に対向させ、トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂの端面同士が当接させて接合することにより、トランスコア２０を構成させる。
また、これにより、トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂとから構成される半円柱状のトランス用磁脚部２３、２３が形成される。
そのほか、トランス用磁脚部２３は、巻線１０の軸線方向と略同じ長さを有するため、トランス用磁脚部２３に巻き回しされた巻線１０を、トランス用磁脚部２３の上下方向に位置する上部側のトランス用基部２１ａと下部側のトランス用基部２１ａとで支持することが可能となる。
【００３４】
その他、トランスコア２０に用いられる磁性材料として、飽和磁束密度［Ｔ］が高く、かつ、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が小さいものが望ましい。ただし、巻線１０によりトランスコア２０内に生じる磁束については後記するが、互いに打ち消す磁束方向であるため、残留磁束が低減される。よって、トランスコア２０の材料としては、飽和磁束密度［Ｔ］が高いことより、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が小さいことが優先され、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、ナノ結晶合金、Ｆｅ系アモルファス、Ｃｏ系アモルファスなどが挙げられる。
【００３５】
（インダクタコア３０）
インダクタコア３０は、巻線１０が巻き回しされて、巻線１０から生じる磁束による磁気エネルギーを蓄積するための磁性部材である。
インダクタコア３０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、巻線１０が巻き回しされるインダクタ用磁脚部３７と、巻線１０の外周側に配置される外磁脚部３８と、インダクタ用磁脚部３７と外磁脚部３８との両端を接続する一対のインダクタ用基部３４ａ、３４ａとを備えている。
ここで、インダクタ用磁脚部３７と、外磁脚部３８と、一対のインダクタ用基部３４ａ、３４ａとは、図４に示すように、接続してインダクタコア３０における閉磁路を構成するための要素である。
【００３６】
また、本実施形態の複合型変圧器１ａは、図１に示すように、二つのインダクタコア３０、３０を備えており、トランスコア２０を中心に左側と右側に配置されている。
以下、インダクタコア３０の構成について説明するが、説明の必要に応じて、トランスコア２０を中心に左側に配置されるインダクタコア３０を左部インダクタコア３１と称し、右側に配置されるインダクタコア３０を右部インダクタコア３２と称して説明する。
また、二つのインダクタコア３０のそれぞれは、同一形状からなるため、インダクタコア３０の構成に説明に当たって、左部インダクタコア３１の方を例にとって説明し、右部インダクタコア３２の説明は省略する。
【００３７】
左部インダクタコア３１は、図２に示すように、一対のインダクタコア部材３４、３４から構成されている。
左部インダクタコア３１は、図１及び図３に示すように、後記するインダクタ用磁脚構成部３４ｂが形成された面が対向するように、一対のインダクタコア部材３４、３４を対向させて組み合わせることにより、上下方向に対称的に形成された左部インダクタコア３１が構成される。
【００３８】
インダクタコア部材３４は、図２に示すように、板状に形成されたインダクタ用基部３４ａと、インダクタ用基部３４ａの一方面に形成されたインダクタ用磁脚構成部３４ｂと外磁脚構成部３４ｃとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００３９】
インダクタ用基部３４ａは、上下方向側に平面部分を有し、板状となるように形成されている。また、インダクタ用基部３４ａは、その平面部分における前後方向の長さが、トランスコア用基部２１ｃと同等な長さに形成されている。
また、インダクタ用基部３４ａは、その平面部分における左右方向の長さであって、外磁脚構成部３４ｃを除いた部分の長さＬ１（図２参照）が、巻線１０の外径における半径と等しくなるように形成されている。
これによれば、図３に示すように、トランスコア２０の左右端から露出する巻線１０の半分をインダクタコア３０内部に収容することが可能となる。
【００４０】
つぎに、インダクタ用磁脚構成部３４ｂと外磁脚構成部３４ｃについて説明する。
インダクタ用磁脚構成部３４ｂは、図２に示すように、インダクタ用基部３４ａの平面部分の左右辺中央部のいずれか一方から、断面視で半円状に延出されてなり、半円柱状をなすように形成されている。なお、インダクタ用磁脚構成部３４ｂにおける断面視の半円の径は後記する。
一方で、外磁脚構成部３４ｃは、インダクタ用基部３４ａの平面部分の左右辺のいずれか他方から、断面視で矩形状に延出し、板状となるように形成されている。
【００４１】
そして、左部インダクタコア３１は、二つのインダクタコア部材３４、３４におけるインダクタ用磁脚構成部３４ｂを右側に、外磁脚構成部３４ｃを左側に位置するようにし、インダクタ用磁脚構成部３４ｂと外磁脚構成部３４ｃとが形成された面を対向させて、右側でインダクタ用磁脚構成部３４ｂ、３４ｂの端面同士、左側で外磁脚構成部３４ｃ、３４ｃの端面同士を接合することにより構成される。
これにより、左部インダクタコア３１は、インダクタ用基部３４ａ、３４ａとの間であって、右辺中央部に半円柱状のインダクタ用磁脚部３７が形成され、左辺に板状の外磁脚部３８が形成されることとなる。なお、インダクタ用磁脚部３７とは、巻線１０が巻き回しされる磁脚であり、一方、外磁脚部３８とは、インダクタ用磁脚部３７と平行に延びるのもの、巻線１０が巻き回しされない磁脚である。
【００４２】
また、左部インダクタコア３１は、トランスコア２０に対して、インダクタ用磁脚部３７が形成された右端面をトランスコア２０に向けて接合されている。
これによれば、インダクタコア３０の右端辺の中央部に形成されているインダクタ用磁脚部３７が、後記する磁気絶縁シート４０を介して、トランスコア２０の中央部に形成されているトランス用磁脚部２３と隣り合って、円柱形の磁脚部３９が形成される。
なお、磁脚部は、トランスコアの左側と右側のそれぞれに形成されるが、必要に応じて、左側の磁脚部３９を第１磁脚部３９ａと称し、右側の磁脚部３９を第２磁脚部３９ｂと称して説明する。
【００４３】
ここで、インダクタ用磁脚部３７を構成するインダクタ用磁脚構成部３４ｂと、トランス用磁脚部２３を構成するトランス用磁脚構成部２１ｂとは、図３に示すように、磁気絶縁シート４０の厚みを考慮して、巻線１０の内径と略同じ径を有するように形成されている。これによって、インダクタ用磁脚部３７とトランス用磁脚部２３から構成される磁脚部３９においても、巻線１０の内径と略同じ径を有し、巻線１０を巻き回すことが可能となる。
【００４４】
そして、インダクタ用磁脚構成部３４ｂの上下方向における長さは、巻線１０における軸線方向における長さの略半分となるように形成されている。
これによれば、二つのインダクタ用磁脚構成部３４ｂ、３４ｂから構成されるインダクタ用磁脚部３７は、巻線１０の軸線方向と略同じ長さを有するため、インダクタ用磁脚部３７に巻き回しされた巻線１０を、インダクタ用磁脚部３７の上下方向に位置する上部側のインダクタ用基部３４ａと下部側のインダクタ用基部３４ａとで支持することが可能となる。
【００４５】
また、インダクタコアに用いられる材料として、飽和磁束密度［Ｔ］が高く、かつ、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が小さいものが望ましい。
ただし、インダクタコア内に生じる磁束は、漏れ磁束が主となる。よって、トランスコアの材料としては、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が高いことより、飽和磁束密度［Ｔ］が小さいことが優先され、例えば、ダストパーマロイ、圧粉鉄心、圧粉珪素鋼、珪素鋼板などが挙げられる。
【００４６】
（磁気絶縁シート４０）
磁気絶縁シート４０は、図２に示すように、トランスコア２０及びインダクタコア３０の一方で生じる磁気の影響が、トランスコア２０及びインダクタコア３０の他方に与えることを防止するための透磁率の低いシート部材である。
磁気絶縁シート４０は、２枚の磁気絶縁シート部４１から構成され、磁気絶縁シート部４１は、正面視で凸状に形成されている。
また、２枚の磁気絶縁シート部４１は、図２に示すように、上下方向において、トランスコア部材２１とインダクタコア部材３４との間に配置される。
これによれば、トランスコア部材２１とインダクタコア部材３４との間に介在させることにより、図４に示すように、トランスコア部材２１とインダクタコア部材３４とを磁気的に絶縁することが可能となる。
【００４７】
つぎに、磁脚部３９に対する巻線１０の巻き回しについて説明する。
二つの巻線１０である第１の巻線１１と第２の巻線１２は、図３に示すように、磁脚部３９である第１磁脚部３９ａと第２磁脚部３９ｂとに対して、第１の巻線１１の接続端子１１ａ、１１ｂと第２の巻線１２の接続端子１２ａ、１２ｂとが、複合型変圧器１ａの前後方向における前側に向くように巻き回しされている。これによれば、複合型変圧器１ａに対して、第１の巻線１１と第２の巻線１２の引き出し方向が同一となる。
【００４８】
また、第１磁脚部３９ａに巻き回しされる第１の巻線１１と、第２磁脚部３９ｂに巻き回しされる第２の巻線１２は、トランスコア２０内の閉磁路において生じる磁束の磁束方向が、互いに打ち消すように巻き回しされている。
例えば、第１の巻線１１の接続端子１１ａと第２の巻線１２の接続端子１２ａとが正極に接続し、第１の巻線１１の接続端子１１ｂと第２の巻線１２の接続端子１２ｂとが負極に接続した場合、第１の巻線１１と第２の巻線１２は、図２及び図３に示すように、磁脚部３９ａ、３９ｂに対して、時計回りとなるように巻き回されている。
なお、以下において、第１の巻線１１に電流が流れた場合、図４に示すように、第１の巻線１１に巻き回しされる磁脚部３９に磁束Ｂ１が発生するが、第１の巻線１１から生じる磁束Ｂ１であって、トランスコア２０内に生じる磁束を磁束Ｂ１Ｔと称し、インダクタコア３０内に生じる磁束を磁束Ｂ１Ｌと称する。また、第２の巻線１２から生じる磁束Ｂ２であって、トランスコア２０内に生じる磁束を磁束Ｂ２Ｔと称し、インダクタコア３０内に生じる磁束を磁束Ｂ２Ｌと称して、説明する。
【００４９】
この場合、トランスコア２０において、第１の巻線が生じる磁束Ｂ１Ｔは、図４に示すように、前後方向における前側から見て、トランスコア２０内を時計回りで回るような磁束方向となる。一方で、第２の巻線から生じる磁束Ｂ２Ｔは、図４に示すように、前後方向における前側から見て、トランスコア２０内を反時計回りで回るような磁束方向となり、第１の巻線から生じる磁束Ｂ１Ｔと第２の巻線から生じる磁束Ｂ２Ｔとのそれぞれの磁束が、互いに打ち消す向きとなるように構成することができる。
【００５０】
つぎに、複合型変圧器１ａの使用方法について説明する。
第１の巻線１１の接続端子１１ａから接続端子１１ｂ側に向かって電流が流れた場合、図４に示すように、第１の巻線１１に巻き回しされる磁脚部３９に磁束Ｂ１が発生する。
【００５１】
ここで、磁脚部３６を構成するトランスコア２０の左側のトランス用磁脚部２３内に生じた磁束Ｂ１Ｔは、上方方向であり、上部側のトランス用基部２１ａを通過し、右側のトランス用磁脚部２３に向かう。
そして、右側のトランス用磁脚部２３における磁束Ｂ１Ｔの磁束方向は、下方方向であるため、下部側のトランス用基部２１ａを通過して、トランス用磁脚部２３に戻り、トランスコア２０を周回することとなる。
【００５２】
その際に、磁束Ｂ１Ｔは、右側のトランス用磁脚部２３の内部を通過しているため、右側のトランス用磁脚部２３に巻き回されている第２の巻線１２を電磁誘導される。
よって、第２の巻線１２が昇圧されて電流が流れる。また、その電流は、正極と接続する第２の巻線１２の接続端子１２ａから、負極と接続する第２の巻線１２の接続端子１２ｂに向かって電流が流れる電流である。
【００５３】
次に、第１の巻線１１に巻き回しされるインダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ１Ｌについて、説明する。
図４で示すように、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ１Ｌは、上方方向を向く磁束方向である。よって、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ１Ｌは、上部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、外磁脚部３８に向かう。
【００５４】
そして、外磁脚部３８に生じる磁束Ｂ１Ｌは、下方方向であるため、下部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、インダクタ用磁脚部３７に戻り、左部インダクタコア３１を周回することとなる。
また、左部インダクタコア３１に生じる磁界は第１の巻線１１に電流が流れている限り、磁気エネルギーとして、左部インダクタコア３１に蓄積することとなり、インダクタとして機能することとなる。
【００５５】
次に、第２の巻線１２に電流を流した場合を説明する。第２の巻線１２の接続端子１２ａから接続端子１２ｂ側に向かって電流が流れた場合に、図４に示すように、第２の巻線１２が巻き回しする第２磁脚部３９ｂに磁束Ｂ２Ｔが発生する。
そして、右側のトランス用磁脚部２３内に生じた磁束Ｂ２Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部２１ａを通過して、左側のトランス用磁脚部２３に向かう。
磁束Ｂ２Ｔは、左側のトランス用磁脚部２３において、磁束方向が下方方向であり、下部側のトランス用基部２１ａを通過して、右側のトランス用磁脚部２３に戻り、トランスコア２０を周回することとなる。
【００５６】
その際に、磁束Ｂ２Ｔは、左側のトランス用磁脚部２３の内部を通過しているため、左側のトランス用磁脚部２３に巻き回されている第１の巻線１１を電磁誘導される。
よって、第１の巻線１１が昇圧されて電流が流れる。また、その電流は、正極と接続する第１の巻線１１の接続端子１１ａから、負極と接続する第１の巻線１１の接続端子１１ｂに向かって電流が流れる電流である。
【００５７】
次に、第２の巻線１２に巻き回しされる右部インダクタコア３２のインダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ２Ｌについて、説明する。
図４で示すように、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ２Ｌは、上方方向を向く磁束方向である。よって、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ２Ｌは、上部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、外磁脚部３８に向かう。
【００５８】
そして、外磁脚部３８に生じる磁束Ｂ２Ｌは、下方方向であるため、下部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、インダクタ用磁脚部３７に戻り、右部インダクタコア３１を周回することとなる。
また、右部インダクタコア３２に生じる磁界は第２の巻線１２に電流が流れている限り、磁気エネルギーとして、右部インダクタコア３２に蓄積することとなり、インダクタとして機能することとなる。
【００５９】
以上、第１実施形態における複合型変圧器１ａについて説明したが、複合型変圧器１ａによれば、トランスコア２０内に発生する、第１の巻線１１から生じる磁束Ｂ１Ｔの向きと、第２の巻線１２から生じる磁束Ｂ２Ｔの向きとが対向する。よって、トランスコア２０内の残留磁束を低減することができ、トランスコア２０における磁気飽和を防止させることが可能となり、特に、残留磁束（特に直流磁束）を低減することができる。
【００６０】
また、複合型変圧器１ａによれば、二つの巻線１０のそれぞれに対応するように、トランス用磁脚部２３、２３が設けられているため、トランス用磁脚部２３、２３に生じる磁束の過密化を防止できる。よって、巻線１０から生じた磁束Ｂ１Ｔ、Ｂ２Ｔがトランスコア２０の飽和磁束密度を超えてしまい、磁気エネルギーが損失するということを回避できる。
【００６１】
さらに、複合型変圧器１ａによれば、トランスコア２０の閉磁路の構成において、巻線１０の軸方向の磁路は、巻線１０が巻き回される二つのトランス用磁脚部２３である。よって、トランスコア２０において、巻線１０が巻き回されるトランス用磁脚部２３以外に、巻線１０の軸方向に延びる磁路を必要せず、複合型変圧器１ａの小型化を図ることが可能となる。
【００６２】
また、複合型変圧器１ａによれば、第１の巻線１１の接続端子１１ａ、１１ｂと、第２の巻線１２の接続端子１２ａ、１２ｂとが、同一方向に引きだされており、複合型変圧器１ａのある前後方向における前側にまとめてられている。
よって、複合型変圧器１ａに接続される接続する配線を複合型変圧器１ａの一方側にまとめることができ、複合型変圧器１ａを用いたＤＣ／ＤＣコンバータの小型化を図ることが可能となる。
【００６３】
複合型変圧器１ａによれば、トランスコア２０が一対のトランスコア部材２１、２１の二つの部材から構成されるため、トランス用磁脚部２３に巻き回しされる巻線１０が増加したとしても、二つの部材から構成される。よって、巻線１０の増加に伴う部品点数の増加を回避できる。
【００６４】
以上、第1実施形態における複合型変圧器１ａについて説明したが、本発明の複合型変圧器１ａは、この実施形態で説明したものに限るものではない。次に、第２実施形態である巻線１０を３つ備えた三相複合型変圧器について説明する。
【００６５】
（複合型変圧器１ｂ）
第２実施形態にかかる複合型変圧器１ｂは、三つの巻線５０と、トランスコア６０と、三つのインダクタコア７０と、磁気絶縁シート８０とから構成され、トランスとインダクタとが一体に構成された三相複合型変圧器であり、第１実施形態の複合型変圧器１ａと比べて巻線５０が増加している。
ここで、第２実施形態の複合型変圧器１ｂにおいても、巻線５０は、第１実施形態の巻線１０と同様に、トランス用磁脚部６４とインダクタ用磁脚部７３とからなる磁脚部７５に巻き回しされている（図１０参照。）。
しかし、第２実施形態における複合型変圧器１ｂは、図６及び図７に示すように、巻線５０の増加に伴って、巻線５０の巻き回しされる形状が、巻き回しされる軸線方向から見て、前後方向における長さが左右方向における幅に比べて長い矩形状のコイルである点が、第１実施形態の複合型変圧器１ａと相違する。
つまり、複合型変圧器１ｂは、巻線５０の増加に伴い、巻線５０の形状、ひいては、巻線５０が巻き回される磁脚部７５の形状と、トランスコア６０とインダクタコア７０の配置位置との点を変更しており、第１実施形態の複合型変圧器１ａと相違する。
以下、複合型変圧器１ｂの構成について、第１実施形態の複合型変圧器１ａとの相違点を中心に説明する。
【００６６】
（巻線５０）
巻線５０は、三つの巻線５０を構成されており、図５に示すように、トランスコア６０の内部において、左右方向の右側から左側に向かって、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３と順に配列されている。
そして、巻線５０の巻き回し形状は、図６乃至図８に示すように、巻線５０の軸線方向から見て、前後方向における長さが左右方向における幅に比べて長い矩形状のコイルとなるように形成されている。
この矩形の筒形状のコイルである巻線５０によれば、左右方向における幅が狭い。よって、複数の巻線５０を左右方向に配列したとしても、左右方向における長さを抑えることができる。また、この巻線５０によれば、前後方向における長さが長いため、巻線５０の内部面積の縮小を回避できる。よって、巻線５０から生じる磁束の減少を回避できる。
なお、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３との巻き回し方向については、トランスコア６０の構成を説明した後に説明する。
【００６７】
（トランスコア６０）
トランスコア６０は、図９に示すように、閉磁路を構成する、三つのトランス用磁脚部６４と一対のトランス用基部６２とを備えている。
また、トランスコア６０は、図６に示すように、第１実施形態のトランスコア２０と同様に、同一形状からなる一対のトランスコア部材６１、６１を組み合わせることにより構成されている。
そして、トランスコア部材６１は、図６に示すように、板状に形成されたトランス用基部６２と、そのトランス用基部６２の平面部分に形成された三つの四角柱状のトランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００６８】
トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃは、トランス用磁脚部６４の構成するための要素であって、図６に示すように、断面視で矩形状に延出されてなり、角柱をなすように形成されている。
また、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃは、トランス用基部６２の平面部分において、左側から右側に向かって、トランス用磁脚構成部６３ａ、トランス用磁脚構成部６３ｂ、トランス用磁脚構成部６３ｃの順に配置されている。トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃは、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃのそれぞれに巻線５０が巻き回し可能な間隔を有するように形成されている。
【００６９】
トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃにおける左右方向における幅は、図８に示すように、巻線５０の左右方向における幅と略同じ長さを有するように形成されている。
また、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃにおける前後方向における長さは、図８に示すように、後記するインダクタ用磁脚構成部７１ｂ及び磁気絶縁シート８０における前後方向における長さと合わせて、巻線５０の内径における前後方向における長さと略同じになるように形成されている。
【００７０】
そして、一対のトランスコア部材６１、６１を、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃが形成された面が対向するように配置するとともに、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃの端面同士が当接させて接合することにより、三つのトランス用磁脚部６４を備えたトランスコア６０が構成される。
なお、３つのトランス用磁脚部６４において、必要に応じて、図９に示すように、左側に位置するトランス用磁脚部６４を第１トランス用磁脚部６４ａと称し、中央に位置するトランス用磁脚部６４を第２トランス用磁脚部６４ｂと称し、右側に位置するトランス用磁脚部６４を第３トランス用磁脚部６４ｃと称して説明する。
【００７１】
ここで、３つの巻線５０は、第１の巻線５１が第１トランス用磁脚部６４ａに巻き回しされ、第２の巻線５２が第２トランス用磁脚部６４ｂに巻き回しされ、第３の巻線５３が第３トランス用磁脚部６４ｃに巻き回しされている。
また、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３との巻き回し方向は、トランスコア６０の閉磁路において、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３のそれぞれから生じる磁束の磁束方向が互いに打ち消すように巻き回しされている。
【００７２】
（インダクタコア７０）
第２実施形態の複合型変圧器１ｂは、三つのインダクタコア７０、７０、７０を備えており、この三つのインダクタコア７０、７０、７０のそれぞれは、三つの巻線５０の各々に対応している。
【００７３】
インダクタコア７０は、図１０に示すように、巻線５０が巻き回されるインダクタ用磁脚部７３と、外磁脚部７４と、一対のインダクタ用基部７１ａ、７１ａとを備えており、これらの構成によってインダクタコア７０の閉磁路が形成されている。また、インダクタコア７０は図７に示すように、一対のインダクタコア部材７１、７１から構成されている。以下、インダクタコア部材７１の構成について説明する。
【００７４】
インダクタコア部材７１は、図７に示すように、板状に形成されたインダクタ用基部７１ａと、インダクタ用基部７１ａの前後方向における前側に形成されたインダクタ用磁脚構成部７１ｂ、インダクタ用基部７１ａの前後方向における後側に形成された外磁脚構成部７１ｃとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００７５】
インダクタ用磁脚構成部７１ｂは、図８に示すように、断面視で矩形状に延出されてなり、角柱をなすように形成されている。
インダクタ用磁脚構成部７１ｂは、図８に示すように、左右方向における幅が、巻線５０における左右方向の幅と略同じ長さを有するように形成され、前後方向における長さが、トランス用磁脚構成部６３ａ及び磁気絶縁シート８０における前後方向における長さと合わせて、巻線５０の内径における前後方向における長さと略同じになるように形成されている。
これにより、インダクタ用磁脚部７３と磁気絶縁シート８０とトランス用磁脚部６４から構成される磁脚部７５においても、巻線５０の内径と略同じ径を有し、巻線５０を巻きまわすことが可能となる。
【００７６】
そして、二つのインダクタコア部材７１、７１を、インダクタ用磁脚構成部７１ｂを前方側に、外磁脚構成部７１ｃを後方側に位置するように配置し、インダクタ用磁脚構成部７１ｂと外磁脚構成部７１ｃとが形成された面を対向させる。
そして、前方側でインダクタ用磁脚構成部７１ｂ、７１ｂの端面同士、後方側で外磁脚構成部７１ｃ、７１ｃの端面同士を接合することにより、インダクタ用磁脚部７３と外磁脚部７４とを備えたインダクタコア７０が構成される。
【００７７】
（磁気絶縁シート８０）
磁気絶縁シート８０は、図５に示すように、トランスコア６０と３つのインダクタコア７０との間に配置される透磁率が低いシート部材である。
また、磁気絶縁シート８０は、図６に示すように、２枚の磁気シート部材８１、８１から構成されており、上下方向からトランスコア６０とインダクタコア７０との間、及び、インダクタコア７０同士の間に挿入されている。
【００７８】
つぎに、複合型変圧器１ｂの使用方法について説明する。なお、以下において、第１の巻線５１に電流が流れた場合、第１の巻線５１に巻き回しされる磁脚部７５ａに生じる磁束を磁束Ｂ３と称し、また、第１の巻線５１から生じる磁束Ｂ３であって、第１トランス用磁脚部６４ａ内に生じる磁束を磁束Ｂ３Ｔと称し、インダクタコア７０内に生じる磁束を磁束Ｂ３Ｌと称する。
第２の巻線５２に電流が流れた場合、第２の巻線５２に巻き回しされる磁脚部（図示を省略する）に生じる磁束を磁束Ｂ４と称し、また、第２の巻線５２から生じる磁束Ｂ４であって、第２トランス用磁脚部６４ｂ内に生じる磁束を磁束Ｂ４Ｔと称し、インダクタコア７０内に生じる磁束を磁束Ｂ４Ｌと称する。
第３の巻線５３に電流が流れた場合、第３の巻線５３に巻き回しされる磁脚部（図示を省略する）に生じる磁束を磁束Ｂ５と称し、また、第３の巻線５３から生じる磁束Ｂ５であって、第３トランス用磁脚部６４ｃ内に生じる磁束を磁束Ｂ５Ｔと称し、インダクタコア７０内に生じる磁束を磁束Ｂ５Ｌと称する。
【００７９】
まず、第１の巻線５１〜第３の巻線５３のそれぞれに電流が流れた場合におけるトランスコア６０内の磁束について説明する。
第１の巻線５１の接続端子５１ａから接続端子５１ｂ側に向かって電流が流れた場合、図９に示すように、第１の巻線５１に巻き回しされる第１磁脚部７５ａの第１トランス用磁脚部６４ａに生じる磁束Ｂ３Ｔが生じる。
また、第１トランス用磁脚部６４ａ内に生じる磁束Ｂ３Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部２１ａに向かう。
また、上部側のトランス用基部６２は、第２トランス用磁脚部６４ｂと第３トランス用磁脚部６４ｃとに接続している。そのため、上部側のトランス用基部６２内の磁束Ｂ３Ｔは、第２トランス用磁脚部６４ｂと第３トランス用磁脚部６４ｃと内に向かう。
そして、第２トランス用磁脚部６４ｂと第３トランス用磁脚部６４ｃ内の磁束Ｂ３Ｔは、下部側のトランス用基部６２を通過して、第１トランス用磁脚部６４ａに戻り、トランスコア６０における磁路を周回する。
【００８０】
一方で、第２の巻線５２の接続端子５２ａから接続端子５２ｂ側に向かって電流が流れた場合、図９に示すように、第２の巻線５２に巻き回しされる第２トランス用磁脚部６４ｂに生じる磁束Ｂ４Ｔが生じる。
ここで、第１トランス用磁脚部６４ｂ内に生じる磁束Ｂ４Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部６２に向かう。
上部側のトランス用基部６２は、第１トランス用磁脚部６４ａと第３トランス用磁脚部６４ｃとに接続している。そのため、上部側のトランス用基部６２内の磁束Ｂ４Ｔは、第１トランス用磁脚部６４ａと第３トランス用磁脚部６４ｃと内に向かう。
そして、第１トランス用磁脚部６４ａと第３トランス用磁脚部６４ｃ内の磁束Ｂ４Ｔは、下部側のトランス用基部６２を通過して、第２トランス用磁脚部６４ｂに戻り、トランスコア６０における磁路を周回する。
【００８１】
他方で、第３の巻線５３の接続端子５３ａから接続端子５３ｂ側に向かって電流が流れた場合、図９に示すように、第３の巻線５３に巻き回しされる第３トランス用磁脚部６４ｃに生じる磁束Ｂ５Ｔが生じる。
ここで、第１トランス用磁脚部６４ｂ内に生じる磁束Ｂ４Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部６２に向かう。
上部側のトランス用基部６２は、第１トランス用磁脚部６４ａと第２トランス用磁脚部６４ｂとに接続している。そのため、上部側のトランス用基部６２内の磁束Ｂ５Ｔは、第１トランス用磁脚部６４ａと第２トランス用磁脚部６４ｂと内に向かう。
そして、第１トランス用磁脚部６４ａと第２トランス用磁脚部６４ｂ内の磁束Ｂ５Ｔは、下部側のトランス用基部６２を通過して、第３トランス用磁脚部６４ｃに戻り、トランスコア６０における磁路を周回する。
【００８２】
以上説明したように、三つの巻線５０において、いずれかに一つに電流を流した場合には、他の二つの巻線５０が電磁誘導されて、よって、他の二つの巻線５０が昇圧されて、正極と接続する他の二つの巻線には、正極と接続する接続端子５１ａ、５２ａ、５３ａから、負極と接続する接続端子５１ａ、５２ａ、５３ａに向かって電流が流れ、トランスとして機能することが可能となる。
【００８３】
次に、第１の巻線５１〜第３の巻線５３に電流が流れた場合のインダクタコア６０について第１の巻線５１を例にとって説明する。
第１の巻線５１に電流が流れた場合、インダクタ用磁脚部７３に生じる磁界Ｂ３Ｌは、磁束方向が上方方向であり、インダクタ用基部７１ａに向かう。また、インダクタ用基部７１ａを通過し、外磁脚部７４に生じる磁束Ｂ３Ｌの磁束方向は、下方方向であり、インダクタ用基部７１を通過して、インダクタ用磁脚部７３に戻り、インダクタコア７０を周回することとなる。
そして、第１の巻線５１に電流が流れている限り、磁気エネルギーとして、インダクタコア７０に蓄積することとなり、インダクタとして機能することとなる。
【００８４】
以上、第２実施形態における複合型変圧器１ｂについて説明したが、複合型変圧器１ｂによれば、図９に示すように、トランスコア６０内に発生する、第１の巻線５１から生じる磁束Ｂ３Ｔの向きと、第２の巻線５２から生じる磁束Ｂ４Ｔの向きと、第３の巻線５３から生じる磁束Ｂ５Ｔの向きが対向する。よって、トランスコア６０内の残留磁束を低減されることができ、トランスコア６０における磁気飽和を防止させることが可能となり、特に、残留磁束（特に直流磁束）を低減することができる。
【００８５】
また、複合型変圧器１ｂによれば、三つの巻線５０のそれぞれに対応するように、トランス用磁脚部６４が設けられているため、トランス用磁脚部６４で磁束が飽和することを防止できる。
よって、巻線５０から生じた磁束がトランスコアの飽和磁束密度を超えてしまい、磁気エネルギーが損失するということを回避できる。
【００８６】
さらに、複合型変圧器１ｂによれば、トランスコア６０の閉磁路の構成において、巻線の軸方向の磁路は、巻線が巻き回されるトランス用磁脚部である。よって、トランスコアにおいて、巻線５０が巻きまわされるトランス用磁脚部６４以外に、巻線の軸方向に延びる磁路を必要せず、複合型変圧器１ｂの小型化を図ることが可能となる。
【００８７】
また、複合型変圧器１ｂによれば、第１の巻線５１の接続端子５１ａ、５１ｂと、第２の巻線５２の接続端子５２ａ、５２ｂと、第３の巻線５３の接続端子５３ａ、５３ｂとが、同一方向に引きだされており、複合型変圧器のある前後方向における前側にまとめてられている。
よって、複合型変圧器１ｂに接続される接続する配線を複合型変圧器の一方側にまとめることができ、複合型変圧器を用いたＤＣ／ＤＣコンバータの縮小化を図ることが可能となる。
【００８８】
（実施例１）
次に、複合型変圧器を実施した例について説明する。
本実施例においては、実施形態における複合型変圧器をＤＣ／ＤＣコンバータに設けるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータにおけるスイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦさせて、印加電圧の昇圧を行った。
また、本実施例の実験においては、実施例の複合型変圧器が備える巻線の巻き数を変更させて、その巻数の場合における複合型変圧器の体積を測定した。
併せて、実施例の複合型変圧器の巻数を変更した複合型変圧器毎に、所定電圧を印加するとともに所定電流量を流した場合における磁気部品における損失である銅損と鉄損（Ｗ）を計算した。なお、印加電圧等の計算条件は、下記の（表１）に示す通りである。
【００８９】
【表１】
【００９０】
また、実施例の複合型変圧器において、トランスコアの原材料としてフェライトを使用し、インダクタコアの原材料としてダストパーマロイを使用した。
なお、実施例の複合型変圧器の測定結果の比較対象として、比較例１〜比較例３を用意した。比較例１は、図１１（ａ）に示す従来型のインダクタ（コアの原材料は、ダストパーマロイ）を用意し、比較例２は、図１１（ｂ）に示すルーズカップルドインダクタ（コアの原材料はフェライト）を用意し、比較例３は、図１１（ｃ）に示すＬ型チョッパ（コアの原材料は、ダストパーマロイ）と磁気相殺型トランス（コアの原材料はフェライト）との組み合わせた場合である。
【００９１】
なお、実施例１と比較例１〜３における巻線は共通ものを使用した。以下、計算結果を図１２に示す。なお、図１２におけるグラフにおいて、縦軸は体積を示し、下から上に向かうほど体積が大きくなることを示し、横軸は磁気部品の銅損と鉄損を示し、左側から右側に向かうほど損失が大きいことを示す。よって、図１２におけるグラフにおいて、左下に位置するプロットほど、小型であり、かつ、損失が小さいことを示すものである。
【００９２】
また、全体的に、比較例１〜３に比べて、実施例１のほうが、図１２のグラフの左下の方に位置しており、小型化と磁気エネルギー損失の低減を図れるという結果となった。
【００９３】
（実施例２）
次に、第２実施形態の複合型変圧器における実施した例について説明する。
実施例２においては、第１実施例と同様に、巻線の巻き数を変更させて、その巻数の場合における複合型変圧器の体積（ｃｃ）を測定した。
また、併せて、実施例の複合型変圧器の巻数を変更した複合型変圧器毎に、所定電圧を印加するとともに所定電流量を流した場合における磁気部品における損失である銅損と鉄損（Ｗ）を計算した。なお、印加電圧等の計算条件は、下記の（表２）に示す通りである。
【００９４】
【表２】
【００９５】
また、本実施例の複合型変圧器において、トランスコアの原材料としてフェライトを使用し、インダクタコアの原材料として、ダストパーマロイを使用した。
比較例は、実施例１で用いた比較例１比較例３と、その他に比較例４を用意した。
なお、比較例４は、インダクタ（コアの原材料は、ダストパーマロイ）と三相磁気相殺型トランス（コアの原材料はフェライト）を用意した。実施例２と比較例１、３、４における巻線は共通ものを使用した。以下、測定結果を図１３に示す。
【００９６】
なお、図１３におけるグラフにおいて、実施例１と同様に、縦軸は体積を示し、下から上に向かうほど体積が大きくなることを示し、横軸は磁気部品の銅損と鉄損を示し、左側から右側に向かうほど損失が大きいことを示す。よって、図１３におけるグラフにおいて、左下に位置するプロットほど、小型化であり、かつ、損失が小さいことを表しており、優秀な変圧器であることを示すものである。
【００９７】
全体的に、実施例２における複合型変圧器は、比較例１〜３に比べて、巻戦がいずれの巻数であっても、比較例１、３、４に比べ、図１３のグラフの左下の方に位置しており、小型化と磁気エネルギー損失の低減を図ることができるという結果を示した。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ 複合型変圧器
１０（１１、１２） 巻線（第１の巻線、第２の巻線）
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ 接続端子
２０ トランスコア
２１、２１ トランスコア部材
２１ａ トランス用基部
２１ｂ、２１ｂ トランス用磁脚構成部
２３ トランス用磁脚部
３０（３１、３２） インダクタコア（左部インダクタコア、右部インダクタコア）
３４、３４ インダクタコア部材
３４ａ インダクタ用基部
３４ｂ インダクタ用磁脚構成部
３４ｃ 外磁脚構成部
３７ インダクタ用磁脚部
３８ 外磁脚部
３９（３９ａ、３９ｂ） 磁脚部（第１磁脚部、第２磁脚部）
４０ 磁気絶縁シート
４１ 磁気絶縁シート部
５０（５１〜５３） 巻線（第１の巻線〜第３の巻線）
５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ 接続端子
６０ トランスコア
６１、６１ トランスコア部材
６２ トランス用基部
６３ａ〜６３ｃ トランス用磁脚構成部
６４ トランス用磁脚部
６４ａ〜６４ｃ 第１トランス用磁脚部〜第３トランス用磁脚部
７０ インダクタコア
７１、７１ インダクタコア部材
７１ａ インダクタ用基部
７１ｂ インダクタ用磁脚構成部
７１ｃ 外磁脚構成部
７３ インダクタ用磁脚部
７４ 外磁脚部
７５ 磁脚部
７５ａ 第１磁脚部
８０ 磁気絶縁シート
８１ 磁気絶縁シート部
Ｂ１〜Ｂ５（Ｂ１Ｔ〜Ｂ５Ｔ，Ｂ１Ｌ〜Ｂ５Ｌ） 磁束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合型変圧器であり、特に、磁気エネルギーの損失が少なく、かつ、小型化された複合型変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＣ／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ／Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータなどの電力変換回路の技術分野において、様々な発明が提案されている。
たとえば、下記特許文献１には、巻線から生じる磁束の磁束方向が互いに打ち消すように複数の巻線が配列された磁気相殺変圧器（以下、単に「トランス」ともいう。）を用いたＤＣ／ＤＣコンバータが開示されている。
また、下記特許文献２には、上記する磁気相殺変圧器を改良したものとして、トランス用の巻線と昇降圧用インダクタに用いられる巻線とを共用化して、トランスとインダクタとが構造的に一体化した複合型変圧器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１４０５８号公報
【特許文献２】特開２００９−２８４６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術である複合型変圧器によれば、トランスコアの一部である中央磁脚部（特許文献２の図３及び図４の「中央磁脚部６１ａ」を参照。）に対し、二つの巻線が互いに交互に重なるように巻き回すように構成されていた。
よって、中央磁脚部に巻き回しされる二つの巻線を、中央磁脚部の両側に設けられたインダクタコアに巻き回しする場合、従来技術のように、中央磁脚部を中心として、インダクタコアが設けられた両側に巻線が突出する構成となっていた。
そのため、中央磁脚部を中心に巻き回しされる巻線を２つ以上にしようとする場合、そのレイアウトには物理的制約が多く、巻線の多並列化が困難であるという課題があった。
さらに、二つの巻線が巻き回しされる中央磁脚部において、トランスコアの飽和磁束密度を超える磁束の過密化を招き、磁気エネルギーの損失が生じるという課題があった。
【０００５】
また、従来技術である複合型変圧器によれば、インダクタ用コイルとトランス用コイルとを共用しているため、インダクタ用コイルとトランス用コイルとを別個に設けた場合に比べ小型化が図れているものの、複合型変圧器は小型化されればされるほど好ましく、更なる複合型変圧器の小型化が望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、前記背景に鑑みて創案された発明であって、複数の巻線が並列して配置される複合型変圧器であり、さらに、磁気エネルギーの損失を低減させ、かつ、更なる小型化を図ることができる複合型変圧器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本願発明に係る複合型変圧器は、複数の巻線と、前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なトランス用磁脚部を複数有するトランスコアと、前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なインダクタ用磁脚部を有するとともに、前記インダクタ用磁脚部が前記トランス用磁脚部に対して、前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置される複数のインダクタコアとを備え、前記複数の巻線が、前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部とから構成される磁脚部に巻き回しされ、通電により前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部に磁束を生じ、単一のトランスと複数のインダクタとが構成される複合型変圧器であり、前記トランスコアは、前記巻線の軸線に直交する方向に配列される前記複数のトランス用磁脚部と、前記複数のトランス用磁脚部が配列する配列方向に延び、トランス用磁脚部の両端側に対向するように位置して、前記複数のトランス用磁脚部の両端同士を接続する一対のトランス用基部と、を備えることにより、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の閉磁路が構成され、前記インダクタコアは、前記インダクタ用磁脚部と、前記インダクタ用磁脚部と平行に前記巻線の軸線方向に延び、前記インダクタ用磁脚部に巻き回しされる巻線の外周面側に配置される外磁脚部と、前記インダクタ用磁脚部と前記外磁脚部との両端同士を接続する一対のインダクタ用基部と、を備えることにより、前記インダクタ用磁脚部に生じる磁束の閉磁路が構成され、前記複数の磁脚部に巻き回しされる複数の巻線は、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする。
【０００８】
前記する本願発明によれば、一つの巻線に電流を流して励磁させた場合、その巻線に巻きまわされる磁脚部内に磁束が生じる。
そして、その磁束が生じる磁脚部を構成するトランス用磁脚部は、他のすべての巻線が巻き回しされるトランス用磁脚部と閉磁路を構成するため、他の巻線が電磁誘導される。
ここで、複数の巻線のそれぞれは、巻線から生じる磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても互いに打ち消すように巻き回しされているため、他の巻線は、電圧が昇圧するように電磁誘導されることとなり、各巻線の電圧を変圧することが可能となる。
また、併せて、トランスコアに対し、複数の巻線が、巻線から生じる磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても互いに打ち消すように巻き回しされているため、残留磁束の低減化を図れることができる。
一方で、磁脚部を構成するインダクタ用磁脚部内にも磁束が生じ、閉磁路を構成するインダクタコア内で磁気エネルギーを蓄積することが可能となる。
以上より、本発明によれば、トランスとインダクタとが一体化された複合型変圧器を提供することが可能となる。
【０００９】
そして、前記する本願発明によれば、複数の巻線のそれぞれに対応するように、トランス用磁脚部が設けられているため、トランス用磁脚部における磁束の過密化を回避することができる。よって、本発明によれば、巻線から生じる磁束が、トランスコアの飽和磁束密度を超え、磁気エネルギーが損失するとおそれがない。
【００１０】
さらに、前記する本願発明によれば、トランスコアの閉磁路の構成において、巻線の軸方向に延び磁路は、巻線が巻き回されるトランス用磁脚部であり、その他の磁路を必要としない。
よって、従来技術の複合型変圧器のように、巻線内部を通過しない磁脚部（特許文献２の図３及び図４の「外側磁脚部６１ｂ」）が不要となり、複合型変圧器の小型化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記巻線が、外部電気回路に接続する両極の接続端子が同一方向に引き出すように形成されており、前記複数の巻線のそれぞれは、前記両極の接続端子が同一方向を向くように配置されていることが好ましい。
【００１２】
前記する構成によれば、複数の巻線の接続端子は、複合型変圧器のある一方側にまとめて引き出されることとなる。よって、複合型変圧器に接続する配線を複合型変圧器の一方側にまとめることができ、複合型変圧器を用いたＤＣ／ＤＣコンバータの小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記トランスコアと前記インダクタコアとの間に介在する磁気絶縁シートをさらに備えることが好ましい。
【００１４】
前記する構成によれば、トランスコアとインダクタコアとのそれぞれに生じる磁界の影響を受けることを防止できるからである。
【００１５】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、トランスコアが、前記一対のトランス用基部において上部側に位置する上部トランス用基部と、前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に対して直交する方向で切った場合の上部側に位置する前記上部トランス用基部に接続する上部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる上部トランスコア部と、前記一対のトランス用基部において下部側に位置する下部トランス用基部と、前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に対して直交する方向で切った場合の下部側に位置する前記下部トランス用基部に接続する下部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる下部トランスコア部と、から構成されてなることが好ましい。
【００１６】
前記する構成によれば、トランスコアは、上部トランスコア部と、下部トランスコア部との二つの部材から構成されるため、トランス用磁脚部に巻き回しされる巻線が増加したとしても、二つの部材から構成されるため、巻線の増加に伴う部品点数の増加を回避できる。
【００１７】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記複数の巻線は、同心円状に巻き回してなる円筒形状の第１の巻線と第２の巻線とから構成され、前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアとから構成され、前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、前記第１の巻線が巻き回しされる半円柱状の第１トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる半円柱状の第２トランス用磁脚部と、から構成され、前記第１インダクタコアと前記第２インダクタコアとにおける前記インダクタ用磁脚部は、半円柱状に形成されており、前記第１の巻線は、前記トランスコアの第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第１磁脚部に巻き回しされ、前記第２の巻線は、前記トランスコアの第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第２磁脚部に巻き回しされており、前記第１磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と前記第２磁脚部に巻き回しされる第２の巻線とは、前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることが好ましい。
【００１８】
前記する構成によれば、例えば、一対のトランス用基部が軸線方向から見て矩形状に形成されている場合、一対のトランス用基部の一辺側にまとめて、第1トランス用磁脚部と第２トランス用磁脚部とを設けた場合、トランスコアに対して、一対のトランス用基部の一辺側に二つのインダクタコアをまとめて配置することができる。
また、一対のトランス用基部における対向する一対の辺であって、一方の辺側に第1トランス用磁脚部を設け、他方の辺側に第２トランス用磁脚部を設けた場合、トランスコアの両側にインダクタコアを配置することができる。
よって、トランスコアに対する二つのインダクタコアの配置の自由度が高い複合型変圧器を提供することができる。
【００１９】
また、本願発明に係る複合型変圧器は、前記複数の巻線は、軸線方向から見て矩形状に巻き回してなる第１の巻線と第２の巻線と第３の巻線とから構成され、前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアと、前記第３の巻線が巻き回しされる第３インダクタコアとから構成され、前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、前記第１の巻線が巻き回しされる矩形状の第１トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第２トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、前記第３の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第３トランス用磁脚部と、から構成され、前記第１の巻線は、前記トランスコアにおける前記第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第１の磁脚部に巻き回しされ、前記第２の巻線は、前記トランスコアにおける第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第２の磁脚部に巻き回しされており、前記第３の巻線は、前記トランスコアにおける第３トランス用磁脚部に対して、前記第３インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第３トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第３の磁脚部に巻き回しされており、前記第１の磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と、前記第２の磁脚部に巻き回しされる前記第２の巻線と、前記第３の磁脚部に巻き回しされる前記第３の巻線とは、前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第３トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路においてそれぞれ互いに打ち消す方向となるように巻き回しされていることが好ましい。
【００２０】
前記する構成によれば、例えば、一対のトランス用基部が軸線方向から見て矩形状に形成されている場合、一対のトランス用基部の一辺側にまとめて、第1トランス用磁脚部と第２トランス用磁脚部と第３トランス用磁脚部を設けた場合、トランスコアに対して、一対のトランス用基部の一辺側に３つのインダクタコアをまとめて配置することができる。
よって、トランスコアの一辺側に、三つのインダクタコアをまとめて配列することができ、小型化するとともに複数の巻線を並列した複合型変圧器を提供することができる
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、複数の巻線が並列して配置することができるとともに、磁気エネルギーの損失を低減させ、かつ、更なる小型化を図ることができる複合型変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複合型変圧器の外観を示す外観図である。図１（ａ）は、前方側であって左上部側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、後方側であって右上部側から見た斜視図である。
【図２】図１に示す複合型変圧器の構成を分解した場合における分解斜視図である。
【図３】第１実施形態の複合型変圧器において、上部側に配置されるトランスコア部材とインダクタコア部材を外した場合の平面図である。
【図４】図１に示す複合型変圧器をＡ−Ａ線で切った場合における複合型変圧器の断面を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る複合型変圧器の外観を示す外観図である。
【図６】図５に示す複合型変圧器の一部を分解した場合を斜視した一部分解斜視図である。
【図７】図５に示す複合型変圧器の一部を分解した場合を斜視した一部分解斜視図である。
【図８】第２実施形態の複合型変圧器において、上部側に配置されるトランスコア部材とインダクタコア部材を外した場合の平面図である。
【図９】図５に示す複合型変圧器をＢ−Ｂ線で切った場合における複合型変圧器の断面を示す断面図である。
【図１０】図５に示す複合型変圧器をＣ−Ｃ線で切った場合における複合型変圧器の断面を示す断面図である。
【図１１】実施例１及び実施例２において用いられた比較例の外観を示す外観図である。
【図１２】巻線の巻数を変化させた場合における実施例１と比較例１〜３との体積及び磁気エネルギーの損失量を測定した測定結果を示す図である。
【図１３】巻線の巻数を変化させた場合における実施例１と比較例１、３、４との体積及び磁気エネルギーの損失量を測定した測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下において、本発明の実施形態に係る複合型変圧器について、図面を適宜参照しながら説明する。なお、実施形態の複合型変圧器の説明において、技術的に同一要素であるものについては同一の符号を付している。
【００２４】
（複合型変圧器１ａ）
第１実施形態にかかる複合型変圧器１ａは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、二つの巻線１０を備えており、トランスとインダクタとが一体に構成された二相複合型変圧器である。
なお、本実施形態の複合型変圧器１ａにおいては、巻線１０を二つ用いているが、説明の便宜上、二つの巻線１０を区別して説明する場合において、二つの巻線１０のうち、複合型変圧器１ａを正面側から見て左側に配置される巻線１０を第１の巻線１１とし、右側に配置される巻線１０を第２の巻線１２と称して説明する。
【００２５】
複合型変圧器１ａは、図１及び図２に示すように、二つの巻線１０を備えるほかに、その二つの巻線１０を内部に支持するトランスコア２０と、そのトランスコア２０の両側にそれぞれ配置される二つのインダクタコア３０、３０と、トランスコア２０とインダクタコア３０との間に配置される二つの磁気絶縁シート４０、４０とを備えて構成されている。
【００２６】
（巻線１０）
巻線１０は、外部電気回路を接続するとともに、外部電気回路から流れる電流を磁気エネルギーに変換するための部材である。また、二つの巻線１０を構成する第１の巻線１１と第２の巻線１２とは、図２に示すように、同一形状に形成されている。
より具体的に、第１の巻線１１と第２の巻線１２とは、銅線などの線材の中間部分を同心円状に巻き回してなる円筒形状のコイルであって、線材の両端部分が、接続端子１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂとして形成されている。
そして、図１（ｂ）に示すように、第１の巻線１１と第２の巻線１２におけるコイル内部に、後記する磁脚部３９が挿通されて、第１の巻線１１と第２の巻線１２がトランスコア２０内部に支持されている。
【００２７】
ここで、第１の巻線１１における接続端子１１ａ、１１ｂの両端は、同一方向に引き出すように形成されている。同様に、第２の巻線１２の接続端子１２ａ、１２ｂにおいても、両端が同一方向に引き出すように形成されている。
また、第１の巻線１１の巻回数と第２の巻線１２の巻回数は、同じ巻回数となるように巻き回されているが、その巻回数については特に限定されない。
以上、巻線１０の形状等について説明したが、コイル内部に挿通される磁脚部３９に対する第１の巻線１１と第２の巻線１２との巻き回し方向については、トランスコア２０とインダクタコア３０の構成を説明した後に説明する。
その他、以下において、巻線１０を形成する際、線材を巻き回しする中心軸を、単に、「巻線の軸線方向」或いは「上下方向」として説明する。また、巻線の軸線に対する直交する方向であって、トランスコア２０と二つのインダクタコア３０が配列する方向を「左右方向」とし、その上下方向と左右方向の両方向に対して直交な方向を「前後方向」として、説明する。
【００２８】
（トランスコア２０）
トランスコア２０は、二つの巻線１０を支持するとともに、支持する二つの巻線１０を磁気結合させる磁性部材である。
トランスコア２０は、図１（ｂ）に示すように、二つの巻線１０それぞれが巻き回されるトランス用磁脚部２３、２３（一つは不図示。）と、トランス用磁脚部２３、２３の両端に接続しトランス用磁脚部２３、２３を支持する一対のトランス用基部２１ａ、２１ａとを備える。
ここで、トランス用磁脚部２３、２３と一対のトランス用基部２１ａ、２１ａとは、それぞれ接続しており、トランスコア２０における閉磁路を構成するための要素である。
【００２９】
また、トランスコア２０は、図２に示すように、同一形状からなる一対のトランスコア部材２１、２１を組み合わせることにより構成されている。以下、トランスコア部材２１について説明する。
【００３０】
トランスコア部材２１は、図２に示すように、板状に形成されたトランス用基部２１ａと、そのトランス用基部２１ａの平面部分に形成された二つの半円柱状のトランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００３１】
トランス用基部２１ａは、図２に示すように、板状であり、上下方向に平面部分を有するように形成されている。また、トランス用基部２１ａは、図３に示すように、その平面部分における前後方向の長さが、巻線１０の外径における直径よりも長くなるように形成されており、左右方向の長さが、巻線１０の外径における直径と略同じ長さに形成されている。
これによれば、二つの巻線１０を左右方向に隣接するように並べて、その二つの巻線１０の上下方向に、トランスコア部材２１、２１のそれぞれを対向配置すると、図３に示すように、トランスコア２０の左右端から、二つの巻線１０の半分がそれぞれ露出した状態にすることができる。
【００３２】
トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂは、図２及び図３に示すように、トランス用磁脚部２３、２３を構成するための要素であり、トランス用基部２１ａの平面部分の左右辺中央部のそれぞれから、断面視で半円状に延出されてなり、半円柱状をなすように形成されている。なお、トランス用磁脚構成部２１ｂにおける断面視の半円の径について後記する。
また、トランス用磁脚構成部２１ｂの上下方向における長さは、図４に示すように、巻線１０における軸線方向の長さの略半分となるように形成されている。
【００３３】
そして、トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂが形成された面が対向するようにトランスコア部材２１、２１を上下方向に対向させ、トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂの端面同士が当接させて接合することにより、トランスコア２０を構成させる。
また、これにより、トランス用磁脚構成部２１ｂ、２１ｂとから構成される半円柱状のトランス用磁脚部２３、２３が形成される。
そのほか、トランス用磁脚部２３は、巻線１０の軸線方向と略同じ長さを有するため、トランス用磁脚部２３に巻き回しされた巻線１０を、トランス用磁脚部２３の上下方向に位置する上部側のトランス用基部２１ａと下部側のトランス用基部２１ａとで支持することが可能となる。
【００３４】
その他、トランスコア２０に用いられる磁性材料として、飽和磁束密度［Ｔ］が高く、かつ、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が小さいものが望ましい。ただし、巻線１０によりトランスコア２０内に生じる磁束については後記するが、互いに打ち消す磁束方向であるため、残留磁束が低減される。よって、トランスコア２０の材料としては、飽和磁束密度［Ｔ］が高いことより、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が小さいことが優先され、例えば、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、ナノ結晶合金、Ｆｅ系アモルファス、Ｃｏ系アモルファスなどが挙げられる。
【００３５】
（インダクタコア３０）
インダクタコア３０は、巻線１０が巻き回しされて、巻線１０から生じる磁束による磁気エネルギーを蓄積するための磁性部材である。
インダクタコア３０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、巻線１０が巻き回しされるインダクタ用磁脚部３７と、巻線１０の外周側に配置される外磁脚部３８と、インダクタ用磁脚部３７と外磁脚部３８との両端を接続する一対のインダクタ用基部３４ａ、３４ａとを備えている。
ここで、インダクタ用磁脚部３７と、外磁脚部３８と、一対のインダクタ用基部３４ａ、３４ａとは、図４に示すように、接続してインダクタコア３０における閉磁路を構成するための要素である。
【００３６】
また、本実施形態の複合型変圧器１ａは、図１に示すように、二つのインダクタコア３０、３０を備えており、トランスコア２０を中心に左側と右側に配置されている。
以下、インダクタコア３０の構成について説明するが、説明の必要に応じて、トランスコア２０を中心に左側に配置されるインダクタコア３０を左部インダクタコア３１と称し、右側に配置されるインダクタコア３０を右部インダクタコア３２と称して説明する。
また、二つのインダクタコア３０のそれぞれは、同一形状からなるため、インダクタコア３０の構成に説明に当たって、左部インダクタコア３１の方を例にとって説明し、右部インダクタコア３２の説明は省略する。
【００３７】
左部インダクタコア３１は、図２に示すように、一対のインダクタコア部材３４、３４から構成されている。
左部インダクタコア３１は、図１及び図３に示すように、後記するインダクタ用磁脚構成部３４ｂが形成された面が対向するように、一対のインダクタコア部材３４、３４を対向させて組み合わせることにより、上下方向に対称的に形成された左部インダクタコア３１が構成される。
【００３８】
インダクタコア部材３４は、図２に示すように、板状に形成されたインダクタ用基部３４ａと、インダクタ用基部３４ａの一方面に形成されたインダクタ用磁脚構成部３４ｂと外磁脚構成部３４ｃとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００３９】
インダクタ用基部３４ａは、上下方向側に平面部分を有し、板状となるように形成されている。また、インダクタ用基部３４ａは、その平面部分における前後方向の長さが、トランスコア用基部２１ｃと同等な長さに形成されている。
また、インダクタ用基部３４ａは、その平面部分における左右方向の長さであって、外磁脚構成部３４ｃを除いた部分の長さＬ１（図２参照）が、巻線１０の外径における半径と等しくなるように形成されている。
これによれば、図３に示すように、トランスコア２０の左右端から露出する巻線１０の半分をインダクタコア３０内部に収容することが可能となる。
【００４０】
つぎに、インダクタ用磁脚構成部３４ｂと外磁脚構成部３４ｃについて説明する。
インダクタ用磁脚構成部３４ｂは、図２に示すように、インダクタ用基部３４ａの平面部分の左右辺中央部のいずれか一方から、断面視で半円状に延出されてなり、半円柱状をなすように形成されている。なお、インダクタ用磁脚構成部３４ｂにおける断面視の半円の径は後記する。
一方で、外磁脚構成部３４ｃは、インダクタ用基部３４ａの平面部分の左右辺のいずれか他方から、断面視で矩形状に延出し、板状となるように形成されている。
【００４１】
そして、左部インダクタコア３１は、二つのインダクタコア部材３４、３４におけるインダクタ用磁脚構成部３４ｂを右側に、外磁脚構成部３４ｃを左側に位置するようにし、インダクタ用磁脚構成部３４ｂと外磁脚構成部３４ｃとが形成された面を対向させて、右側でインダクタ用磁脚構成部３４ｂ、３４ｂの端面同士、左側で外磁脚構成部３４ｃ、３４ｃの端面同士を接合することにより構成される。
これにより、左部インダクタコア３１は、インダクタ用基部３４ａ、３４ａとの間であって、右辺中央部に半円柱状のインダクタ用磁脚部３７が形成され、左辺に板状の外磁脚部３８が形成されることとなる。なお、インダクタ用磁脚部３７とは、巻線１０が巻き回しされる磁脚であり、一方、外磁脚部３８とは、インダクタ用磁脚部３７と平行に延びるのもの、巻線１０が巻き回しされない磁脚である。
【００４２】
また、左部インダクタコア３１は、トランスコア２０に対して、インダクタ用磁脚部３７が形成された右端面をトランスコア２０に向けて接合されている。
これによれば、インダクタコア３０の右端辺の中央部に形成されているインダクタ用磁脚部３７が、後記する磁気絶縁シート４０を介して、トランスコア２０の中央部に形成されているトランス用磁脚部２３と隣り合って、円柱形の磁脚部３９が形成される。
なお、磁脚部は、トランスコアの左側と右側のそれぞれに形成されるが、必要に応じて、左側の磁脚部３９を第１磁脚部３９ａと称し、右側の磁脚部３９を第２磁脚部３９ｂと称して説明する。
【００４３】
ここで、インダクタ用磁脚部３７を構成するインダクタ用磁脚構成部３４ｂと、トランス用磁脚部２３を構成するトランス用磁脚構成部２１ｂとは、図３に示すように、磁気絶縁シート４０の厚みを考慮して、巻線１０の内径と略同じ径を有するように形成されている。これによって、インダクタ用磁脚部３７とトランス用磁脚部２３から構成される磁脚部３９においても、巻線１０の内径と略同じ径を有し、巻線１０を巻き回すことが可能となる。
【００４４】
そして、インダクタ用磁脚構成部３４ｂの上下方向における長さは、巻線１０における軸線方向における長さの略半分となるように形成されている。
これによれば、二つのインダクタ用磁脚構成部３４ｂ、３４ｂから構成されるインダクタ用磁脚部３７は、巻線１０の軸線方向と略同じ長さを有するため、インダクタ用磁脚部３７に巻き回しされた巻線１０を、インダクタ用磁脚部３７の上下方向に位置する上部側のインダクタ用基部３４ａと下部側のインダクタ用基部３４ａとで支持することが可能となる。
【００４５】
また、インダクタコアに用いられる材料として、飽和磁束密度［Ｔ］が高く、かつ、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が小さいものが望ましい。
ただし、インダクタコア内に生じる磁束は、漏れ磁束が主となる。よって、トランスコアの材料としては、鉄損［Ｗ／ｋｇ］が高いことより、飽和磁束密度［Ｔ］が小さいことが優先され、例えば、ダストパーマロイ、圧粉鉄心、圧粉珪素鋼、珪素鋼板などが挙げられる。
【００４６】
（磁気絶縁シート４０）
磁気絶縁シート４０は、図２に示すように、トランスコア２０及びインダクタコア３０の一方で生じる磁気の影響が、トランスコア２０及びインダクタコア３０の他方に与えることを防止するための透磁率の低いシート部材である。
磁気絶縁シート４０は、２枚の磁気絶縁シート部４１から構成され、磁気絶縁シート部４１は、正面視で凸状に形成されている。
また、２枚の磁気絶縁シート部４１は、図２に示すように、上下方向において、トランスコア部材２１とインダクタコア部材３４との間に配置される。
これによれば、トランスコア部材２１とインダクタコア部材３４との間に介在させることにより、図４に示すように、トランスコア部材２１とインダクタコア部材３４とを磁気的に絶縁することが可能となる。
【００４７】
つぎに、磁脚部３９に対する巻線１０の巻き回しについて説明する。
二つの巻線１０である第１の巻線１１と第２の巻線１２は、図３に示すように、磁脚部３９である第１磁脚部３９ａと第２磁脚部３９ｂとに対して、第１の巻線１１の接続端子１１ａ、１１ｂと第２の巻線１２の接続端子１２ａ、１２ｂとが、複合型変圧器１ａの前後方向における前側に向くように巻き回しされている。これによれば、複合型変圧器１ａに対して、第１の巻線１１と第２の巻線１２の引き出し方向が同一となる。
【００４８】
また、第１磁脚部３９ａに巻き回しされる第１の巻線１１と、第２磁脚部３９ｂに巻き回しされる第２の巻線１２は、トランスコア２０内の閉磁路において生じる磁束の磁束方向が、互いに打ち消すように巻き回しされている。
例えば、第１の巻線１１の接続端子１１ａと第２の巻線１２の接続端子１２ａとが正極に接続し、第１の巻線１１の接続端子１１ｂと第２の巻線１２の接続端子１２ｂとが負極に接続した場合、第１の巻線１１と第２の巻線１２は、図２及び図３に示すように、磁脚部３９ａ、３９ｂに対して、時計回りとなるように巻き回されている。
なお、以下において、第１の巻線１１に電流が流れた場合、図４に示すように、第１の巻線１１に巻き回しされる磁脚部３９に磁束Ｂ１が発生するが、第１の巻線１１から生じる磁束Ｂ１であって、トランスコア２０内に生じる磁束を磁束Ｂ１Ｔと称し、インダクタコア３０内に生じる磁束を磁束Ｂ１Ｌと称する。また、第２の巻線１２から生じる磁束Ｂ２であって、トランスコア２０内に生じる磁束を磁束Ｂ２Ｔと称し、インダクタコア３０内に生じる磁束を磁束Ｂ２Ｌと称して、説明する。
【００４９】
この場合、トランスコア２０において、第１の巻線が生じる磁束Ｂ１Ｔは、図４に示すように、前後方向における前側から見て、トランスコア２０内を時計回りで回るような磁束方向となる。一方で、第２の巻線から生じる磁束Ｂ２Ｔは、図４に示すように、前後方向における前側から見て、トランスコア２０内を反時計回りで回るような磁束方向となり、第１の巻線から生じる磁束Ｂ１Ｔと第２の巻線から生じる磁束Ｂ２Ｔとのそれぞれの磁束が、互いに打ち消す向きとなるように構成することができる。
【００５０】
つぎに、複合型変圧器１ａの使用方法について説明する。
第１の巻線１１の接続端子１１ａから接続端子１１ｂ側に向かって電流が流れた場合、図４に示すように、第１の巻線１１に巻き回しされる磁脚部３９に磁束Ｂ１が発生する。
【００５１】
ここで、磁脚部３６を構成するトランスコア２０の左側のトランス用磁脚部２３内に生じた磁束Ｂ１Ｔは、上方方向であり、上部側のトランス用基部２１ａを通過し、右側のトランス用磁脚部２３に向かう。
そして、右側のトランス用磁脚部２３における磁束Ｂ１Ｔの磁束方向は、下方方向であるため、下部側のトランス用基部２１ａを通過して、トランス用磁脚部２３に戻り、トランスコア２０を周回することとなる。
【００５２】
その際に、磁束Ｂ１Ｔは、右側のトランス用磁脚部２３の内部を通過しているため、右側のトランス用磁脚部２３に巻き回されている第２の巻線１２を電磁誘導される。
よって、第２の巻線１２が昇圧されて電流が流れる。また、その電流は、正極と接続する第２の巻線１２の接続端子１２ａから、負極と接続する第２の巻線１２の接続端子１２ｂに向かって電流が流れる電流である。
【００５３】
次に、第１の巻線１１に巻き回しされるインダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ１Ｌについて、説明する。
図４で示すように、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ１Ｌは、上方方向を向く磁束方向である。よって、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ１Ｌは、上部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、外磁脚部３８に向かう。
【００５４】
そして、外磁脚部３８に生じる磁束Ｂ１Ｌは、下方方向であるため、下部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、インダクタ用磁脚部３７に戻り、左部インダクタコア３１を周回することとなる。
また、左部インダクタコア３１に生じる磁界は第１の巻線１１に電流が流れている限り、磁気エネルギーとして、左部インダクタコア３１に蓄積することとなり、インダクタとして機能することとなる。
【００５５】
次に、第２の巻線１２に電流を流した場合を説明する。第２の巻線１２の接続端子１２ａから接続端子１２ｂ側に向かって電流が流れた場合に、図４に示すように、第２の巻線１２が巻き回しする第２磁脚部３９ｂに磁束Ｂ２Ｔが発生する。
そして、右側のトランス用磁脚部２３内に生じた磁束Ｂ２Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部２１ａを通過して、左側のトランス用磁脚部２３に向かう。
磁束Ｂ２Ｔは、左側のトランス用磁脚部２３において、磁束方向が下方方向であり、下部側のトランス用基部２１ａを通過して、右側のトランス用磁脚部２３に戻り、トランスコア２０を周回することとなる。
【００５６】
その際に、磁束Ｂ２Ｔは、左側のトランス用磁脚部２３の内部を通過しているため、左側のトランス用磁脚部２３に巻き回されている第１の巻線１１を電磁誘導される。
よって、第１の巻線１１が昇圧されて電流が流れる。また、その電流は、正極と接続する第１の巻線１１の接続端子１１ａから、負極と接続する第１の巻線１１の接続端子１１ｂに向かって電流が流れる電流である。
【００５７】
次に、第２の巻線１２に巻き回しされる右部インダクタコア３２のインダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ２Ｌについて、説明する。
図４で示すように、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ２Ｌは、上方方向を向く磁束方向である。よって、インダクタ用磁脚部３７に生じる磁束Ｂ２Ｌは、上部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、外磁脚部３８に向かう。
【００５８】
そして、外磁脚部３８に生じる磁束Ｂ２Ｌは、下方方向であるため、下部側のインダクタ用基部３４ａを通過して、インダクタ用磁脚部３７に戻り、右部インダクタコア３１を周回することとなる。
また、右部インダクタコア３２に生じる磁界は第２の巻線１２に電流が流れている限り、磁気エネルギーとして、右部インダクタコア３２に蓄積することとなり、インダクタとして機能することとなる。
【００５９】
以上、第１実施形態における複合型変圧器１ａについて説明したが、複合型変圧器１ａによれば、トランスコア２０内に発生する、第１の巻線１１から生じる磁束Ｂ１Ｔの向きと、第２の巻線１２から生じる磁束Ｂ２Ｔの向きとが対向する。よって、トランスコア２０内の残留磁束を低減することができ、トランスコア２０における磁気飽和を防止させることが可能となり、特に、残留磁束（特に直流磁束）を低減することができる。
【００６０】
また、複合型変圧器１ａによれば、二つの巻線１０のそれぞれに対応するように、トランス用磁脚部２３、２３が設けられているため、トランス用磁脚部２３、２３に生じる磁束の過密化を防止できる。よって、巻線１０から生じた磁束Ｂ１Ｔ、Ｂ２Ｔがトランスコア２０の飽和磁束密度を超えてしまい、磁気エネルギーが損失するということを回避できる。
【００６１】
さらに、複合型変圧器１ａによれば、トランスコア２０の閉磁路の構成において、巻線１０の軸方向の磁路は、巻線１０が巻き回される二つのトランス用磁脚部２３である。よって、トランスコア２０において、巻線１０が巻き回されるトランス用磁脚部２３以外に、巻線１０の軸方向に延びる磁路を必要せず、複合型変圧器１ａの小型化を図ることが可能となる。
【００６２】
また、複合型変圧器１ａによれば、第１の巻線１１の接続端子１１ａ、１１ｂと、第２の巻線１２の接続端子１２ａ、１２ｂとが、同一方向に引きだされており、複合型変圧器１ａのある前後方向における前側にまとめてられている。
よって、複合型変圧器１ａに接続される接続する配線を複合型変圧器１ａの一方側にまとめることができ、複合型変圧器１ａを用いたＤＣ／ＤＣコンバータの小型化を図ることが可能となる。
【００６３】
複合型変圧器１ａによれば、トランスコア２０が一対のトランスコア部材２１、２１の二つの部材から構成されるため、トランス用磁脚部２３に巻き回しされる巻線１０が増加したとしても、二つの部材から構成される。よって、巻線１０の増加に伴う部品点数の増加を回避できる。
【００６４】
以上、第1実施形態における複合型変圧器１ａについて説明したが、本発明の複合型変圧器１ａは、この実施形態で説明したものに限るものではない。次に、第２実施形態である巻線１０を３つ備えた三相複合型変圧器について説明する。
【００６５】
（複合型変圧器１ｂ）
第２実施形態にかかる複合型変圧器１ｂは、三つの巻線５０と、トランスコア６０と、三つのインダクタコア７０と、磁気絶縁シート８０とから構成され、トランスとインダクタとが一体に構成された三相複合型変圧器であり、第１実施形態の複合型変圧器１ａと比べて巻線５０が増加している。
ここで、第２実施形態の複合型変圧器１ｂにおいても、巻線５０は、第１実施形態の巻線１０と同様に、トランス用磁脚部６４とインダクタ用磁脚部７３とからなる磁脚部７５に巻き回しされている（図１０参照。）。
しかし、第２実施形態における複合型変圧器１ｂは、図６及び図７に示すように、巻線５０の増加に伴って、巻線５０の巻き回しされる形状が、巻き回しされる軸線方向から見て、前後方向における長さが左右方向における幅に比べて長い矩形状のコイルである点が、第１実施形態の複合型変圧器１ａと相違する。
つまり、複合型変圧器１ｂは、巻線５０の増加に伴い、巻線５０の形状、ひいては、巻線５０が巻き回される磁脚部７５の形状と、トランスコア６０とインダクタコア７０の配置位置との点を変更しており、第１実施形態の複合型変圧器１ａと相違する。
以下、複合型変圧器１ｂの構成について、第１実施形態の複合型変圧器１ａとの相違点を中心に説明する。
【００６６】
（巻線５０）
巻線５０は、三つの巻線５０を構成されており、図５に示すように、トランスコア６０の内部において、左右方向の右側から左側に向かって、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３と順に配列されている。
そして、巻線５０の巻き回し形状は、図６乃至図８に示すように、巻線５０の軸線方向から見て、前後方向における長さが左右方向における幅に比べて長い矩形状のコイルとなるように形成されている。
この矩形の筒形状のコイルである巻線５０によれば、左右方向における幅が狭い。よって、複数の巻線５０を左右方向に配列したとしても、左右方向における長さを抑えることができる。また、この巻線５０によれば、前後方向における長さが長いため、巻線５０の内部面積の縮小を回避できる。よって、巻線５０から生じる磁束の減少を回避できる。
なお、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３との巻き回し方向については、トランスコア６０の構成を説明した後に説明する。
【００６７】
（トランスコア６０）
トランスコア６０は、図９に示すように、閉磁路を構成する、三つのトランス用磁脚部６４と一対のトランス用基部６２とを備えている。
また、トランスコア６０は、図６に示すように、第１実施形態のトランスコア２０と同様に、同一形状からなる一対のトランスコア部材６１、６１を組み合わせることにより構成されている。
そして、トランスコア部材６１は、図６に示すように、板状に形成されたトランス用基部６２と、そのトランス用基部６２の平面部分に形成された三つの四角柱状のトランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００６８】
トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃは、トランス用磁脚部６４の構成するための要素であって、図６に示すように、断面視で矩形状に延出されてなり、角柱をなすように形成されている。
また、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃは、トランス用基部６２の平面部分において、左側から右側に向かって、トランス用磁脚構成部６３ａ、トランス用磁脚構成部６３ｂ、トランス用磁脚構成部６３ｃの順に配置されている。トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃは、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃのそれぞれに巻線５０が巻き回し可能な間隔を有するように形成されている。
【００６９】
トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃにおける左右方向における幅は、図８に示すように、巻線５０の左右方向における幅と略同じ長さを有するように形成されている。
また、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃにおける前後方向における長さは、図８に示すように、後記するインダクタ用磁脚構成部７１ｂ及び磁気絶縁シート８０における前後方向における長さと合わせて、巻線５０の内径における前後方向における長さと略同じになるように形成されている。
【００７０】
そして、一対のトランスコア部材６１、６１を、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃが形成された面が対向するように配置するとともに、トランス用磁脚構成部６３ａ〜６３ｃの端面同士が当接させて接合することにより、三つのトランス用磁脚部６４を備えたトランスコア６０が構成される。
なお、３つのトランス用磁脚部６４において、必要に応じて、図９に示すように、左側に位置するトランス用磁脚部６４を第１トランス用磁脚部６４ａと称し、中央に位置するトランス用磁脚部６４を第２トランス用磁脚部６４ｂと称し、右側に位置するトランス用磁脚部６４を第３トランス用磁脚部６４ｃと称して説明する。
【００７１】
ここで、３つの巻線５０は、第１の巻線５１が第１トランス用磁脚部６４ａに巻き回しされ、第２の巻線５２が第２トランス用磁脚部６４ｂに巻き回しされ、第３の巻線５３が第３トランス用磁脚部６４ｃに巻き回しされている。
また、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３との巻き回し方向は、トランスコア６０の閉磁路において、第１の巻線５１と第２の巻線５２と第３の巻線５３のそれぞれから生じる磁束の磁束方向が互いに打ち消すように巻き回しされている。
【００７２】
（インダクタコア７０）
第２実施形態の複合型変圧器１ｂは、三つのインダクタコア７０、７０、７０を備えており、この三つのインダクタコア７０、７０、７０のそれぞれは、三つの巻線５０の各々に対応している。
【００７３】
インダクタコア７０は、図１０に示すように、巻線５０が巻き回されるインダクタ用磁脚部７３と、外磁脚部７４と、一対のインダクタ用基部７１ａ、７１ａとを備えており、これらの構成によってインダクタコア７０の閉磁路が形成されている。また、インダクタコア７０は図７に示すように、一対のインダクタコア部材７１、７１から構成されている。以下、インダクタコア部材７１の構成について説明する。
【００７４】
インダクタコア部材７１は、図７に示すように、板状に形成されたインダクタ用基部７１ａと、インダクタ用基部７１ａの前後方向における前側に形成されたインダクタ用磁脚構成部７１ｂ、インダクタ用基部７１ａの前後方向における後側に形成された外磁脚構成部７１ｃとから構成されており、かつ、これらの構成が一体的に形成されている。
【００７５】
インダクタ用磁脚構成部７１ｂは、図８に示すように、断面視で矩形状に延出されてなり、角柱をなすように形成されている。
インダクタ用磁脚構成部７１ｂは、図８に示すように、左右方向における幅が、巻線５０における左右方向の幅と略同じ長さを有するように形成され、前後方向における長さが、トランス用磁脚構成部６３ａ及び磁気絶縁シート８０における前後方向における長さと合わせて、巻線５０の内径における前後方向における長さと略同じになるように形成されている。
これにより、インダクタ用磁脚部７３と磁気絶縁シート８０とトランス用磁脚部６４から構成される磁脚部７５においても、巻線５０の内径と略同じ径を有し、巻線５０を巻きまわすことが可能となる。
【００７６】
そして、二つのインダクタコア部材７１、７１を、インダクタ用磁脚構成部７１ｂを前方側に、外磁脚構成部７１ｃを後方側に位置するように配置し、インダクタ用磁脚構成部７１ｂと外磁脚構成部７１ｃとが形成された面を対向させる。
そして、前方側でインダクタ用磁脚構成部７１ｂ、７１ｂの端面同士、後方側で外磁脚構成部７１ｃ、７１ｃの端面同士を接合することにより、インダクタ用磁脚部７３と外磁脚部７４とを備えたインダクタコア７０が構成される。
【００７７】
（磁気絶縁シート８０）
磁気絶縁シート８０は、図５に示すように、トランスコア６０と３つのインダクタコア７０との間に配置される透磁率が低いシート部材である。
また、磁気絶縁シート８０は、図６に示すように、２枚の磁気シート部材８１、８１から構成されており、上下方向からトランスコア６０とインダクタコア７０との間、及び、インダクタコア７０同士の間に挿入されている。
【００７８】
つぎに、複合型変圧器１ｂの使用方法について説明する。なお、以下において、第１の巻線５１に電流が流れた場合、第１の巻線５１に巻き回しされる磁脚部７５ａに生じる磁束を磁束Ｂ３と称し、また、第１の巻線５１から生じる磁束Ｂ３であって、第１トランス用磁脚部６４ａ内に生じる磁束を磁束Ｂ３Ｔと称し、インダクタコア７０内に生じる磁束を磁束Ｂ３Ｌと称する。
第２の巻線５２に電流が流れた場合、第２の巻線５２に巻き回しされる磁脚部（図示を省略する）に生じる磁束を磁束Ｂ４と称し、また、第２の巻線５２から生じる磁束Ｂ４であって、第２トランス用磁脚部６４ｂ内に生じる磁束を磁束Ｂ４Ｔと称し、インダクタコア７０内に生じる磁束を磁束Ｂ４Ｌと称する。
第３の巻線５３に電流が流れた場合、第３の巻線５３に巻き回しされる磁脚部（図示を省略する）に生じる磁束を磁束Ｂ５と称し、また、第３の巻線５３から生じる磁束Ｂ５であって、第３トランス用磁脚部６４ｃ内に生じる磁束を磁束Ｂ５Ｔと称し、インダクタコア７０内に生じる磁束を磁束Ｂ５Ｌと称する。
【００７９】
まず、第１の巻線５１〜第３の巻線５３のそれぞれに電流が流れた場合におけるトランスコア６０内の磁束について説明する。
第１の巻線５１の接続端子５１ａから接続端子５１ｂ側に向かって電流が流れた場合、図９に示すように、第１の巻線５１に巻き回しされる第１磁脚部７５ａの第１トランス用磁脚部６４ａに生じる磁束Ｂ３Ｔが生じる。
また、第１トランス用磁脚部６４ａ内に生じる磁束Ｂ３Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部２１ａに向かう。
また、上部側のトランス用基部６２は、第２トランス用磁脚部６４ｂと第３トランス用磁脚部６４ｃとに接続している。そのため、上部側のトランス用基部６２内の磁束Ｂ３Ｔは、第２トランス用磁脚部６４ｂと第３トランス用磁脚部６４ｃと内に向かう。
そして、第２トランス用磁脚部６４ｂと第３トランス用磁脚部６４ｃ内の磁束Ｂ３Ｔは、下部側のトランス用基部６２を通過して、第１トランス用磁脚部６４ａに戻り、トランスコア６０における磁路を周回する。
【００８０】
一方で、第２の巻線５２の接続端子５２ａから接続端子５２ｂ側に向かって電流が流れた場合、図９に示すように、第２の巻線５２に巻き回しされる第２トランス用磁脚部６４ｂに生じる磁束Ｂ４Ｔが生じる。
ここで、第１トランス用磁脚部６４ｂ内に生じる磁束Ｂ４Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部６２に向かう。
上部側のトランス用基部６２は、第１トランス用磁脚部６４ａと第３トランス用磁脚部６４ｃとに接続している。そのため、上部側のトランス用基部６２内の磁束Ｂ４Ｔは、第１トランス用磁脚部６４ａと第３トランス用磁脚部６４ｃと内に向かう。
そして、第１トランス用磁脚部６４ａと第３トランス用磁脚部６４ｃ内の磁束Ｂ４Ｔは、下部側のトランス用基部６２を通過して、第２トランス用磁脚部６４ｂに戻り、トランスコア６０における磁路を周回する。
【００８１】
他方で、第３の巻線５３の接続端子５３ａから接続端子５３ｂ側に向かって電流が流れた場合、図９に示すように、第３の巻線５３に巻き回しされる第３トランス用磁脚部６４ｃに生じる磁束Ｂ５Ｔが生じる。
ここで、第１トランス用磁脚部６４ｂ内に生じる磁束Ｂ４Ｔは、磁束方向が上方方向であり、上部側のトランス用基部６２に向かう。
上部側のトランス用基部６２は、第１トランス用磁脚部６４ａと第２トランス用磁脚部６４ｂとに接続している。そのため、上部側のトランス用基部６２内の磁束Ｂ５Ｔは、第１トランス用磁脚部６４ａと第２トランス用磁脚部６４ｂと内に向かう。
そして、第１トランス用磁脚部６４ａと第２トランス用磁脚部６４ｂ内の磁束Ｂ５Ｔは、下部側のトランス用基部６２を通過して、第３トランス用磁脚部６４ｃに戻り、トランスコア６０における磁路を周回する。
【００８２】
以上説明したように、三つの巻線５０において、いずれかに一つに電流を流した場合には、他の二つの巻線５０が電磁誘導されて、よって、他の二つの巻線５０が昇圧されて、正極と接続する他の二つの巻線には、正極と接続する接続端子５１ａ、５２ａ、５３ａから、負極と接続する接続端子５１ａ、５２ａ、５３ａに向かって電流が流れ、トランスとして機能することが可能となる。
【００８３】
次に、第１の巻線５１〜第３の巻線５３に電流が流れた場合のインダクタコア６０について第１の巻線５１を例にとって説明する。
第１の巻線５１に電流が流れた場合、インダクタ用磁脚部７３に生じる磁界Ｂ３Ｌは、磁束方向が上方方向であり、インダクタ用基部７１ａに向かう。また、インダクタ用基部７１ａを通過し、外磁脚部７４に生じる磁束Ｂ３Ｌの磁束方向は、下方方向であり、インダクタ用基部７１を通過して、インダクタ用磁脚部７３に戻り、インダクタコア７０を周回することとなる。
そして、第１の巻線５１に電流が流れている限り、磁気エネルギーとして、インダクタコア７０に蓄積することとなり、インダクタとして機能することとなる。
【００８４】
以上、第２実施形態における複合型変圧器１ｂについて説明したが、複合型変圧器１ｂによれば、図９に示すように、トランスコア６０内に発生する、第１の巻線５１から生じる磁束Ｂ３Ｔの向きと、第２の巻線５２から生じる磁束Ｂ４Ｔの向きと、第３の巻線５３から生じる磁束Ｂ５Ｔの向きが対向する。よって、トランスコア６０内の残留磁束を低減されることができ、トランスコア６０における磁気飽和を防止させることが可能となり、特に、残留磁束（特に直流磁束）を低減することができる。
【００８５】
また、複合型変圧器１ｂによれば、三つの巻線５０のそれぞれに対応するように、トランス用磁脚部６４が設けられているため、トランス用磁脚部６４で磁束が飽和することを防止できる。
よって、巻線５０から生じた磁束がトランスコアの飽和磁束密度を超えてしまい、磁気エネルギーが損失するということを回避できる。
【００８６】
さらに、複合型変圧器１ｂによれば、トランスコア６０の閉磁路の構成において、巻線の軸方向の磁路は、巻線が巻き回されるトランス用磁脚部である。よって、トランスコアにおいて、巻線５０が巻きまわされるトランス用磁脚部６４以外に、巻線の軸方向に延びる磁路を必要せず、複合型変圧器１ｂの小型化を図ることが可能となる。
【００８７】
また、複合型変圧器１ｂによれば、第１の巻線５１の接続端子５１ａ、５１ｂと、第２の巻線５２の接続端子５２ａ、５２ｂと、第３の巻線５３の接続端子５３ａ、５３ｂとが、同一方向に引きだされており、複合型変圧器のある前後方向における前側にまとめてられている。
よって、複合型変圧器１ｂに接続される接続する配線を複合型変圧器の一方側にまとめることができ、複合型変圧器を用いたＤＣ／ＤＣコンバータの縮小化を図ることが可能となる。
【００８８】
（実施例１）
次に、複合型変圧器を実施した例について説明する。
本実施例においては、実施形態における複合型変圧器をＤＣ／ＤＣコンバータに設けるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータにおけるスイッチング素子をＯＮ、ＯＦＦさせて、印加電圧の昇圧を行った。
また、本実施例の実験においては、実施例の複合型変圧器が備える巻線の巻き数を変更させて、その巻数の場合における複合型変圧器の体積を測定した。
併せて、実施例の複合型変圧器の巻数を変更した複合型変圧器毎に、所定電圧を印加するとともに所定電流量を流した場合における磁気部品における損失である銅損と鉄損（Ｗ）を計算した。なお、印加電圧等の計算条件は、下記の（表１）に示す通りである。
【００８９】
【表１】
【００９０】
また、実施例の複合型変圧器において、トランスコアの原材料としてフェライトを使用し、インダクタコアの原材料としてダストパーマロイを使用した。
なお、実施例の複合型変圧器の測定結果の比較対象として、比較例１〜比較例３を用意した。比較例１は、図１１（ａ）に示す従来型のインダクタ（コアの原材料は、ダストパーマロイ）を用意し、比較例２は、図１１（ｂ）に示すルーズカップルドインダクタ（コアの原材料はフェライト）を用意し、比較例３は、図１１（ｃ）に示すＬ型チョッパ（コアの原材料は、ダストパーマロイ）と磁気相殺型トランス（コアの原材料はフェライト）との組み合わせた場合である。
【００９１】
なお、実施例１と比較例１〜３における巻線は共通ものを使用した。以下、計算結果を図１２に示す。なお、図１２におけるグラフにおいて、縦軸は体積を示し、下から上に向かうほど体積が大きくなることを示し、横軸は磁気部品の銅損と鉄損を示し、左側から右側に向かうほど損失が大きいことを示す。よって、図１２におけるグラフにおいて、左下に位置するプロットほど、小型であり、かつ、損失が小さいことを示すものである。
【００９２】
また、全体的に、比較例１〜３に比べて、実施例１のほうが、図１２のグラフの左下の方に位置しており、小型化と磁気エネルギー損失の低減を図れるという結果となった。
【００９３】
（実施例２）
次に、第２実施形態の複合型変圧器における実施した例について説明する。
実施例２においては、第１実施例と同様に、巻線の巻き数を変更させて、その巻数の場合における複合型変圧器の体積（ｃｃ）を測定した。
また、併せて、実施例の複合型変圧器の巻数を変更した複合型変圧器毎に、所定電圧を印加するとともに所定電流量を流した場合における磁気部品における損失である銅損と鉄損（Ｗ）を計算した。なお、印加電圧等の計算条件は、下記の（表２）に示す通りである。
【００９４】
【表２】
【００９５】
また、本実施例の複合型変圧器において、トランスコアの原材料としてフェライトを使用し、インダクタコアの原材料として、ダストパーマロイを使用した。
比較例は、実施例１で用いた比較例１比較例３と、その他に比較例４を用意した。
なお、比較例４は、インダクタ（コアの原材料は、ダストパーマロイ）と三相磁気相殺型トランス（コアの原材料はフェライト）を用意した。実施例２と比較例１、３、４における巻線は共通ものを使用した。以下、測定結果を図１３に示す。
【００９６】
なお、図１３におけるグラフにおいて、実施例１と同様に、縦軸は体積を示し、下から上に向かうほど体積が大きくなることを示し、横軸は磁気部品の銅損と鉄損を示し、左側から右側に向かうほど損失が大きいことを示す。よって、図１３におけるグラフにおいて、左下に位置するプロットほど、小型化であり、かつ、損失が小さいことを表しており、優秀な変圧器であることを示すものである。
【００９７】
全体的に、実施例２における複合型変圧器は、比較例１〜３に比べて、巻戦がいずれの巻数であっても、比較例１、３、４に比べ、図１３のグラフの左下の方に位置しており、小型化と磁気エネルギー損失の低減を図ることができるという結果を示した。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ 複合型変圧器
１０（１１、１２） 巻線（第１の巻線、第２の巻線）
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ 接続端子
２０ トランスコア
２１、２１ トランスコア部材
２１ａ トランス用基部
２１ｂ、２１ｂ トランス用磁脚構成部
２３ トランス用磁脚部
３０（３１、３２） インダクタコア（左部インダクタコア、右部インダクタコア）
３４、３４ インダクタコア部材
３４ａ インダクタ用基部
３４ｂ インダクタ用磁脚構成部
３４ｃ 外磁脚構成部
３７ インダクタ用磁脚部
３８ 外磁脚部
３９（３９ａ、３９ｂ） 磁脚部（第１磁脚部、第２磁脚部）
４０ 磁気絶縁シート
４１ 磁気絶縁シート部
５０（５１〜５３） 巻線（第１の巻線〜第３の巻線）
５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ、５３ｂ 接続端子
６０ トランスコア
６１、６１ トランスコア部材
６２ トランス用基部
６３ａ〜６３ｃ トランス用磁脚構成部
６４ トランス用磁脚部
６４ａ〜６４ｃ 第１トランス用磁脚部〜第３トランス用磁脚部
７０ インダクタコア
７１、７１ インダクタコア部材
７１ａ インダクタ用基部
７１ｂ インダクタ用磁脚構成部
７１ｃ 外磁脚構成部
７３ インダクタ用磁脚部
７４ 外磁脚部
７５ 磁脚部
７５ａ 第１磁脚部
８０ 磁気絶縁シート
８１ 磁気絶縁シート部
Ｂ１〜Ｂ５（Ｂ１Ｔ〜Ｂ５Ｔ，Ｂ１Ｌ〜Ｂ５Ｌ） 磁束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻線と、
前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なトランス用磁脚部を複数有するトランスコアと、
前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なインダクタ用磁脚部を有するとともに、前記インダクタ用磁脚部が前記トランス用磁脚部に対して、前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置される複数のインダクタコアとを備え、
前記複数の巻線が、前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部とから構成される磁脚部に巻き回しされ、通電により前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部に磁束を生じ、単一のトランスと複数のインダクタとが構成される複合型変圧器であり、
前記トランスコアは、
前記巻線の軸線に直交する方向に配列される前記複数のトランス用磁脚部と、
前記複数のトランス用磁脚部が配列する配列方向に延び、トランス用磁脚部の両端側に対向するように位置して、前記複数のトランス用磁脚部の両端同士を接続する一対のトランス用基部と、を備えることにより、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の閉磁路が構成され、
前記インダクタコアは、
前記インダクタ用磁脚部と、
前記インダクタ用磁脚部と平行に前記巻線の軸線方向に延び、前記インダクタ用磁脚部に巻き回しされる巻線の外周面側に配置される外磁脚部と、
前記インダクタ用磁脚部と前記外磁脚部との両端同士を接続する一対のインダクタ用基部と、を備えることにより、前記インダクタ用磁脚部に生じる磁束の閉磁路が構成され、
前記複数の磁脚部に巻き回しされる複数の巻線は、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする複合型変圧器。
【請求項２】
前記巻線は、外部電気回路に接続する両極の接続端子が同一方向に引き出すように形成されており、
前記複数の巻線のそれぞれは、前記両極の接続端子が同一方向を向くように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の複合型変圧器。
【請求項３】
前記トランスコアと前記インダクタコアとの間に介在する磁気絶縁シートをさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合型変圧器。
【請求項４】
前記トランスコアは、
前記一対のトランス用基部において上部側に位置する上部トランス用基部と、
前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に直交する方向で切った場合の上部側に位置し、前記上部トランス用基部に接続する上部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる上部トランスコア部と、
前記一対のトランス用基部において下部側に位置する下部トランス用基部と、
前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に直交する方向で切った場合の下部側に位置し、前記下部トランス用基部に接続する下部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる下部トランスコア部と、から構成されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合型変圧器。
【請求項５】
前記複数の巻線は、同心円状に巻き回してなる円筒形状の第１の巻線と第２の巻線とから構成され、
前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアとから構成され、
前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、前記第１の巻線が巻き回しされる半円柱状の第１トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる半円柱状の第２トランス用磁脚部と、から構成され、
前記第１インダクタコアと前記第２インダクタコアとにおける前記インダクタ用磁脚部は、半円柱状に形成されており、
前記第１の巻線は、
前記トランスコアの第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第１磁脚部に巻き回しされ、
前記第２の巻線は、
前記トランスコアの第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第２磁脚部に巻き回しされており、
前記第１磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と前記第２磁脚部に巻き回しされる第２の巻線とは、前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の複合型変圧器。
【請求項６】
前記複数の巻線は、軸線方向から見て矩形状に巻き回してなる第１の巻線と第２の巻線と第３の巻線とから構成され、
前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアと、前記第３の巻線が巻き回しされる第３インダクタコアとから構成され、
前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、
前記第１の巻線が巻き回しされる矩形状の第１トランス用磁脚部と、
前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第２トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、
前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、
前記第３の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第３トランス用磁脚部と、から構成され、
前記第１の巻線は、
前記トランスコアにおける前記第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第１の磁脚部に巻き回しされ、
前記第２の巻線は、
前記トランスコアにおける第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第２の磁脚部に巻き回しされており、
前記第３の巻線は、
前記トランスコアにおける第３トランス用磁脚部に対して、前記第３インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第３トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第３の磁脚部に巻き回しされており、
前記第１の磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と、前記第２の磁脚部に巻き回しされる前記第２の巻線と、前記第３の磁脚部に巻き回しされる前記第３の巻線とは、
前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第３トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路においてそれぞれ互いに打ち消す方向となるように巻き回しされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の複合型変圧器。
【請求項１】
複数の巻線と、
前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なトランス用磁脚部を複数有するトランスコアと、
前記巻線の軸線方向に延び、前記巻線が巻き回し可能なインダクタ用磁脚部を有するとともに、前記インダクタ用磁脚部が前記トランス用磁脚部に対して、前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置される複数のインダクタコアとを備え、
前記複数の巻線が、前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部とから構成される磁脚部に巻き回しされ、通電により前記トランス用磁脚部と前記インダクタ用磁脚部に磁束を生じ、単一のトランスと複数のインダクタとが構成される複合型変圧器であり、
前記トランスコアは、
前記巻線の軸線に直交する方向に配列される前記複数のトランス用磁脚部と、
前記複数のトランス用磁脚部が配列する配列方向に延び、トランス用磁脚部の両端側に対向するように位置して、前記複数のトランス用磁脚部の両端同士を接続する一対のトランス用基部と、を備えることにより、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の閉磁路が構成され、
前記インダクタコアは、
前記インダクタ用磁脚部と、
前記インダクタ用磁脚部と平行に前記巻線の軸線方向に延び、前記インダクタ用磁脚部に巻き回しされる巻線の外周面側に配置される外磁脚部と、
前記インダクタ用磁脚部と前記外磁脚部との両端同士を接続する一対のインダクタ用基部と、を備えることにより、前記インダクタ用磁脚部に生じる磁束の閉磁路が構成され、
前記複数の磁脚部に巻き回しされる複数の巻線は、前記複数のトランス用磁脚部に生じるそれぞれの磁束の磁束方向がいずれの組み合わせをとっても、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする複合型変圧器。
【請求項２】
前記巻線は、外部電気回路に接続する両極の接続端子が同一方向に引き出すように形成されており、
前記複数の巻線のそれぞれは、前記両極の接続端子が同一方向を向くように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の複合型変圧器。
【請求項３】
前記トランスコアと前記インダクタコアとの間に介在する磁気絶縁シートをさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合型変圧器。
【請求項４】
前記トランスコアは、
前記一対のトランス用基部において上部側に位置する上部トランス用基部と、
前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に直交する方向で切った場合の上部側に位置し、前記上部トランス用基部に接続する上部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる上部トランスコア部と、
前記一対のトランス用基部において下部側に位置する下部トランス用基部と、
前記複数のトランス用磁脚部を軸線方向に直交する方向で切った場合の下部側に位置し、前記下部トランス用基部に接続する下部トランス用磁脚部と、が一体的に形成されてなる下部トランスコア部と、から構成されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合型変圧器。
【請求項５】
前記複数の巻線は、同心円状に巻き回してなる円筒形状の第１の巻線と第２の巻線とから構成され、
前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアとから構成され、
前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、前記第１の巻線が巻き回しされる半円柱状の第１トランス用磁脚部と、前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる半円柱状の第２トランス用磁脚部と、から構成され、
前記第１インダクタコアと前記第２インダクタコアとにおける前記インダクタ用磁脚部は、半円柱状に形成されており、
前記第１の巻線は、
前記トランスコアの第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第１磁脚部に巻き回しされ、
前記第２の巻線は、
前記トランスコアの第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置され、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される円柱状の第２磁脚部に巻き回しされており、
前記第１磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と前記第２磁脚部に巻き回しされる第２の巻線とは、前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路において互いに打ち消すように巻き回しされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の複合型変圧器。
【請求項６】
前記複数の巻線は、軸線方向から見て矩形状に巻き回してなる第１の巻線と第２の巻線と第３の巻線とから構成され、
前記複数のインダクタコアは、前記第１の巻線が巻き回しされる第１インダクタコアと、前記第２の巻線が巻き回しされる第２インダクタコアと、前記第３の巻線が巻き回しされる第３インダクタコアとから構成され、
前記トランスコアにおける前記複数のトランス用磁脚部は、
前記第１の巻線が巻き回しされる矩形状の第１トランス用磁脚部と、
前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第２トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、
前記第２の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第２トランス用磁脚部と、
前記第３の巻線が巻き回しされ、前記第１トランス用磁脚部と平行に延びる矩形状の第３トランス用磁脚部と、から構成され、
前記第１の巻線は、
前記トランスコアにおける前記第１トランス用磁脚部に対して、前記第１インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第１トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第１の磁脚部に巻き回しされ、
前記第２の巻線は、
前記トランスコアにおける第２トランス用磁脚部に対して、前記第２インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第２トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第２の磁脚部に巻き回しされており、
前記第３の巻線は、
前記トランスコアにおける第３トランス用磁脚部に対して、前記第３インダクタコアが前記巻線の軸線に直交する方向に隣り合うように配置されて、前記インダクタ用磁脚部と前記第３トランス用磁脚部とから構成される角柱状の第３の磁脚部に巻き回しされており、
前記第１の磁脚部に巻き回しされる第１の巻線と、前記第２の磁脚部に巻き回しされる前記第２の巻線と、前記第３の磁脚部に巻き回しされる前記第３の巻線とは、
前記第１トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第２トランス用磁脚部に生じる磁束と、前記第３トランス用磁脚部に生じる磁束とが、前記トランスコアにおける閉磁路においてそれぞれ互いに打ち消す方向となるように巻き回しされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の複合型変圧器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−５４４８４（Ｐ２０１２−５４４８４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７４１５（Ｐ２０１０−１９７４１５）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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