非接觸式變壓器的製作方法
2023-06-14 06:14:56
專利名稱：非接觸式變壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及在相對向配置的一次側變壓器和二次側變壓器之間利用電磁感應進行非接觸式電力傳輸的非接觸式變壓器。
如上所述，在朝一次側外殼2的內部注入樹脂6的情況時，朝一次側外殼2的面對二次側外殼4的部分即底面2a，將樹脂6注入一次側外殼2的內部。在此，為了使一次側變壓器3埋入於該樹脂6中，需要將樹脂6也注入一次側變壓器3的空心部1。為了將樹脂6充填於一次側變壓器3的空心部1，必須使原本位於空心部1的空氣朝空心部1外排出，其排出量為欲將樹脂6充填入於空心部1的量。但如上所述，因一次側變壓器3載置於一次側外殼2的底面2a，其空心部1不僅開口面積窄而且近乎死巷狀的空間，位於空心部1的空氣難自狹窄開口排出，而難以向一次側變壓器3的空心部1充填樹脂6。此外，一旦將樹脂6注入，使其覆蓋於一次側變壓器3的空心部1時，位於一次側變壓器3的空心部1的底部1a的空氣未完全排掉，可能被封入於樹脂6中成為殘留空氣15(圖6)。於是，殘留空氣15被封入而殘留於樹脂6中時，如此則於一次側變壓器3重複通電而一次側變壓器3發熱等情況下，該樹脂6中的殘留空氣15會膨脹，而會導致一次側外殼2的損壞·變形，為其問題點。
為達到上述目的，本發明的權利要求1所述的非接觸式變壓器，將內藏於一次側外殼2的一次側變壓器3和內藏於二次側外殼4的二次側變壓器5相對向配置，利用在一次側變壓器3所具備的一次側線圈部8和二次側變壓器5所具備的二次側線圈部9之間發生的電磁感應在一次側變壓器3和二次側變壓器5之間進行非接觸式電力傳輸，其特徵在於在以埋沒在充填於一次側外殼2內的樹脂6中的同時、一端面載置於一次側外殼2的底面2a的方式配置於一次側外殼2的內部的一次側變壓器3中，在所述一次側變壓器3的空心部1形成開口面積隨著遠離一次側外殼2的底面2a而變寬的傾斜內面7。由此，因空心部1的開口形成為具有比空心部1的底部寬的面積，在使樹脂6流入空心部1時，可使在充填樹脂6之前位於空心部1的空氣自空心部1的寬開口排向空心部1外，使得不會將位於空心部1的空氣作為殘留空氣15(參照圖6)封入樹脂6內，可使向空心部1充填樹脂6，並且，因空心部1具有傾斜內面7，使樹脂6沿著該傾斜內面7流入空心部1時，樹脂6朝空心部1的底側順暢的流入，可使在充填樹脂6之前位於空心部1的空氣自空心部1的寬開口排向空心部1外，可消除將位於空心部1的空氣作為殘留空氣15封入樹脂6內。
並且，權利要求2所述的非接觸式變壓器，其特徵在於在權利要求1所述的非接觸式變壓器中，將一次側變壓器3的一次側線圈部8設置成在平行於一次側變壓器3的軸心方向而形成的筒周面卷繞電線。由此，因使得在一次側變壓器3的筒周面中相對於一次側變壓器3的軸心方向平行的部分設置一次側線圈部8，在形成一次側線圈部8時進行的繞線作業變得容易，即，因可簡化製造，可以馬上與量產工序相對應。
並且，權利要求3所述的非接觸式變壓器，其特徵在於在權利要求1所述的非接觸式變壓器中，在一次側變壓器3的空心部1設置依據直徑的大小形成的階梯部10，利用該階梯部10使得開口面積朝一次側變壓器的遠離一次側外殼的底面的方向逐漸變寬。由此，通過設置階梯部10，使自空心部1的開口流入空心部1內的樹脂6流向空心部1的底側的速度變慢，因此，因可使位於空心部1的空氣自開口排向空心部1外的時間變長，可更消除將殘留空氣15封入在空心部1所充填的樹脂6中。
並且，權利要求4所述的非接觸式變壓器，其特徵在於在權利要求1所述的非接觸式變壓器中，在一次側變壓器3設置自筒周面貫穿空心部1的貫穿孔11，而且將該貫穿孔11的孔徑形成為比空心部1的內徑小。由此，可使在一次側外殼2和一次側變壓器3之間充填的樹脂6經由孔徑比空心部1的內徑小的貫穿孔11緩慢地流入空心部1，或可使被封入在空心部1所充填的樹脂6中殘存空氣15經由貫穿孔11排向空心部1外，可更消除將殘留空氣15封入在空心部1所充填的樹脂6中。
圖2是表示本發明的另外實施例、即表示提高了一次側線圈部的製造性的一次側變壓器相對於一次側外殼的配置狀態的側剖視圖。
圖3是表示本發明的另外實施例、即表示設置有階梯部的一次側變壓器相對於一次側外殼的配置狀態的側剖視圖。
圖4是表示本發明的另外實施例、即表示設有貫穿孔的一次側變壓器相對於一次側外殼的配置狀態的側剖視圖。
圖5是表示現有技術例的非接觸式變壓器的側剖視圖。
圖6是表示同上的現有技術例、將一次側變壓器配置於一次側外殼內且埋入於該樹脂中的側剖視圖。
符號說明1空心部，2一次側外殼，3一次側變壓器，4二次側外殼，5二次側變壓器，6樹脂，7傾斜內面，8一次側線圈部，9二次側線圈部，10階梯部，11貫穿孔。
在本實施例中，也設想將該非接觸式變壓器T配置於在浴室使用的電動牙刷或電刮鬍刀等電器X和對該電器X充電的充電器Y之間使用，於是，設想將一次側外殼2稱為充電器外殼，而且將一次側變壓器3稱為充電器側變壓器，又將二次側外殼4稱為電器外殼，而且將二次側變壓器5稱為電器側變壓器。
構成該非接觸式變壓器的一次側變壓器3及二次側變壓器5分別以在內部具有中空部分的空心部1的筒狀本體構成主體，具備使在該筒狀本體的一部分將電線朝圓周方向卷繞的線圈部。將該一次側變壓器3及二次側變壓器5相對向配置，這種配置是在各自的筒狀本體的筒端面間相對向的同時，使各自的空心部1的軸心位於同一線上。此外，就該線圈部來說，設置於筒狀本體的中相對向的筒端面的附近位置，詳細地說，在筒狀本體形成自筒周面朝徑向凹設的凹條部13，在該凹條部13卷繞電線而形成。在此，將一次側變壓器3的線圈部稱為一次側線圈部8，將二次側變壓器5的線圈部稱為二次側線圈部9。如上所述，使通電的一次側線圈部8通過電磁感應現象使在二次側線圈部9產生電，即，在一次側線圈部8和二次側線圈部9之間進行非接觸式電力傳輸。在本實施例中，一次側線圈部8及二次側線圈部9設置於一次側變壓器3及二次側變壓器5的相對向部位的附近，即，因一次側線圈部8及二次側線圈部9配置相靠近，成為儘量防止非接觸式變壓器T的電力傳輸的效率的降低的構造。此外，圖中12是與向一次側線圈部8供電的電線或印刷電路板等連接的導線端子。而且，具有上述的構造的一次側變壓器3及二次側變壓器5分別配置於一次側外殼2的內部及二次側外殼4的內部。這是為了使一次側變壓器3和二次側變壓器5的距離儘量小，而使一次側變壓器3及二次側變壓器5的相對向的各自的筒端面分別與相對向的一次側外殼2的底面2a及二次側外殼4的底面4a接觸。
此外，就一次側變壓器3的空心部1的形狀來說，使開口面積隨著遠離一次側變壓器3接觸的一次側外殼2的底面2a而變寬地形成(設空心部1的開口徑為B、設空心部1的底部1a為A時，具有B＞A的關係)。在本實施例中，如
圖1所示，在空心部1的軸心方向隨著遠離一次側外殼2的底面2a使空心部1的內徑變寬的傾斜內面7設置成遍及空心部1的側面整體，即空心部1形成為向上方開口的近乎圓錐空間狀。
就設置於一次側外殼2的一次側變壓器3的配置來說，與現有技術一樣，使一次側變壓器3完全埋沒於在一次側外殼2的內部所注入的樹脂6中。在向一次側外殼2的內部注入樹脂6時，使一次側外殼2的底面2a位於下方，作為容器的底，使向一次側變壓器3的筒外部分和一次側外殼2之間注入樹脂6(箭頭G)。使一次側變壓器3完全埋沒於該樹脂6時，對空心部1也充填該樹脂6，但是這是通過在一次側變壓器3的筒外部分和一次側外殼2之間逐漸貯存的樹脂6越過一次側變壓器3的空心部1的開口邊緣部分後逐漸流入空心部1的內部而進行的(箭頭H)。在此，本例的空心部1形成為向上方開口的近乎圓錐空間狀，即因空心部1具有寬的開口，而且具有隨著往底側使內徑變小的傾斜面狀的傾斜內面7，流入空心部1的樹脂6使原本位於空心部1的空氣自空心部1的寬的開口排向空心部1外，自寬的開口沿著傾斜內面7順暢的朝空心部1的底部1a方向流入下去。於是，在向空心部1充填樹脂6時，可使得不會將原本位於空心部1的空氣作為殘留空氣(參照圖6)15封入樹脂6內。因此，因一次側變壓器3利用未封入殘留空氣15的樹脂6覆蓋後配置於一次側外殼2內部，即使通電的一次側變壓器3發熱，也可使得不會發生該殘留空氣15的膨脹引起的樹脂6的裂開或一次側外殼2的變形或損壞。
以下列舉本發明的另外實施例。因這些實施例是變更上述的實施例的一次側變壓器3的形狀而得到的，所以省略重複部分的說明，只說明變更點。
圖2所示的本發明的另外實施例，是在相對於一次側變壓器3的軸心方向平行的形成的筒周面上卷繞電線而設置一次側變壓器3的一次側線圈部8的實施例。即，纏繞電線的凹條部13的底面形成為相對於一次側變壓器3的軸心方向平行的面。於是，由於在筒周面纏繞電線的凹條部13的底面、即凹條部13中的筒周面相對於一次側變壓器3的軸心方向平行，所以對一次側變壓器3纏繞電線的作業變得容易，尤其是可以很容易適應於機械式地將電線卷繞於一次側變壓器3上而進行的量產工序。
圖3所示的本發明的另外實施例，是在空心部1設置依據直徑的大小形成的階梯部10、利用該階梯部10使得開口面積朝一次側變壓器3的遠離一次側外殼2的底面的方向逐漸變寬的實施例。在本實施例中，除了上述的實施例的空心部1的傾斜內面7以外，在上下連設2個階梯部10，使得在該空心部1的開口的附近位置的部分變成2層階梯狀。設一次側變壓器3在軸心方向的高度尺寸為E、自一次側外殼2的底面至一次側變壓器3的一次側線圈部8為止的高度距離尺寸為F時，設定該階梯部10的上升尺寸D滿足D≤(B-A)/4，並且，設定階梯部10在水平方向的往軸心的突出尺寸C滿足C≤(E-F)/2。於是，通過在空心部1設置階梯部10，自空心部1的開口流入的樹脂6往空心部1的底部1a的流入速度變成更慢的速度。樹脂6往空心部1的底部1a的流入速度變慢時，可提供用以將在空心部1原有的空氣排向空心部1外的時間，於是，可更不用擔心將殘留空氣15封入在空心部1所充填的樹脂6中。於是，可更加降低因使通電的一次側變壓器3發熱而發生的樹脂6中的殘留空氣15的膨脹所引起的一次側外殼2的變形或損壞的發生。
圖4所示的本發明的另外實施例，是在一次側變壓器3設置自筒周面向空心部1貫穿的貫穿孔11、同時將該貫穿孔11的孔徑形成為比空心部1的內徑小的實施例。在本實施例中，在一次側變壓器3的周圍方向的多處設置貫穿孔11，具有隨著接近空心部1靠向一次側外殼2的底面2a方向的傾斜。並且，空心部1與上述的實施例一樣地形成傾斜內面7。在此，設傾斜內面7的以一次側外殼2的底面2a為基準的傾斜角為β、該貫穿孔11的以一次側外殼2的底面2a為基準的傾斜角為α時，具有0＜α＜β的關係。
於是，就設置了貫穿孔11的一次側變壓器3來說，向一次側外殼2內注入樹脂6時，在向一次側變壓器3的筒外部分和一次側外殼2之間注入樹脂6的情況下(箭頭G)，在一次側變壓器3的筒外部分和一次側外殼2之間逐漸貯存的樹脂6經由該貫穿孔11流入一次側變壓器3的空心部1(箭頭J)。在此，因貫穿孔11傾斜成隨著接近空心部1接近一次側外殼2的底面2a，樹脂6利用其自重自貫穿孔11順暢的流落至空心部1。並且，因該貫穿孔11的孔徑形成為比空心部1的內徑小，就經由貫穿孔11流入空心部1的樹脂6來說，變成少量的樹脂6連續的流入，於是，可防止樹脂6以樹脂6一下子就塞住空心部1的底部1a的形式流入空心部1，因此，可避免將空心部1原有的空氣作為殘留空氣15封入在空心部1充填的樹脂6中。
並且，將樹脂6注入一次側外殼2內時，在使樹脂6自空心部1的開口流入的情況下(箭頭I)，空心部1與上述的實施例一樣，因設置使得開口面積隨著遠離一次側外殼2的底面2a而變寬的傾斜內面7，自開口流入該空心部1的樹脂6緩慢的沿著傾斜內面7充填空心部1，樹脂6不會以樹脂6一下子就塞住空心部1的底部1a的形式流入空心部1，於是，可避免將空心部1原有的空氣作為殘留空氣15封入在空心部1充填的樹脂6中的情形。在此，若空心部1原有的空氣作為殘留空氣15殘留於尚具流動性的樹脂6內，也可使該殘留空氣15經由貫穿孔11排向一次側變壓器3的筒外部(箭頭K)，即可使貫穿孔11發揮排除殘留空氣15的作用，於是，可更加減少將空心部1原有的空氣作為殘留空氣15封入在空心部1充填的樹脂6中的情形。
於是，通過在一次側變壓器3設置貫穿孔11，可使樹脂6經由貫穿孔11緩慢的流入空心部1，或使在空心部1充填的樹脂6所封入的殘留空氣15經由貫穿孔11排向空心部1外，在任一種情況下，都可更消除在空心部1充填的樹脂6封入的殘留空氣15的可能性。
(發明效果)如上所述，就本發明的權利要求1所述的非接觸式變壓器來說，在一次側外殼的內部配置一次側變壓器，使得埋沒於在一次側外殼內充填的樹脂中的同時，使一端面載置於一次側外殼的底面，在該一次側變壓器的空心部形成使得開口面積隨著遠離一次側外殼的底面而變寬的傾斜內面，自具有面積比空心部的底部大的空心部的開口流入空心部的樹脂沿著傾斜內面順暢的流入空心部內，此時，使在充填樹脂之前位於空心部的空氣自空心部的寬開口排向空心部外，於是可使向空心部充填而不會將位於空心部的空氣作為殘留空氣封入樹脂內，因此，在通電而使一次側變壓器發熱時，也可防止因樹脂內的殘留空氣膨脹而發生一次側外殼的變形等。
並且，本發明的權利要求2所述的非接觸式變壓器，除了權利要求1的效果以外，因在相對於一次側變壓器的軸心方向平行地形成的筒周面上卷繞電線而設置了一次側變壓器的一次側線圈部，所以在形成一次側線圈部時，進行的繞線作業可變得容易，即，因可簡化製造，可以馬上適應量產工序。
並且，本發明的權利要求3所述的非接觸式變壓器，除了權利要求1的效果以外，因在一次側變壓器的空心部設置依據直徑的大小形成的階梯部，利用該階梯部使得開口面積朝一次側變壓器的遠離一次側外殼的底面的方向逐漸變寬，使自空心部的開口流入空心部內的樹脂流向空心部的底側的速度變慢，因此，因可使位於空心部的空氣自開口排向空心部外的時間變長，可更消除將殘留空氣封入在空心部所充填的樹脂中，於是，在通電而使一次側變壓器發熱時，也可更防止因樹脂內的殘留空氣膨脹而發生一次側外殼的變形等。
並且，權利要求4所述的非接觸式變壓器，在權利要求1中，因在一次側變壓器設置自筒周面貫穿空心部的貫穿孔，而且將該貫穿孔的孔徑形成為比空心部的內徑小，可使在一次側外殼和一次側變壓器之間充填的樹脂經由孔徑比空心部的內徑小的貫穿孔緩慢的流入空心部，或可使被封入在空心部所充填的樹脂中的殘存空氣經由貫穿孔排向空心部外，可更消除將殘留空氣封入在空心部所充填的樹脂中，於是，在通電而使一次側變壓器發熱時，也可更防止因樹脂內的殘留空氣膨脹而發生一次側外殼的變形等。
權利要求
1.一種非接觸式變壓器，將內藏於一次側外殼的一次側變壓器和內藏於二次側外殼的二次側變壓器相對向配置，利用在一次側變壓器所具備的一次側線圈部和二次側變壓器所具備的二次側線圈部之間發生的電磁感應在一次側變壓器和二次側變壓器之間進行非接觸式電力傳輸，其特徵在於在以埋沒在充填於一次側外殼內的樹脂中的同時、一端面載置於一次側外殼的底面的方式配置於一次側外殼的內部的一次側變壓器中，在所述一次側變壓器的空心部形成開口面積隨著遠離一次側外殼的底面而變寬的傾斜內面。
2.如權利要求1所述的非接觸式變壓器，其特徵在於將一次側變壓器的一次側線圈部設置成在平行於一次側變壓器的軸心方向而形成的筒周面卷繞電線。
3.如權利要求1所述的非接觸式變壓器，其特徵在於在一次側變壓器的空心部設置依據直徑的大小而形成的階梯部，利用所述階梯部使得開口面積朝一次側變壓器的遠離一次側外殼的底面的方向逐漸變寬。
4.如權利要求1所述的非接觸式變壓器，其特徵在於在一次側變壓器設置自筒周面貫穿空心部的貫穿孔，並且將所述貫穿孔的孔徑形成為比空心部的內徑小。
全文摘要
本發明提供一種非接觸式變壓器，在使變壓器載置於外殼的底面的狀態下，在將樹脂注入變壓器的空心部時，可不會將殘留空氣封入樹脂中。以埋沒在充填於一次側外殼(2)內的樹脂(6)中的同時、一端面載置於一次側外殼(2)的底面(2a)的方式將一次側變壓器(3)配置於一次側外殼(2)的內部。在上述一次側變壓器(3)的空心部(1)形成開口面積隨著遠離一次側外殼(2)的底面(2a)而變寬的傾斜內面(7)。
文檔編號H01F27/02GK1405804SQ0214310
公開日2003年3月26日 申請日期2002年9月13日 優先權日2001年9月14日
發明者巖尾誠一, 桂嘉志記, 山下幹弘 申請人:松下電工股份有限公司