電圧や電流を変化させたり、安定させる役割を持つ産業用トランスは、ＦＡ分野からロボット・工作機械分野、医療機器分野、発電関係、アミューズメント分野など、幅広い市場を形成している。最近では、再生エネルギーの太陽光発電システムや風力発電システムなどの昇圧・変圧させる機器として新たな市場を形成している。機能面では軽量・コンパクト化が進み、ねじアップ式端子台や通電時ＬＥＤ表示などの工夫が施されているほか、事故再発防止トランスなどの機能を持つ製品も伸長している。また、トランスの原理を応用したリアクトル製品の需要も拡大している。今後は、スマートグリッド技術によりきめ細かな電力制御と連携したトランスの開発も求められてきそうだ。
高容量・大型機種が伸びる
産業用トランスは、電圧や電流を変化・安定させ、各種装置を支える重要部品として、ロボット、工作機械、医療機器、ＩＴ、発電関係、アミューズメントなど、幅広い分野で使用されている。高圧電力系統に使用される大型タイプから、受配電盤、電子機器・装置に組み込まれる小型タイプまで、多種多様な製品がそろっており、安定した市場を形成している。最近では電力関連や社会インフラに絡むエンジニアリング関連、さらにメガソーラー向けの需要が旺盛で、特に、高容量・大型のトランスが伸長している。
経済産業省の機械統計によるトランス（インダクタを除く）の生産金額は、２０１０年（１～１２月）は、前年比１５・７％増の１６２億円、１１年は同４・３％減の１５５億円、１２年は同５・８％減の１４６億円となっている。また、産業情報調査会の調査による世界のコイル・トランス出荷金額は、１１年は前年比２・６％増の１兆１７１７億円、１２年は、スマートフォンやタブレット端末向け需要、自動車やエネルギー関連での需要拡大で１兆４０００億円となっている。
国内のトランス市場は堅調に推移しており、ロボットや工作機械分野以外にも、ＩＴ、情報・通信、アミューズメント、医療機器などの分野を中心に幅広い需要裾野を形成している。
さらに東日本大震災以降、需要が急増しているバックアップ電源装置関連や、再生エネルギーの風力、太陽光発電分野では、昇圧や変圧用途で需要が拡大している。特にメガソーラー分野は、国内外問わず建設が進んでおり、大型トランスはフル生産体制が続いている。
特注品の比率高まる
特注品やカスタムメードトランスの比率も高まっている。例えば、同じ大きさで容量の違うトランスや、同じ容量でサイズが半分のトランスの製作依頼などユーザーからの要望は様々で、トランスメーカー各社では各種のニーズに合わせた改良・工夫を進めており、こうしたことが新たなアプリケーションの拡大にもつながっている。
特注品は、組み込む機器・装置、設備に合わせて容量、サイズまで特別に製作するため、トランスメーカーにとってコストや納期面での負担が大きいと言えるが、売り上げ対策もあり、特注品の比率は依然高い。コストダウンに向けて、一貫生産ができる最新鋭の設備を導入しているメーカーも増えている。
トランス専業メーカーの中には、新規の販売代理店を増やすなど販売ルートの拡大を図っているところも目立つ。特に市場の大きい首都圏の営業強化や、地方の主要都市での拡販を積極的に推進しており、大口の新規顧客開拓につながっている。ネット販売の活用も目立つ。メーカーとユーザーの双方に利点の多いネット販売は今後の売り上げ手段として比率が高まるのは確実で、商社経由の販売方法と二分してくる可能性もある。大型を中心に産業用トランスは重量が重いので、輸送面からも、ユーザーに近いところで生産する地域密着型での製造・販売が主流となってきたが、この構造が変わってくる可能性も出てきそうだ。
環境対策への取り組みでは、各メーカーともＲｏＨＳ指令対応製品の投入をほぼ完了しているほか、ＵＬ、ＣＡＳ、ＴＵＶ、ＣＥマーキングなどの海外規格取得が進んでおり、ほとんどのメーカーが海外規格対応品をラインアップしている。
原材料価格は強含み
一方、原材料価格については、銅相場が、１１年の後半あたりからキロ当たり６００円から７００円前後で推移してきたが、今年に入ってからは円安の影響を受け７００円超えで推移、幾分強含みで推移している。鉄の価格も、最近はトン当たり７万円超えで推移しており、高止まりの状況となっている。
樹脂や石油化学製品の価格は、一昨年の初めに１０％から２０％値上げされ、その後は落ち着いていたが、こちらも円安を背景に、塩ビ、ポリエチレンなどが若干強含みで推移している。トランスの材料に使用される石油系製品では樹脂のほかにワニス、テープ類などがあるが、トランスは本体の原材料の約８０％が鉄や銅で占められ、製造原価に対する材料費が３０～４５％と高く、銅や鉄の価格動向が製品価格に反映されやすい。
トランスの製品傾向は、軽量・コンパクト化に加え、接続方法の簡易化など作業性の向上、マルチタップ化、ＬＥＤによる通電表示などの工夫・改良が進んでいる。
作業性の向上では、結線の作業性・信頼性の向上、デザイン面などの観点から結線部への端子台の採用が一般化している。タブ端子台を採用してネジを使わず、リセプタクル端子をタブに差し込むだけで結線が完了するタイプや、アップねじの採用でねじを緩めることなく丸型圧着端子の接続ができるタイプが主流となっており、結線作業の効率化が大幅にアップしている。
最近では、単線や棒端子は差し込むだけで結線が可能なプッシュイン式端子台を備えたトランスも発売されている。同トランスは、屋内配線用のビニル電線（ＩＶ線）についても、マイナスドライバーでばねを押して差し込むだけで結線が可能で、さらなる結線作業の効率化、時間短縮が図られている。
一方、アップねじ式端子台にＬＥＤを取り付け、通電中はＬＥＤが点灯し通電状態が一目で確認できるタイプが好評を得ている。
マルチタップを採用した製品は、１次側（入力）とともに、２次側（出力）にもマルチタップを採用することで、１台のトランスで１２種類の電圧に対応することができ、入出力の電圧変更が簡単にできる。
絶縁紙の使用枚数を削減
軽量・コンパクト化への取り組みとしては、絶縁紙の使用枚数削減がある。これは環境対策面でも効果的で、絶縁種別をＢ種、巻線仕様をノーレア方式にすることで、従来品と比べ２０～４０％の軽量化を実現。１ｋＶＡクラスの場合、約３キログラムの減量となる。サイズも１０～２０％小型化が図られる。
中型単相、三相トランスでは、新しい形状の成形ボビンを採用することで、コイルをレヤー紙巻からレヤーレス巻きにすることに成功。層間紙を入れずに完全整列巻線を行うことができ、導体熱が直接伝わり放熱効果が向上するとともに、大幅な小型・軽量化につながっている。
加えて、コイルの上下面の線輪間を完全に覆うことで、ホコリやごみ、湿気などからコイルを守り、絶縁不良の事故を防ぐことができ、顧客から好評を得ている。コイル巻線の工夫、鉄心の改良も志向され、複数巻線シングルコアに対して、複数コアのシングル巻線にすることで大幅に薄型化することができる。近年では、巻線の自動化技術も進み、独自の自動巻線装置を使うトランスメーカーが増えている。
民生用途の小型タイプなどでは、既に巻線の自動化がなされているが、大型タイプが中心となる産業用トランスでは、まだ手作業で行っているところが多い。自動化は、同じ巻線数でも手作業などの従来方法よりコンパクトに巻け、小型軽量化とともに、作業の時間短縮化につながっている。
トランスの巻線作業はある程度熟練が必要で、ベテラン職人の減少や人件費対策などのコスト面からも、巻線の自動化が進んでいる。コイルボビンにノーカットの鉄心を巻き込んだタイプは、鉄心の有効断面を均一にすることができ、磁路の短縮が図れる。コイルボビンと鉄心の一体化構造で、高い絶縁性と正確な形状を実現、自動巻線も使えるといった特徴がある。
ノイズ対策を施した製品
付加価値トランスとして、ノイズ対策機能を付加した製品も増えている。ノイズ対策には一般的にノイズ対策専用トランスを採用するが、トランス自体がノイズ対策機能を持つことにより、ノイズ対策専用トランスが不要となり、コスト、スペースなどでメリットが生まれる。
さらに、日本は山間部や日本海沿岸部などがよく雷被害を受けるが、近年は温暖化現象などで都心部でも落雷による被害が急増している。このため、雷対策用として耐雷トランスの需要も急速に拡大。さらに太陽光発電システムの普及に伴い、太陽光発電用のパワーコンディショナが落雷により被害を受けるケースも増えており、これらに対応した耐雷トランスも需要が伸びている。
安全重視の観点から、焼損事故の再発を防止するため、自己保持型サーマルプロテクタを内蔵し、所定の動作温度に達すると、トランスや電源機器の電源を切るまで接点を開放し続ける事故再発防止トランスなども伸長している。
そのほか、成型前のガラス繊維などに熱硬化性樹脂を染み込ませた、金型レスのプリプレグ方式のモールドトランスの需要も高まっている。通常の乾式トランスに比べ、導電部の絶縁や保護に効果を発揮し、難燃性や耐湿性に優れる。金型レスのため、ユーザーが求める様々な容量・電圧に対応するトランスの製作も可能である。
太陽光発電のパワコンで採用
一方、トランスの技術を応用したリアクトルや給電システムなどが開発され、新たな市場を形成しつつある。特に、汎用インバータ用交流・直流リアクトルは、入力力率を改善するとともに高調波電流を阻止し、コンデンサの焼損を防止し、電流の脈動を平滑化させる機能があり、需要が拡大している。
高周波リアクトルは、小型でありながら低損失、低騒音で、電流特性に優れ、太陽光発電システムのパワーコンディショナ向けで採用が増えている。高周波リアクトルは太陽光発電分野以外にも、ＵＰＳ（無停電電源装置）、バッテリチャージャー、各種のコンバータ／インバータ、各種の電源装置にも応用でき、今後急速に市場が増えそうだ。
材料の研究開発求められる
今後のトランスに求められる点としては、より一層の省エネ化・高効率化を図るために、鉄心や巻き線の材料の開発研究や、トランス自体の構造の改良などだ。
原発事故以来、電力会社間での電力融通の問題から、高圧を長距離送電することに対応できるトランスも求められてきそうだ。再生エネルギーの活用やスマートグリッド技術によりきめ細かな電力供給など、「電気」をキーワードにしたトランス利用はまだまだ進みそうだ。
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