CN103733284B - 变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变压器，其与以往相比，能够使生产性和通用性、小型化以及性能等大幅提高。该变压器具备铁芯（11）、第一绕组（15）和第二绕组（13），还具备线圈骨架（12），其设有低压侧的线圈绕组部（17）和高压侧的线圈绕组部（18），且在各线圈绕组部（17）和线圈绕组部（18）上卷绕第二绕组（13），以及壳体（14），其包覆线圈骨架（12）的外周设置，并且在与低压侧的线圈绕组部（17）的位置对应的外周卷绕第一绕组（15）。

Description

变压器

技术领域

本发明涉及一种变压器，该变压器例如用于使用金属卤化物灯的车辆用前照灯的点灯电路，或者用于由高压转换成低压的电路中。

背景技术

以往，将启动时需要高压的高压放电灯（例如，金属卤化物灯）用于车辆前照灯时，采用能够获得高压输出的高压变压器（例如，参照专利文献1）。

由专利文献1可知，以往的高压变压器构成为具备：铁芯、中空部插有该铁芯的中空圆筒形状的线轴、在线轴的外周卷绕的次级绕组、包覆卷绕有该次级绕组的线轴的树脂壳体以及插入到该壳体内的一次绕组等，铁芯和次级绕组收容于该壳体内，并且利用填充树脂包覆、固定，从而一体化。此外，在专利文献1中，公开了将配设在壳体的一次绕组的两端部插入到印刷电路板的通孔中，使铁芯、线轴、次级绕组、壳体、一次绕组和印刷电路板一体化构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-130127号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

如上述的由专利文献1中已知的变压器那样，将壳体插入到印刷电路板中，并且在线轴的外周和壳体的内面之间填充树脂材料从而一体固定的构造中，存在因印刷电路板的电路的配置等不同导致通孔的位置等不同，从而存在缺乏通用性的问题。

另外，由于需要在线轴的外周和壳体内面之间填充树脂材料的作业，所以组装作业变得复杂化、作业的工时增加，而且还需要等待被填充的树脂材料固化的时间。因此，存在如下的问题，即，整体而言生产性较差、成本高。

本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于，提供一种与以往相比能够大幅提高生产性、通用性和小型化以及性能等的变压器。

解决技术问题的技术手段

为了实现上述目的，本发明提供一种变压器，其包括铁芯、第一绕组、第二绕组，该变压器还包括，线圈骨架，其设有低压侧的线圈绕组部和高压侧的线圈绕组部，且将上述第二绕组卷绕于各线圈绕组部而成，以及壳体，其包覆该线圈骨架的外周设置，并且在与上述低压侧的线圈绕组部的位置相对应的外周卷绕上述第一绕组而成。

根据该构成能够形成为，卷绕有第二绕组的线圈骨架的外周被壳体包覆，并且与第二绕组的低压侧的线圈绕组部的位置对应地在壳体的外周卷绕第一绕组。这样，将第一绕组重叠卷绕在第二绕组的低压侧时，能够降低因第一绕组导致在第二绕组的高压侧产生寄生电容。因此，能够减少高频的电力损失。另外，由于第一绕组和第二绕组之间的电位差越大，寄生电容中积蓄的能量越大，因此，通过将第一绕组卷绕在第二绕组的低压侧的线圈绕组的外周，使寄生电容中积蓄的能量降低，能够降低高频的漏电流导致的电力损失。进一步还能够确保第一绕组和第二绕组之间的绝缘性。

在上述构成中，上述第一绕组为低压绕组，上述第二绕组为高压绕组，能够采用将该第一绕组卷绕收纳于与上述低压侧线圈绕组部的两端部之间的区域对应的位置内的构成。

根据该构成，通过将第一绕组卷绕收纳于与低压侧线圈绕组部的两端部之间的区域对应的位置内，能够使第二绕组的高压侧的线圈绕组与第二绕组的低压侧的线圈绕组以及第二绕组的低压侧的线圈绕组与第一绕组的距离接近。因此，能够增加耦合系数，实现高度耦合。另外，通过将第一绕组卷绕在壳体的外周能够使变压器的长度方向的大小缩短。

在上述构成中，上述壳体能够采用如下构成，即，形成为中空盒状体，且在其外周面的下表面设置有用于收容上述线圈骨架的开口部，并且在上述开口部设有用于与收容的上述线圈骨架卡合的防脱用突起。

根据该构成，壳体从线圈骨架的上方将其罩住，自外周下表面的开口部将线圈骨架收容于壳体内的预定位置，这样，该线圈骨架被壳体包覆，并且防脱用突起与线圈骨架卡合，从而线圈骨架和壳体被相互固定。由此，无需在壳体和线圈骨架之间填充绝缘树脂等从而对线圈骨架和壳体进行固定的作业。另外，将线圈骨架从位于长度方向的端子台部一侧收容到壳体内时，需要在壳体一侧设置具有能够使和线圈骨架一起安装的端子台部也同时通过的大小的开口部，使得壳体的整体形状也变大，但是，如该构成这样在下表面设置开口部且使壳体自线圈骨架的上方将其罩住时，只需使开口部的大小至少为线圈骨架的外径大小即可，能够使线圈骨架的形状变小。

在上述构成中，上述壳体能够采用在卷绕上述第一绕组的外周设置绝缘胶带的构成。

根据该构成，能够利用绝缘胶带可靠实现卷绕在壳体外周的第一绕组和卷绕在线圈骨架的外周的第二绕组之间的绝缘。

在上述的构成中，上述铁芯可以采用由I型磁性体铁芯和C型磁性体铁芯构成的结构。

根据该构成，由I型磁性体铁芯和C型磁性体铁芯形成闭合磁路，能够减少漏磁通。

发明效果

根据本发明，用壳体包覆卷绕有第二绕组的线圈骨架的外侧，且在壳体的与低压侧线圈绕组部的位置对应的外周卷绕第一绕组，从而一体化，由此，不需要为了实现第二绕组和第一绕组之间的绝缘性，在第二绕组和第一绕组之间填充的树脂材料，使得作业能够得到简化，因此能够实现作业工时减少，期待生产性能的提高。并且，因使第一绕组和第二绕组的距离接近而使得耦合系数提高，从而能够实现高度耦合，所以能够期待高性能化。

并且，包覆线圈骨架地安装壳体时，壳体与线圈骨架为相互固定结合的构造，并不借助印刷电路板侧的通孔等而使壳体和线圈骨架一体化，所以不依赖印刷电路板等的形状，成为具有通用性的产品。因此，可以进一步期待生产性的提高、形状简化以及小型化等。

附图说明

图1所示的是本发明的一实施方式中，从前侧斜向上方观察到的变压器的外观立体图。

图2所示的是从后侧斜向上方观察到的和上面相同的变压器的外观立体图。

图3所示的是从下方观察到的和上面相同的变压器的放大仰视图。

图4所示的是图2的A-A线概略纵剖视图。

图5所示的是图4的B-B线概略纵剖视图。

图6所示的是说明在和上面相同的变压器的线圈骨架上安装壳体前的状态的分解立体图。

图7所示的是说明在和上面相同的变压器的线圈骨架上安装壳体后的状态的说明图。

图8所示的是本发明的其他实施方式中的变压器的概略纵剖视图。

图9所示的是图8的C-C线概略纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明的方式（以下，称作“实施方式”）进行详细说明。

图1以及图2所示的是本发明的一实施方式中的变压器，图1所示的是从前侧斜向上方观察到的该变压器的外观立体图，图2所示的是从后侧斜向上方观察到的该变压器的外观立体图，图3所示的是从下方观察到的该变压器的放大仰视图，图4所示的是图2的A-A线概略纵剖视图，图5所示的是图4的B-B线概略纵剖视图。此外，在以下说明中，将图1的X-X方向作为变压器的前后方向，将Y-Y方向作为变压器的左右方向，将Z-Z方向作为上下方向进行说明。

图1至图5中的变压器10作为一个高压变压器的例子，其构成为包括：铁芯11、线圈骨架12、卷绕在该线圈骨架12的外周的第二绕组13、设置为包覆线圈骨架12的外周的壳体14、以及在壳体14的外周卷绕的第一绕组15等。另外，该实施例虽然是一个高压变压器的例子，但本发明并不只局限于高压变压器，还能够广泛适用于一般的变压器。

上述铁芯11为，呈长方体的I型磁性体铁芯，例如可以由铁氧体材料形成。

上述线圈骨架12为树脂制，且如图4至图7中详细所示，为了将铁芯11收容配置，在其内部设置了在前后方向（长度方向）贯穿的中空部16，并且，其一体地具有形成为剖面矩形状的大致筒状的中空主体部12a和在该中空主体部12a的前后端部分别设置的端子台部12b、端子台部12c。

在上述中空主体部12a的外周部，将作为变压器10的高压绕组起作用的第二绕组13的低压侧的线圈绕组13a（以下，称作低压侧线圈绕组13a）卷绕预定圈数而成的低压侧线圈绕组部17和从该低压侧线圈绕组部17的端部开始将第二绕组13的高压侧的线圈绕组13b（以下，称作高压侧线圈绕组13b）卷绕预定圈数而成的高压侧线圈绕组部18依次沿长度方向并排设置。另外，在中空主体部12a的外周部，分别在长度方向隔开间隔地一体设有多个凸缘状的隔板部19，该隔板部将低压侧线圈绕组部17和高压侧线圈绕组部18之间分隔开，并且分别将低压侧线圈绕组部17和高压侧线圈绕组部18的内部分隔成多个部分。

上述端子台部12b形成为，在低压侧线圈绕组部17侧以从中空主体部12a的下端侧朝向长度方向外侧前方突出的状态与中空主体部12a一体形成，上述端子台部12c形成为，在高压侧线圈绕组部18侧，以从中空主体部12a的下端侧朝向长度方向外侧后方突出的状态与中空主体部12a一体形成。另外，线圈骨架12时成形，在端子台部12b插入设置端子20a、端子20b、端子20c，在端子台部12c插入设置端子20d、端子20e、端子20f。

如图4至图7中详细所示的那样，上述壳体14为内部中空的盒状的树脂成形体，其分别包覆中空主体部12a的上表面和左右的侧面以及前后的端面，从而安装于线圈骨架12，在壳体14的下表面设有用于将线圈骨架插入内部的开口部21。

另外，在该开口部21的左右两侧分别设置有多个爪状的防脱用突起（以下，称作“卡定爪”），当将线圈骨架12插入至壳体14内的预定位置时，该防脱用突起与隔板部19的下表面卡合，从而将线圈骨架12防脱固定保持于壳体14内。

在作为上述变压器10的低压绕组起作用的上述第一绕组15所卷绕的壳体14的外周面，在其前后的端部分别形成有前侧隔板部23a和后侧隔板部23b。另外，在前侧隔板部23a和后侧隔板部23b之间，形成有中间隔板部23c。

中间隔板部23c设置在与隔板部19（图4和图6中用箭头K所指的位置的隔板部19）大致相对应的位置，该隔板部19将在线圈骨架12的中空本体部12a的外周形成的低压侧线圈绕组部17和高压侧线圈绕组部18之间分隔开。壳体14的位于后侧隔板部23b和中间隔板部23c之间的外周面被填埋。

于是，如图4所示，将第一绕组15卷绕在前侧隔板部23a和中间隔板部23c之间的整个外周区域时，该第一绕组15的两端部与卷绕于线圈骨架12的低压侧线圈绕组部17的低压侧线圈绕组13a的两端部位置吻合，第一绕组15在与低压侧线圈绕组13a重叠的状态下被卷绕。

接下来，对这样构成的变压器10的组装顺序的一个例子进行说明。首先，在线圈骨架12的低压侧线圈绕组部17处卷绕第二绕组13的低压侧线圈绕组13a，在该低压侧线圈绕组13a之后，紧接着在高压侧线圈绕组部18处卷绕第二绕组13的高压侧线圈绕组13b。另外，此时，低压侧线圈绕组13a的线圈端连接在端子20c上，高压侧线圈绕组13b的线圈端被连接在端子20d上。此外，根据需要，各线圈端和端子20c、端子20d之间可以通过焊接等固定。

然后，如图6所示，使壳体14自上方罩住卷绕有低压侧线圈绕组13a和高压侧线圈绕组13b的线圈骨架12，将线圈骨架12的中空主体部12a插入该壳体14内。并且，当线圈骨架12插入至壳体14内的预定位置时，开口部21的卡定爪22与隔板部19的下表面卡合，从而壳体14和线圈骨架12在壳体14分别包覆线圈骨架12的上表面和左右的侧面以及前后的端面的状态下彼此固定一体化。图7中所示的是该壳体14和线圈骨架12结为一体化后的状态。

接着，在被第一绕组15卷绕的壳体14之上的位置，即在与前侧隔板部23a和中间隔板部23c之间的区域相对应的外周部分，用绝缘胶带至少缠卷一周以上，以确保第二绕组13和后来被缠卷的第一绕组15之间的绝缘。

然后，在壳体14的前侧隔板部23a和中间隔板部23c之间的区域外周之上将第一绕组15按预定圈数进行卷绕，且将其线圈端分别与端子20a和端子20b连接。此外，根据需要，各线圈端和端子20a、端子20b之间通过焊接等进行固定。该第一绕组15中的线圈端的处理结束之后，将绝缘胶带12b自第一绕组15的外侧以覆盖第一绕组15的外周面的方式至少缠绕一周以上，以防止第一绕组15与外部的部件等接触后短路。至此组装完毕。

因此，这样构成的变压器10中，在使中空箱体形的壳体14自上方罩住卷绕有第二绕组13的线圈骨架12，从该壳体14的开口部21一侧将线圈骨架12收容至壳体14内的预定位置时，中空主体部12a被壳体14包覆，并且壳体14的卡定爪22与线圈骨架12卡定而防脱，能够将线圈骨架12和壳体14简单地固定为一体化，因此不需要以往的变压器构造中线圈骨架和壳体固定时进行的向线圈骨架和壳体之间填充绝缘树脂的作业。

另外，当将线圈骨架12收容于壳体14内时，如本实施例的构造，在壳体14的下表面设置开口部21，当使壳体14自上方罩住线圈骨架12而进行收容时，开口部21的大小至少具有中空本体部12a的外径的大小即可，其结果，能够使壳体14的大小变小，从而变压器10的小型化成为可能，并且能够使第一绕组15和第二绕组13的距离接近而获得高度耦合的效果。

并且，由于并非借助印刷电路板侧的通孔等而使壳体和线圈骨架一体化的构造，因此不依赖印刷电路板等的形状，形成为能够通用性的形状和构造。

此外，由于使第一绕组15的两端部与第二绕组13的低压侧线圈绕组13a的两端部吻合，且使第一绕组15与第二绕组13的低压侧线圈绕组13a重叠卷绕，因此能够减少因第一绕组15导致的在第二绕组13的高压侧线圈绕组13b中产生的寄生电容。从而，能够降低高频的电力损失。此外，由于第一绕组15和第二绕组13之间的电势差越大，寄生电容中储存的能量越大，因此通过在第二绕组13的低压侧线圈绕组13a的外周卷绕第一绕组15，能够使寄生电容中储存的能量减少，从而使得高频下的漏电流导致的电力损失的降低成为可能。并且，与第二绕组13的低压侧线圈绕组13a以重叠方式地将第一绕组15卷绕在壳体14的外周，从而能够确保第一绕组15和第二绕组13之间的绝缘性。

而且，通过将第一绕组15卷绕在壳体14的外周，与第一绕组和第二绕组都卷绕在同一线圈骨架上的结构相比，能够缩短变压器的长度方向的长度。此外，根据实验，将第一绕组和第二绕组卷绕在同一线圈骨架上这一类型的情况下，其耦合系数在0.55左右，与之相对，将第一绕组15卷绕于壳体14的外周的本实施例的构造的情况下，耦合系数为0.9左右，能够实现耦合系数的提高。

图8和图9所示的是本发明的其他实施方式的变压器，图8所示的是该变压器的概略纵剖视图，图9所示的是图8的C-C线概略纵剖视图。

图8和图9所示的变压器10中，铁芯由I型磁性体铁芯11和C型磁性体铁芯25构成，其他的构成与图1至图7中所示的变压器10相同。因此，对相同的构成部分给予相同的附图标记，省略重复说明。

在图8和图9中，C型磁性体铁芯25的两端部之间的内部宽度与线圈骨架12的中空本体部12a的长度方向的外表面之间的距离大致相等。此外，C型磁性体铁芯25被配置于壳体14的上表面的外侧，其两端部分别从壳体14的贯通孔26a、贯通孔26b插入至壳体14内部，且以分别与I型磁性体铁芯11的两端部相对接近的状态配置，成为与I型磁性体铁芯11形成闭合磁路的结构。

在这种由I型磁性体铁芯11和C型磁性体铁芯25形成闭合磁路而构成的变压器10中，能够进一步降低漏磁通。

此外，作为其他的实施方式，对使用I型磁性体铁芯11和C型磁性体铁芯25这两者的变压器进行了说明，但不使用I型磁性体铁芯11，而只使用两个C型磁性体铁芯25的构成，或者只使用两个E型磁性体铁芯的构成也是可能的。而且，也可以不将C型磁性体铁芯配置于壳体的上表面外侧，而配置于侧面的外侧。

另外，本实施方式中，对作为起低压绕组作用的第一绕组和作为起高压绕组作用的第二绕组进行了说明，但输入电压可以施加于第一绕组或者第二绕组中的任一者，此时，输出电压则变为第二绕组或者第一绕组。

以上，利用实施方式对本发明进行了说明，但显而易见的是，本发明的技术范围并不局限于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员显而易见的是，能够对上述实施方式施加上述以外的各种改变或改良。

产业上的可利用性

上述的实施方式中，对适用于高压变压器的情况进行了说明，但本发明也能够适用于高压变压器以外的绕组部件。

附图标记说明

10 变压器

11 铁芯（I型磁性体铁芯）

12 线圈骨架

12a 中空主体部

12b 端子台部

12c 端子台部

13 第二绕组

13a 低压侧的线圈绕组

13b 高压侧的线圈绕组

14 壳体

15 第一绕组

16 中空部

17 低压侧线圈绕组部

18 高压侧线圈绕组部

19 隔板部

21a～20f 端子

21 开口部

22 防脱用突起（卡定爪）

23a 前侧隔板部

23b 后侧隔板部

23c 中间隔板部

24a 绝缘胶带

24b 绝缘胶带

25 铁芯（C型磁性体铁芯）

26a，26b 贯通孔

Claims (5)

1.一种变压器，该变压器具备铁芯、第一绕组和第二绕组，其特征在于，该变压器还具备：

线圈骨架，其设有低压侧的线圈绕组部和高压侧的线圈绕组部，且在各线圈绕组部卷绕上述第二绕组；以及，

壳体，其包覆该线圈骨架的外周配置，并且在与上述低压侧的线圈绕组部的位置对应的外周卷绕上述第一绕组，

上述壳体由所设置的上表面、左右侧面以及前端面而构成。

2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，

上述第一绕组为低压绕组，上述第二绕组为高压绕组，将该第一绕组卷绕收纳于与上述低压侧线圈绕组部的两端部之间的区域对应的位置内。

3.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，

上述壳体形成为在其外周下表面设有开口部的中空盒状体，该开口部用于将上述线圈骨架收容于上述壳体内部，并且在上述开口部设置有防脱用突起，该防脱用突起用于与被收容的上述线圈骨架卡合。

4.如权利要求2所述的变压器，其特征在于，

上述壳体形成为在其外周下表面设有开口部的中空盒状体，该开口部用于将上述线圈骨架收容于上述壳体内部，并且在上述开口部设置有防脱用突起，该防脱用突起用于与被收容的上述线圈骨架卡合。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的变压器，其特征在于，

上述壳体在用于卷绕上述第一绕组的外周设置绝缘胶带。