特許 6443635 トランス及びトランスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6443635

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】トランス及びトランスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 30/10 20060101AFI20181217BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20181217BHJP

   H01F 27/22 20060101ALI20181217BHJP

【ＦＩ】

   H01F30/10 S

   H01F30/10 E

   H01F27/28 179

   H01F27/22

   H01F30/10 J

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-25075(P2016-25075)

(22)【出願日】2016年2月12日

(65)【公開番号】特開2017-143223(P2017-143223A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2017年8月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100091524

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 充夫

(72)【発明者】

【氏名】前出 正人

(72)【発明者】

【氏名】加藤 桂史

(72)【発明者】

【氏名】小島 俊之

(72)【発明者】

【氏名】五閑 学

【審査官】 森 透

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１０１９７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０９３４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５３２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１３０１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３２５５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

Ｈ０１Ｆ ２７／２２

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ２７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側ボビンに巻回された内側巻線と、前記内側巻線を周回して覆った外側ボビンと、前記外側ボビンに巻回された外側巻線と、前記外側巻線を周回して覆ったカバーとで形成されるコイルユニットと、
前記コイルユニットの前記内側ボビン及び前記外側ボビンの上下から磁性コアを挿入し、前記内側巻線及び前記外側巻線の巻き方向と垂直方向に磁路を形成した磁性コアユニットと、
少なくとも前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記外側巻線と前記カバーの間の空隙とのそれぞれに、放熱樹脂が充填されて放熱樹脂部を形成し、
前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記内側巻線と前記外側ボビンの間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記外側ボビンと前記外側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記外側巻線と前記カバーの間の空隙とのそれぞれを、放熱樹脂が未充填である空間部とするトランス。

【請求項2】

前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記内側巻線と前記外側ボビンの間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記外側ボビンと前記外側巻線の間の空隙とに、それぞれ、放熱樹脂が充填された放熱樹脂部が形成されている請求項１に記載のトランス。

【請求項3】

内側ボビンの巻回部に放熱樹脂を塗布した後、前記内側ボビンに内側巻線を巻回する工程と、
外側ボビンに外側巻線を巻回する工程と、
前記内側ボビンに前記外側ボビンを嵌め込む工程とを備え、
前記３つの工程の後、磁性コアの磁路が形成されている領域の外側となる前記外側巻線の外側又はカバーの内側の少なくとも一方に放熱樹脂を塗布し、
前記内側ボビンに嵌め込まれた前記外側ボビンに前記カバーを嵌めてコイルユニットを形成し、
前記コイルユニットの前記内側ボビン及び前記外側ボビンの上下から前記磁性コアを挿入し、前記内側巻線及び前記外側巻線の巻き方向と垂直方向に磁路を形成して、
少なくとも前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記外側巻線と前記カバーの間の空隙とのそれぞれに、塗布された放熱樹脂で放熱樹脂部が形成されたトランスの製造方法。

【請求項4】

前記内側ボビンに前記外側ボビンを嵌め込む工程の前に、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側となる前記内側巻線の外側又は外側ボビンの内側の少なくとも一方に放熱樹脂を塗布する工程と、
前記外側ボビンに前記外側巻線を巻回する工程の前に、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側となる前記外側ボビンの巻回部に放熱樹脂を塗布した後、前記外側巻線を巻回する工程を有する請求項３に記載のトランスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放熱性能を確保したトランス及びトランスの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

トランスは、直流電圧の変換回路である絶縁型ＤＣ‐ＤＣコンバータの主要部品として使用され、１次巻線と２次巻線との巻数比に従って、１次巻線側に入力された電圧を、２次巻線側で別値の電圧に変換する機能を有する。

【0003】

図５に、特許文献１に記載された従来のトランスを示す。図５において、従来のトランス１０は、一対の磁性コア１４と、内側ボビン１１と、外側ボビン１２と、カバー１３と、ケース１７と、放熱樹脂１８とを有する。内側ボビン１１に内側巻線１５を巻回し、外側ボビン１２に外側巻線１６を巻回することによって製造され、図５に示すように、トランス１０の上方部分が露出するように、ケース１７の内部に収容される。ケース１７の内部には、放熱樹脂１８が充填してある。上下一対の磁性コア１４は、組み立てられて、巻線１５，１６により発生する磁束を通過させる磁路を形成する。磁性コア１４は、対称な形状を有しており、内側ボビン１１及び外側ボビン１２を上下方向から挟むようにして互いに連結される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−９３４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、トランス１０をケース１７に入れて放熱樹脂１８で充填することにより、放熱樹脂１８を介して巻線１５，１６の発熱を下方のヒートシンク（図５には図示されていない）に放熱し、放熱性能を確保しているため、多量の放熱樹脂が必要となり、トランス１０が重く、価格が高くなる。

【0006】

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、底面から一定の高さまでを放熱樹脂で埋めることなく放熱性能を確保した軽量かつ低価格のトランス及びトランスの製造方法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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるトランスは、
内側ボビンに巻回された内側巻線と、前記内側巻線を周回して覆った外側ボビンと、前記外側ボビンに巻回された外側巻線と、前記外側巻線を周回して覆ったカバーとで形成されるコイルユニットと、
前記コイルユニットの前記内側ボビン及び前記外側ボビンの上下から磁性コアを挿入し、前記内側巻線及び前記外側巻線の巻き方向と垂直方向に磁路を形成した磁性コアユニットと、
少なくとも前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記外側巻線と前記カバーの間の空隙とのそれぞれに、放熱樹脂が充填されて放熱樹脂部を形成し、
前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記内側巻線と前記外側ボビンの間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記外側ボビンと前記外側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記外側巻線と前記カバーの間の空隙とのそれぞれに、放熱樹脂が未充填である空間部とする。

【0008】

また、本発明の別の態様にかかるトランスの製造方法は、内側ボビンの巻回部に放熱樹脂を塗布した後、前記内側ボビンに内側巻線を巻回する工程と、
外側ボビンに外側巻線を巻回する工程と、
前記内側ボビンに前記外側ボビンを嵌め込む工程とを備え、
前記３つの工程の後、磁性コアの磁路が形成されている領域の外側となる前記外側巻線の外側又はカバーの内側の少なくとも一方に放熱樹脂を塗布し、
前記内側ボビンに嵌め込まれた前記外側ボビンに前記カバーを嵌めてコイルユニットを形成し、
前記コイルユニットの前記内側ボビン及び前記外側ボビンの上下から前記磁性コアを挿入し、前記内側巻線及び前記外側巻線の巻き方向と垂直方向に磁路を形成して、
少なくとも前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の内側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記内側ボビンと前記内側巻線の間の空隙と、前記磁性コアの前記磁路が形成されている領域の外側の前記外側巻線と前記カバーの間の空隙とのそれぞれに、塗布された放熱樹脂で放熱樹脂部が形成されている。

【0009】

本トランス及びトランスの製造方法によって、底面から一定の高さまでを放熱樹脂で埋めることなく、放熱性能を確保した軽量かつ低価格のトランスを実現できる。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本発明の前記態様にかかるトランス及びトランスの製造方法によれば、底面から一定の高さ（例えば、巻線部より高い高さ）まで放熱樹脂で埋める必要がないため、放熱性能を確保した軽量かつ低価格のトランスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施の形態におけるトランスの斜視図

【図2】図１に示すトランスの分解斜視図

【図3A】本発明の第１実施形態における図１に示すトランスの３Ａ−３Ａ線に沿う断面における切断部端面図

【図3B】本発明の第１実施形態における図１に示すトランスの３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面における切断部端面図

【図3C】本発明の第１実施形態における図１に示すトランスの３Ｃ−３Ｃ線に沿う断面図

【図4A】本発明の第２実施形態における図１に示すトランスの４Ａ−４Ａ線に沿う断面における切断部端面図

【図4B】本発明の第２実施形態における図１に示すトランスの４Ｂ−４Ｂに沿う断面における切断部端面図

【図4C】本発明の第２実施形態における図１に示すトランスの４Ｃ−４Ｃ線に沿う断面図

【図5】特許文献１に記載された従来のトランスを示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0013】

図１に示すように、本発明の第１実施形態にかかるトランス１００は、内側ボビン１０１と、外側ボビン１０２と、一対のカバー１０３と、上下左右一対ずつの合計４個の磁性コア１０４とを有する。

【0014】

さらに、図２に示すように、内側ボビン１０１は、内側ボビン巻回部１０１ａと、上側と下側の内側ボビン鍔部１０１ｂと、内側ボビン中空筒部１０１ｃとを備え、各部は射出成形などにより一体成形して製造される。内側ボビン巻回部１０１ａは内側ボビン中空筒部１０１ｃの外周に配置されている。上側と下側の内側ボビン鍔部１０１ｂは、内側ボビン中空筒部１０１ｃの上端と下端とにそれぞれ配置されて、径方向外向きにそれぞれ突出している。下側の内側ボビン鍔部１０１ｂの下面には、ヒートシンク１０８と接触可能な下端接触部１０１ｅを長手方向の両端部に配置している。内側ボビン中空筒部１０１ｃの内側には貫通穴１０１ｐが形成されている。

【0015】

外側ボビン１０２は、外側ボビン巻回部１０２ａと、上側と下側の外側ボビン鍔部１０２ｂと、外側ボビン中空筒部１０２ｃとを備え、各部は射出成形などにより一体成形して製造される。外側ボビン巻回部１０２ａは外側ボビン中空筒部１０２ｃの外周に配置されている。上側と下側の外側ボビン鍔部１０２ｂは、外側ボビン中空筒部１０２ｃの上端と下端とにそれぞれ配置されて、径方向外向きにそれぞれ突出している。外側ボビン中空筒部１０２ｃの内側には貫通穴１０２ｐが形成されている。

【0016】

外側ボビン中空筒部１０２ｃの内側の貫通穴１０２ｐ内に内側ボビン１０１を挿入することにより内側ボビン１０１の径方向外側に外側ボビン１０２が配置され、外側ボビン１０２の径方向外側に一対のカバー１０３が配置される。なお、各カバー１０３の下面には、ヒートシンク１０８と接触可能な下端接触部１０３ｅを端部に配置している。

【0017】

このように、内側ボビン１０１に巻回された内側巻線１０５と、内側巻線１０５を周回して覆った外側ボビン１０２と、外側ボビン１０２に巻回された外側巻線１０６と、外側巻線１０６を周回して覆ったカバー１０３とでコイルユニット１２０が形成されている。

【0018】

図３Ａは、図１のトランス１００の３Ａ−３Ａ線に沿う断面における切断部端面図を示している。外側巻線１０６を巻回した外側ボビン１０２の外側ボビン巻回部１０２ａの外周には、トランス１００の長手方向の両側から一対のカバー１０３が装着される。内側ボビン１０１と外側ボビン１０２とカバー１０３とは、それぞれ、絶縁性のある合成樹脂で構成され、磁性コア１０４と内側巻線１０５と外側巻線１０６とを絶縁分離する。また、内側ボビン巻回部１０１ａの外周には、内側巻線１０５が巻回されるとともに、外側ボビン巻回部１０２ａの外周には、外側巻線１０６が巻回されたのち、内側ボビン１０１の上方から、外側ボビン１０２を嵌め込めるようになっている。

【0019】

また、内側ボビン中空筒部１０１ｃの貫通穴１０１ｐと外側ボビン中空筒部１０２ｃの貫通穴１０２ｐとには、磁性コア１０４の脚１０４ａが、上下方向からそれぞれ入り込み、中央部において脚１０４ａが突き合わされるようになっている。上下左右一対ずつの磁性コア１０４は、内側巻線１０５及び外側巻線１０６により発生する磁束を通過させる磁路を形成する。このように、コイルユニット１２０の内側ボビン１０１及び外側ボビン１０２の上下から磁性コア１０４を挿入し、内側巻線１０５及び外側巻線１０６の巻き方向と垂直方向に磁路を形成して、磁性コアユニット１２１を構成している。

【0020】

内側巻線１０５を巻回した内側ボビン１０１の上方から、外側巻線１０６を巻回した外側ボビン１０２を嵌め込むことで、内側巻線１０５と外側巻線１０６とを結合しているが、内側巻線１０５と外側巻線１０６とが結合できればよく、内側ボビン１０１と外側ボビン１０２との嵌め込み方法は、この限りではない。また、外側巻線１０６を巻回した外側ボビン１０２の両側から一対のカバー１０３を装着することで、外側巻線１０６と磁性コア１０４とを絶縁分離しているが、外側巻線１０６と磁性コア１０４とを絶縁分離できればよく、カバー１０３の嵌め込み方法はこの限りではない。

【0021】

また、内側巻線１０５と外側巻線１０６とは、それぞれ、単線で構成されていてもよく、又は、撚り線で構成されていてもよいとともに、さらに、絶縁被覆導線で構成されることが望ましい。外側巻線１０６は、内側巻線１０５と同じ外径であってもよいが、異なっていてもよい。

【0022】

また、磁性コア１０４は、Ｅ型コアを分割した形状になっているが、巻線に対して、閉磁路を形成できるものであればよく、Ｕ型、Ｉ型、又は、ＰＱ型など任意の形状の磁性コアでもよい。材質は、フェライトの他、金属などの軟磁性材料でもよい。

【0023】

図３Ａと、図３Ｂと、図３Ｃとを用いて本発明の第１実施形態におけるトランス１００について以下に説明する。図３Ａは図１の３Ａ−３Ａ線の断面における切断部端面図、図３Ｂは図１の３Ｂ−３Ｂ線の断面における切断部端面図、図３Ｃは図１の３Ｃ−３Ｃ線の断面図である。図３Ａに示すように、本発明の第１実施形態におけるトランス１００は、下方に、板状のヒートシンク１０８を装備し、トランス１００の発熱をヒートシンク１０８に放熱する。

【0024】

図３Ｃに示すように、本発明の第１実施形態におけるトランス１００は、磁性コア１０４の磁路が形成されている領域の内側（磁路内）の内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８１と、磁性コア１０４の磁路が形成されている領域の外側（磁路外）の内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８２と、磁性コア１０４の磁路が形成されている領域の外側（磁路外）の外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８とにそれぞれ放熱樹脂を充填して、放熱樹脂部１０７をそれぞれ形成する。一方、磁性コア１０４の磁路が形成されている領域の内側（磁路内）の内側巻線１０５−外側ボビン１０２間の空隙１８３と、磁性コア１０４の磁路が形成されている領域の内側（磁路内）の外側ボビン１０２−外側巻線１０６間の空隙１８５と、磁性コア１０４の磁路が形成されている領域の内側（磁路内）の外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８７とには、放熱樹脂を充填しないことで空間のままとした空間部１０９を形成している。空隙１８１と空隙１８２と空隙１８８との放熱樹脂部１０７では熱伝導が行われる一方、空隙１８３と空隙１８５と空隙１８７との空間部１０９では熱伝導は行わない。このため、詳しくは後述するが、トランス１００の内側巻線１０５外側巻線１０６の発熱を、内側ボビン１０１と外側ボビン１０２と放熱樹脂部１０７とを介して、ヒートシンク１０８へ放熱し、動作時におけるトランス各部の温度を規定値以下とすることを可能にしている。図３Ｃの磁路形成領域１８０では、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８１が放熱樹脂で充填された放熱樹脂部１０７が形成されていることを示している。図３Ｃの磁路形成領域１８０以外では、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８２及び外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８が放熱樹脂で充填されて放熱樹脂部１０７が形成されていることを示している。

【0025】

内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８１及び外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８は、内側巻線１０５及び外側巻線１０６の発熱の放熱の主経路（放熱経路は後述）であるため、それぞれ、ほぼ全てもしくは９０％以上の部分が放熱樹脂で充填されて放熱樹脂部１０７を形成していることが望ましい。

【0026】

放熱樹脂部１０７の放熱樹脂は、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、又は、エポキシ系樹脂などを使用し、熱伝導率が可能な限り高いほうが望ましく、少なくとも従来の底面から一定の高さ（例えば、巻線部より高い高さ）まで埋めていた従来のトランスの放熱樹脂の熱伝導率よりも、高いほうが望ましい。例えば、熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに、巻線１０５，１０６の発熱量が大きい（例えば、巻線１０５，１０６の発熱量が５Ｗ以上の）トランスに対しては、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。

【0027】

また、図３Ｂに示すように、内側ボビン１０１は、ヒートシンク１０８との接触部１０１ｅを持っている。また、カバー１０３は、ヒートシンク１０８との接触部１０３ｅを持っている。このことから、内側ボビン１０１及びカバー１０３は、ヒートシンク１０８との接触部１０１ｅ，１０３ｅをそれぞれ持っていて、内側巻線１０５及び外側巻線１０６の発熱の放熱の主経路（放熱経路は後述）となる。このため、内側ボビン１０１及びカバー１０３の材料は、放熱樹脂の熱伝導率以上の熱伝導率を有することが望ましい。例えば、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに、巻線１０５，１０６の発熱量が大きいトランスに対しては、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料を内側ボビン１０１及びカバー１０３として使用することが望ましい。

【0028】

次に、本発明の第１実施形態におけるトランス１００の放熱経路を説明する。

【0029】

まず、内側巻線１０５の放熱経路１５１を説明するが、基本的に、内側巻線１０５は、外側ボビン側に放熱するのではなく、内側ボビン１０１を介して放熱するようにしている。図３Ａ及び図３Ｂに内側巻線１０５の放熱経路１５１で示すように、磁性コア１０４の磁路内外で、内側巻線１０５の発熱は、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８１に放熱樹脂が充填されて形成された放熱樹脂部１０７と、内側ボビン巻回部１０１ａと、下側の内側ボビン鍔部１０１ｂと、内側巻線１０５とを伝導する。伝導した熱は、図３Ｂで示すように、トランス１００の長手方向の両側の磁性コア１０４の磁路外で、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８２に放熱樹脂が充填された放熱樹脂部１０７と内側ボビン１０１のヒートシンク１０８との下端接触部１０１ｅとを介して、ヒートシンク１０８へ伝導する。したがって、動作時における内側巻線１０５の温度を規定値以下にすることができる。

【0030】

次に、外側巻線１０６の発熱の放熱経路を説明するが、基本的には、外側巻線１０６は、内側ボビン側に放熱するのではなく、カバー１０３を介して放熱するようにしている。図３Ｂ及び図３Ｃに外側巻線１０６の放熱経路１５２で示すように、磁性コア１０４の磁路内では、外側巻線１０６の発熱は、外側巻線１０６を伝導する。次に、図３Ｂに示すように、トランス１００の長手方向の両側の磁性コア１０４の磁路外で、外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８に充填された放熱樹脂部１０７とカバー１０３のヒートシンク１０８との下端接触部１０３ｅとを介して、ヒートシンク１０８へ伝導する。したがって、動作時における外側巻線１０６の温度を規定値以下にすることができる。

【0031】

図３Ｃに示すように、内側巻線１０５は、トランス１００の内側に位置するため、トランス１００の全発熱分の熱が篭り、その熱を放熱するための高い放熱能力が必要とされる。したがって、内側ボビン１０１と内側巻線１０５の間の空隙１８１，１８２のほぼ全てに放熱樹脂を充填して放熱樹脂部１０７を形成することで、高い放熱能力を得ている。さらに、磁性コア１０４の磁路内に放熱樹脂があると、磁性コア１０４へ熱伝導し、磁性コア１０４の温度を上昇させるため、磁路内の内側巻線１０５−外側ボビン１０２間の空隙１８３と、磁路内の外側ボビン１０２−外側巻線１０６間の空隙１８５と、磁路内の外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８７とのそれぞれには、放熱樹脂を充填せずに空間部１０９を形成して放熱しないようにする一方、磁路外の外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８には放熱樹脂を充填して放熱樹脂部１０７を形成して放熱する構造としている。トランス１００を組込んだセット機器において、トランス１００の最外周に位置する磁性コア１０４は、周辺部品からの煽り熱の影響で温度が上昇するため、外側巻線１０６及び内側巻線１０５から磁性コア１０４への熱伝導を少なくし、磁性コア１０４の温度上昇を少なくする必要がある。

【0032】

次に、図２を用いて、本発明の第１実施形態のトランス１００の製造方法を説明する。

【0033】

まず、内側ボビン１０１の内側ボビン巻回部１０１ａに放熱樹脂を塗布する。

【0034】

次に、内側ボビン巻回部１０１ａに内側巻線１０５を巻回する。この結果、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８１と後述する磁性コア１０４の磁路外の内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８２とにそれぞれ放熱樹脂部１０７を形成することになる。

【0035】

次に、内側ボビン１０１の上方から外側ボビン１０２を嵌め込む。これにより、後述する磁性コア１０４の磁路内の内側巻線１０５と外側ボビン１０２の間の空隙１８３に、放熱樹脂が未充填である空間部１０９形成する。

【0036】

次に、外側ボビン巻回部１０２ａに外側巻線１０６を巻回する。内側巻線１０５及び外側巻線１０６の巻数は、トランス１００による変換電圧値によって決定される。

【0037】

次に、磁性コアの磁路外となる外側巻線１０６の外側又はカバー１０３の内側の少なくとも一方に放熱樹脂を塗布する。この結果、磁性コア１０４の磁路外の外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８に放熱樹脂部１０７を形成することになる。

【0038】

次に、一対のカバー１０３を外側ボビン１０２に嵌め込む。これにより、磁性コア１０４の磁路内の外側ボビン１０２と外側巻線１０６の間の空隙１８５と、磁性コア１０４の磁路内の外側巻線１０６とカバー１０３の間の空隙１８７とのそれぞれに、放熱樹脂が未充填である空間部１０９を形成する。各放熱樹脂部１０７の放熱樹脂は、放熱樹脂の硬化方法に従い、常温又は高温で硬化する。高温で硬化する場合は、この段階で加熱硬化を行う。

【0039】

次に、内側ボビン中空筒部１０１ｃ及び外側ボビン中空筒部１０２ｃの上下から、分割された磁性コア１０４をそれぞれ嵌め込み、磁性コア１０４の脚１０４ａ同士を突き合せる。なお、磁性コア１０４の脚１０４ａ同士を突き合せる際に、脚１０４ａ同士間にギャップを持たせてもよい。磁性コア１０４は、接着剤を用いて接着されるか、外周をテープ状のもので固定されるか、又はバネ状のもので固定される。

【0040】

なお、内側ボビン１０１と外側ボビン１０２との嵌め込みは、内側ボビン巻回部１０１ａに内側巻線１０５を巻回した内側ボビンユニットと、外側ボビン巻回部１０２ａに外側巻線１０６を巻回した外側ボビンユニットとを予め製造し、内側ボビンユニットの上方から外側ボビンユニットを嵌め込んで製造してもよい。

【0041】

また、外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８に充填する放熱樹脂は、外側巻線１０６を巻回した後、外側巻線１０６に塗布し、一対のカバー１０３を外側ボビン１０２の両側から嵌めこんで、空隙１８８に放熱樹脂部１０７を形成するようにしてもよい。

【0042】

以上のような工程により、本発明の第１実施形態のトランス１００を製造することができる。

【0043】

次に、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃを用いて、本発明の第２実施形態におけるトランス２００について以下に説明する。図４Ａは図１の４Ａ−４Ａ線の断面における切断部端面図、図４Ｂは図１の４Ｂ−４Ｂ線の断面における切断部端面図、図４Ｃは図１の４Ｃ−４Ｃ線の断面図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃにおいて、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

【0044】

図４Ｃに示すように、本発明の第２実施形態におけるトランス２００は、本発明の第１
実施形態におけるトランス１００に対して、磁性コア１０４の磁路外の内側巻線１０５−外側ボビン１０２間の空隙１８４と、磁性コア１０４の磁路外の外側ボビン１０２−外側巻線１０６間の空隙１８６とのそれぞれにも、放熱樹脂を充填して放熱樹脂部１０７を形成することで、トランス１００の内側巻線１０５及び外側巻線１０６の発熱を、内側ボビン１０１及びカバー１０３を介して、ヒートシンク１０８へ放熱し、動作時におけるトランス各部の温度を規定値以下とすることを可能にしている。

【0045】

図４Ａは、磁路形成領域１８０では、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８１に放熱樹脂が充填されて放熱樹脂部１０７を形成していることを示している。図４Ｂは、磁路形成領域１８０以外では、内側ボビン１０１−内側巻線１０５間の空隙１８２と、内側巻線１０５−外側ボビン１０２間の空隙１８４と、外側ボビン１０２−外側巻線１０６間の空隙１８６と、外側巻線１０６−カバー１０３間の空隙１８８とに放熱樹脂が充填されて放熱樹脂部１０７を形成していることを示している。

【0046】

次に、本発明の第２実施形態にかかるトランス２００の放熱経路を説明する。トランス１００の放熱経路に対して、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、放熱経路１５３が追加されている。トランス１００に対して、内側巻線１０５−外側ボビン１０２間の空隙１８４及び外側ボビン１０２−外側巻線１０６間の空隙１８６にも放熱樹脂を充填して放熱樹脂部１０７を形成している。内側巻線１０５及び外側巻線１０６の発熱は、温度の高い側から低い側へ熱が伝導し、内側ボビン１０１若しくはカバー１０３のヒートシンク１０８との接触部１０１ｅ若しくは１０３ｅを介して、ヒートシンク１０８へ伝導する。図４Ｂ及び図４Ｃでは、内側巻線１０５の温度が外側巻線１０６より高い場合を示しており、内側巻線１０５の発熱が、放熱経路１５３により、外側巻線１０６、カバー１０３へ伝導していることを示している。このとき、内側巻線１０５−外側ボビン１０２間の空隙１８４及び外側ボビン１０２−外側巻線１０６間の空隙１８６は、磁性コア１０４が形成する磁路外にあるため、磁性コア１０４へ熱伝導し、コア１０４の温度を上昇させることはない。トランス２００は、トランス１００に対して、放熱経路１５３が追加されているため、トランス２００は、磁性コア１０４の温度を上昇させることなしに、放熱性能をより高くすることができ、さらに電力の大きいトランスの放熱に有効である。

【0047】

次に、図２を用いて、本発明の第２実施形態のトランス２００の製造方法を説明する。

【0048】

トランス１００の製造工程に対して、以下の点が異なっている。

【0049】

内側ボビン１０１の上方から外側ボビン１０２を嵌め込む前に、内側巻線１０５に放熱樹脂を塗布する。あるいは、外側ボビン１０２の内側に放熱樹脂を塗布する。その後、内側ボビン１０１の上方から外側ボビン１０２を嵌め込むことにより、磁性コア１０４の磁路外の内側巻線１０５と外側ボビン１０２の間の空隙１８４に放熱樹脂が充填された放熱樹脂部１０７を形成することになる。

【0050】

さらに、外側ボビン巻回部１０２ａに外側巻線１０６を巻回する前に、外側ボビン巻回部１０２ａに放熱樹脂を塗布する。その後、外側ボビン巻回部１０２ａに外側巻線１０６を巻回することにより、磁性コア１０４の磁路外の外側ボビン１０２と外側巻線１０６の間の空隙１８６に、放熱樹脂が充填された放熱樹脂部１０７を形成することになる。

【0051】

以上のような工程により、本発明の第２実施形態のトランス２００を製造することができる。

【0052】

前記した第１及び第２実施形態にかかるトランス１００，２００によれば、底面から一定の高さ（例えば巻線部より高い高さ）までを放熱樹脂で埋める必要がないため、放熱樹脂の量を大幅に削減することができて、放熱性能を確保した軽量かつ低価格のトランスを提供することができる。また、第２実施形態にかかるトランス２００によれば、トランス１００に対して放熱経路１５３が追加されているため、磁性コア１０４の温度を上昇させること無しに、放熱性能をより高くすることができ、さらに電力の大きいトランスの放熱に有効である。

【0053】

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明の前記態様にかかるトランス及びトランスの製造方法は、高変換効率かつ大電流容量を有し、自動車、環境、住宅、インフラストラクチャーなど、広範囲の分野における電源システムのＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータなどの用途にも適用できるトランスとして有用である。

【符号の説明】

【0055】

１００、２００ トランス
１０１ 内側ボビン
１０１ａ 内側ボビン巻回部
１０１ｂ 内側ボビン鍔部
１０１ｃ 内側ボビン中空筒部
１０１ｅ 下端接触部
１０２ 外側ボビン
１０２ａ 外側ボビン巻回部
１０２ｂ 外側ボビン鍔部
１０２ｃ 外側ボビン中空筒部
１０３ カバー
１０３ｅ 下端接触部
１０４ 磁性コア
１０５ 内側巻線
１０６ 外側巻線
１０７ 放熱樹脂部
１０８ ヒートシンク
１０９ 空間部
１２０ コイルユニット
１２１ 磁性コアユニット
１５１、１５２、１５３ 放熱経路
１８０ 磁路形成領域
１８１、１８２ 内側ボビン−内側巻線間の空隙
１８３、１８４ 内側巻線−外側ボビン間の空隙
１８５、１８６ 外側ボビン−外側巻線間の空隙
１８７、１８８ 外側巻線−カバー間の空隙
１０ トランス
１１ 内側ボビン
１２ 外側ボビン
１３ カバー
１４ 磁性コア
１５ 内側巻線
１６ 外側巻線
１７ ケース
１８ 放熱樹脂

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】