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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Transformator des Blechtyps
und eine Entladungsleuchtenbeleuchtungsvorrichtung, die denselben
verwendet.
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STAND DER TECHNIK
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In
den letzten Jahren wurden Größenreduktion, Dickenreduktion
und Kostenreduktion bei einer Vielfalt von Transformatoren gefördert.
Dieselben Gründe werden für einen für
eine Hochspannung gestalteten Transformator ebenfalls benötigt.
Transformatoren des Blechtyps sind vorteilhaft als dünne,
nieder-energetische Transformatoren um in kleinen Vorrichtungen
verwendet zu werden. Ein Transformator des Blechtyps ist zum Beispiel
durch Übereinanderlegen einer Sekundärspule, die
durch Aufwickeln eines isolierten leitenden Drahts in der Form einer
Spirale gebildet wird, über eine Primärspule,
die durch Stanzen eines Blechs einer leitenden Platte in eine Spiralform
gebildet ist, und Befestigen der Sekundärspule auf der
Primärspule mit einem Klebstoff aufgebaut. Solche Transformatoren
des Blechtyps werden in den folgenden Patentdokumenten 1, 2 und
3 offenbart. Ferner werden miniaturisierte Transformatoren, die
für eine Hochspannung gestaltet sind, in den folgenden
Patentdokumenten 4 und 5 beispielsweise offenbart.
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Der
in Patentdokument 1 offenbarte Transformator des Blechtyps ist durch
Bilden einer Wicklung mit einem dielektrisch beschichteten spiralförmigen
leitenden Draht und der anderen Wicklung unter Verwendung eines
Musters einer Leiterplatte und ferner Befestigen beider Wicklungen
aneinander mit einem Band aufgebaut. In dem in Patentdokument 1
offenbarten Transformator des Blechtyps ist der leitende Draht,
der in einer Spiralform gewunden ist, jedoch mit einer isolierenden
Schicht bedeckt. In einem Transformator zum Erzeugen einer Hochspannung könnte
eine dielektrisch beschichtete Schicht eines leitenden Drahts zum
Sichern einer Spannungsfestigkeit gegen eine Hochspannung an dem
Ausgang dicker sein, und daher könnte der Transformator
zum Erzeugen einer Hochspannung, der eine große Zahl von
Spulenwicklungen in einer Sekundärwicklung davon benötigt,
in seiner Größe größer sein.
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In
dem Transformator des Blechtyps, der in Patentdokument 2 offenbart
ist, ist eine Wicklung aus einem dreischichtig isolierten spiralförmigen
leitenden Draht zusammengestellt, während die andere Wicklung
durch Stanzen einer leitenden Platte zusammengestellt ist, und die
eine Wicklung ist der anderen überlagert. In dem Transformator
des Blechtyps, der in Patentdokument 2 offenbart ist, ist der leitende
Draht, der in einer Spiralform gewunden ist, jedoch mit drei isolierenden
Schichten bedeckt. Wenn der Transformator als Transformator zum
Erzeugen einer Hochspannung verwendet wird, bestimmt die Spannungsfestigkeit
seiner drei isolierenden Schichten die Grenze der Spannungsfestigkeit
des Transformators.
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In
dem Transformator des Blechtyps, der in Patentdokument 3 offenbart
ist, sind eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung
in einer uniplanaren Spiralform gewunden, wobei die Primärwicklung
innerhalb angeordnet ist und die Sekundärwicklung außerhalb
angeordnet ist, und die Leitungsdrähte beider Wicklungen
sind in unterschiedlichen Positionen angeordnet. In dem Transformator
des Blechtyps, der in Patentdokument 3 offenbart ist, ist die Spannungsfestigkeit
zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung
jedoch durch die Spannungsfestigkeit jedes leitenden Drahts gesichert,
und daher ist der Transformator des Blechtyps nicht für
Transformatoren, die eine Hochspannung erzeugen, welche die Spannungsfestigkeit
des leitenden Drahts übersteigt, anwendbar.
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Der
Transformator, der in Patentdokument 4 offenbart ist, ist ein Aufspanntransformator,
eine uniplanare Spule weist eine Primärwicklung auf, die
auf ihrer Innenseite aufgewickelt ist, und weist eine Sekundärwicklung
auf, die auf ihrer Außenseite aufgewickelt ist, und der
Leitungsdraht jeder Wicklung ist mit einem isolierenden Klebstoff
in einen Schlitz eingebettet, der in dem Spulenkörper vorgesehen
ist und für jede Wicklung verwendet wird. In dem Aufspanntransformator,
der in Patentdokument 4 offenbart wird, bietet der isolierende Klebstoff,
der den Leitungsdraht darin einbettet, die Funktion des isolierenden
Elements, das die Spannungsfestigkeit sichert, und die Spannungsfestigkeit
des Transformators wird durch die Dicke des Klebstoffs bestimmt.
Der Schritt des Auffüllens des Klebstoffs darein involviert
jedoch einige Unsicherheitsfaktoren in der Qualität, wie
zum Beispiel das Zurückbleiben von Hohlräumen
und die übermäßigen oder ungenügenden
Injektionsmengen des Klebstoffs. Um den Transformator mit einer
ausreichenden Spannungsfestigkeit vorzusehen, muss der Klebstoff
daher bis auf eine wesentliche Dicke aufgefüllt werden.
Dies erfordert einen tieferen Schlitz zum Bilden der Fülltiefe,
eine große Dicke der Basis des Spulenkörpers (bewirkend
eine größere Größe davon) und
eine große Menge von selbstverständlich einzufüllendem
Klebstoff, wodurch es schwierig wird, die stabile Qualität
sicherzustellen. Aus diesem Grund ist die Struktur eines solchen
Aufspanntransformators nicht auf kompakte Hochspannung erzeugende
Transformatoren anwendbar.
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Der
in Patentdokument 5 offenbarte Transformator ist ein Hochspannungstransformator
und hat eine Struktur, wo ein uniplanarer Spulenkörper (Basis)
eine primäre Wicklung aufweist, die auf der Außenseite
davon aufgewickelt ist, und eine Sekundärwicklung aufweist,
die auf der Innenseite davon aufgewickelt ist, wobei der Leitungsdraht
der Sekundärwicklung herunter zu der Nut (Leitungsdraht-Herausziehnut)
geführt wird, die in dem Spulenkörper vorhanden
ist, und zu einem Anschluss herausgezogen wird, und die Partition
einer oberen Abdeckung an die Partition der Basis zu fügen
ist, welche die Sekundärwicklung umschließt. In
dem Transformator ist die Größe der Spannungsfestigkeit
durch die Tiefe der Nut, wo der Draht herabgeführt wird,
und die Kriechdistanz bestimmt, wo die Partition, die an der Basis
vorgesehen ist, mit der Partition überlappt, die an der
Abdeckung vorhanden ist. Wenn diese Tiefe und Distanz vergrößert
werden, wird der Transformator selbstverständlich in seiner
Größe vergrößert. Daher ist
die Struktur eines solchen Transformators nicht auf kompakte Hochspannungstransformatoren anwendbar.
- Patentdokument 1: JP-A-1996-316040
- Patentdokument 2: JP-A-1996-306539
- Patentdokument 3: JP-A-1997-199347
- Patentdokument 4: JP-A-1994-112065
- Patentdokument 5: JP-A-1994-342726
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Mit
Blick auf die oben genannten Dokumente sollte ein kompakter Transformator
entwickelt werden, der für eine Hochspannung gestaltet
ist, der die folgenden Voraussetzungen erfüllt:
Der
Kopplungsgrad zwischen einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung
ist verbessert (die Energie der Primärwicklung wird effizient
auf die Sekundärwicklung übertragen);
die
Querschnittsflächen der Drahtmaterialien der Primärwicklung
und der Sekundärwicklung sind ausreichend groß (der
Verlust zum Zeitpunkt des mit Strom Versorgens des Transformators
wird durch Reduzieren des elektrischen Widerstands davon reduziert); und
der
Transformator wird zu niedrigen Kosten hergestellt (die Materialien
sind günstig, die Zahl der Teile ist klein und der Herstellungsprozess
ist einfach).
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Der
oben beschriebene Transformator des Blechtyps ist beim Durchführen
eines kompakten und dickenreduzierten Transformators effektiv. Wenn
ein Transformator, der für eine Hochspannung gestaltet ist,
jedoch unter Verwendung eines Transformators des Blechtyps gebaut
wird, gibt es die folgenden Probleme wegen einer Schlankheit des
Transformators des Blechtyps als ein Merkmal:
Es ist schwierig,
Isolationseigenschaften und Spannungsfestigkeit in einem Bereich
sicherzustellen, wo eine hohe Potenzialdifferenz zwischen Anfangs-
und Endpunkten einer Wicklung für eine Hochspannung erzeugt
wird; und
es ist schwierig, die Isolationseigenschaften und
die Spannungsfestigkeit zwischen den Elementen, wie zum Beispiel
Wicklung und Anschluss an der Niedrigspannungsseite und dem Bereich,
wo eine Hochspannung erzeugt wird, zu erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Transformator des Blechtyps mit
einer einfachen Struktur zur Verfügung, die keinen Schaden
für ihre Schlankheit bewirkt, und die hohe Isoliereigenschaften
sicherstellt, um eine Hochspannung anzusprechen.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der
Transformator des Blechtyps gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält eine Primärwicklung, die in
der Form einer flachen Platte gebildet ist; und eine Sekundärwicklung,
die um eine Achse gewunden ist, die senkrecht zu der Fläche
der Primärwicklung ist, wobei das Ende der Sekundärwicklung
auf der in einer radialen Richtung davon mittleren Seite in einer
Richtung herausgezogen wird, die senkrecht zu der Fläche
der Primärwicklung ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es so angeordnet, dass das Ende der Hochspannungsseite der
Sekundärwicklung von der in der radialen Richtung der Wicklung
mittleren Seite herausgezogen wird, und daher wird es leicht, nicht
nur eine hohe Spannungsfestigkeit, sondern auch exzellente Isolationseigenschaften
sicherzustellen. Die Primärwicklung ist in einer flachen
Form geformt, während der Sekundärwicklungsspulenkörper
integral mit der Primärwicklung geformt oder gestaltet
sein kann, wodurch eine Größenreduktion in der
axialen Richtung davon ermöglicht wird. Ferner werden Wicklungsarbeiten
davon leicht, was die Herstellungskosten reduzieren kann. Die Primär-
und Sekundärwicklungen und Kerne können in enger
Nähe zueinander angeordnet sein, was verbesserte elektrische
Charakteristika (Kopplung) davon hervorbringt. Da die zweite Wicklung
durch Wickeln eines Leiterdrahts ohne Verwendung einer blechförmigen
Wicklung gebildet wird, kann ein Wicklungsverhältnis zwischen
den Sekundär- und Primärwicklungen vergrößert
werden, was die Erzeugung einer Hochspannung vereinfacht.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann eine Spule für die Sekundärwicklung,
die darauf gewickelt ist, die der flachen Primärwicklung
breit in der radialen Richtung gegenüberliegt, in einer
Form gebildet werden, wo die Spule eine kleine Breite und eine große
Tiefe hat. Daher kann die große Isolationsdistanz (Kriechdistanz),
die dem Radius der Sekundärwicklung entspricht, die in
vielen Schichten (die Tiefe der Nut, die durch die Sekundärwicklung gewickelt
wurde) gerollt ist, in Bezug auf eine Potenzialdifferenz zwischen
der mittleren Seite der Sekundärwicklung und dem äußeren
umfangsseitigen Abschnitt davon sichergestellt werden. Dies ermöglicht, dass
der Transformator eine einfache Struktur aufweist, um eine Hochspannung
zu erzeugen.
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KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
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1 ist
eine Längs-Querschnittsansicht eines Transformators des
Blechtyps der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Transformators des Blechtyps
der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Beispiels einer Primärwicklung
mit einer flachen Plattenform.
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4(a) ist eine perspektivische Ansicht
einer Primärwicklung mit einer flachen Plattenform gemäß einem
anderen Beispiel und 4(b) ist eine Querschnittsansicht
davon.
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5 ist
eine strukturell erklärende Ansicht des Wicklungsabschnitts
einer Primärwicklung mit einer flachen Plattenform.
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6 ist
eine strukturell erklärende Ansicht eines anderen Beispiels
des Wicklungsabschnitts einer Primärwicklung mit einer
flachen Plattenform.
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7 ist
eine Längs-Querschnittsansicht eines Transformators des
Blechtyps der ersten Ausführungsform.
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8 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der ersten Ausführungsform.
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9 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Transformators des
Blechtyps der zweiten Ausführungsform.
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10(a) ist eine perspektivische Ansicht
einer Primärwicklung mit einer flachen Plattenform eines
anderen Beispiels und 10(b) ist eine
Querschnittsansicht davon.
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11 ist
eine Längsschnittansicht eines Transformators des Blechtyps
der dritten Ausführungsform.
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12 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Transformators des Blechtyps
der dritten Ausführungsform.
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13 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Transformators des
Blechtyps der vierten Ausführungsform.
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14(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines Plattenkerns in der vierten Ausführungsform und 14(b) ist eine Querschnittsansicht davon.
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15 ist
eine schematische Konfigurationsabbildung eines Transformators des
Blechtyps der fünften Ausführungsform.
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16 ist
ein Schaltbild der fünften Ausführungsform.
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17 ist
eine schematische Konfigurationsabbildung eines Transformators des
Blechtyps der sechsten Ausführungsform.
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18 ist
ein Schaltbild der sechsten Ausführungsform.
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19(a) ist eine äußere
perspektivische Ansicht einer Modifikation der sechsten Ausführungsform
und 19(b) ist eine Querschnittsansicht
davon.
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20(a) ist eine äußere
perspektivische Ansicht einer anderen Modifikation der sechsten Ausführungsform
und 20(b) ist eine Querschnittsansicht
davon.
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21 ist
eine schematische Ansicht einer Entladungsleuchte der siebten Ausführungsform.
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22 ist
ein Schaltbild der siebten Ausführungsform.
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BESTE FORM ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
mit Bezug auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben, um die vorliegende
Erfindung detaillierter zu beschreiben.
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Erste Ausführungsform
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Die
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als
nächstes mit Bezug auf die Figuren im Detail diskutiert. 1 zeigt
in einer Querschnittsansicht einen Transformator des Blechtyps der
ersten Ausführungsform und 2 zeigt
die strukturellen Elemente davon, wobei ein Spulenkörper
entfernt ist, in einem auseinandergenommenen Zustand. Der Transformator
des Blechtyps der ersten Ausführungsform weist die grundlegendste
Struktur auf, welche die vorliegende Erfindung ausführt.
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Der
zentrale Abschnitt einer flachen Primärwicklung 1 ist
innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts eines
zylindrischen Spulenkörpers 2 eingebettet. Die
flache Primärwicklung 1 ist in den Spulenkörper 2 in
einem in dem Spulenkörper eingebetteten Zustand durch ein
Spritzgießen oder dergleichen derart integriert, dass eine
flache Primärwicklung 1 in eine metallische Form
des Spritzgießens eingesetzt wird und dann ein Harz in
die metallische Form eingespritzt wird. In einer axialen Richtung
des Spulenkörpers 2 ist eine Seite eines eingebetteten
Primärwicklungsabschnitts 2a der Primärwicklung 1 mit
einem ersten Plattenkern 3 versehen und die andere Seite
davon ist mit einem zweiten Plattenkern 5 versehen, wobei
ein Raum (Spule) 4 dazwischen angeordnet ist, welcher der
Funktion eines Abschnitts dient, der eine zweite Wicklung darauf
aufnimmt. Jene Plattenkerne 3, 5 werden miteinander
kombiniert, um integral durch den Spulenkörper 2 gehalten zu
sein, wenn der Spulenkörper 2 geformt wird, während
er die Primärwicklung 1 darin einbettet, und die Plattenkerne
bilden einen Teil des Spulenkörpers 2. Um die
Plattenkerne 3, 5 auf dem Spulenkörper 2 zu positionieren,
sind Flansche 2b, 2c an beiden Enden des Spulenkörpers 2 ausgebildet.
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Eine
Sekundärwicklung 6 ist durch Wickeln eines Leiterdrahts
um den zentralen Schaft des Spulenkörpers 2 in
dem Raum (Spule) 4 zwischen dem eingebetteten Primärwicklungsabschnitt 2a und
dem zweiten Plattenkern 5 des Spulenkörpers 2 gebildet. Ein
Leitungsdraht eines runden Querschnitts wird als der Leitungsdraht
der Sekundärwicklung 6 verwendet. Ein Ende 6a an
der radial mittleren Seite (an der zentralen Schaftseite des Spulenkörpers 2)
der Sekundärwicklung 6, welches das Ende (dienend
als ein Wicklungsstart bei einer Spulenwicklungsarbeit) an der Hochspannungsseite
der Sekundärwicklung 6 ist, wird nicht zu der
Seite der Primärwicklung 1 herausgezogen, auch
nicht von der Sekundärwicklung 6 radial nach außen
herausgezogen, sondern das Ende 6a wird zu der Seite geführt,
die der Primärwicklung 1 gegenüberliegt,
und wird ferner zu der Außenseite des zweiten Plattenkerns 5 herausgezogen.
Ein Ende 6b auf der Niedrigspannungsseite der Sekundärwicklung 6,
welches das andere Ende davon ist, wird radial nach außen
herausgezogen.
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Ein
zylindrischer Mittelkern 7 wird in den mittleren Abschnitt
des Spulenkörpers 2 eingesetzt. Ein plattenförmiger
Anschluss 8 wird zwischen den Mittelkern 7 und
den Spulenkörper 2 eingesetzt. Das Ende 6a an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 6,
das zu der Außenseite des zweiten Plattenkerns 5 herausgezogen
ist, wird mit dem Anschluss 8 verbunden. Der zweite Plattenkern 5 wird mit
einer Leitungsöffnung 9 zum Herausziehen des Endes 6a der
Sekundärwicklung 6 versehen.
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Ein
Beispiel der flachen Primärwicklung 1 ist in 3 gezeigt.
Die Primärwicklung 1, die in 3 gezeigt
ist, ist durch Befestigen von Wicklungsplatten 12a, 12b,
die durch Stanzen eines Blechs einer Metallplatte in einer Spiralform
gebildet sind, auf beiden Seiten einer isolierenden Platte 11,
die aus einem isolierenden Material gemacht ist und eine U-förmige Kontur
aufweist, und dann Verbinden des Endes 12c der Wicklungsplatte 12a mit
dem Ende 12d der Wicklungsplatte 12b durch die
isolierende Platte 11 durch Löten oder dergleichen
gebildet. Der Aufbau der flachen Primärwicklung 1 eliminiert
die Arbeit des Wickelns eines Leitungsdrahts, was eine verbesserte Produktivität
davon ergibt.
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4(a) und 4(b) zeigen
ein anderes Beispiel einer flachen Primärwicklung 13.
Die Primärwicklung 13 ist durch Bilden von spiralförmigen
Kupferfolienmustern 15a, 15b, jeweils auf beiden
Seiten einer Leiterplatte 14 und dann Verbinden der Kupferfolienmuster 15a, 15b miteinander
durch eine Durchgangsöffnung 16 gebildet. Ein
solcher Aufbau der Primärwicklung 13 eliminiert
ebenfalls die Arbeit des Aufwickelns eines Leiterdrahts, was eine
verbesserte Produktivität davon hervorbringt.
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5 und 6 zeigen
Beispiele von Spiralmustern. Die breiten Spiralmuster 17a, 17b,
die in 5 gezeigt sind, haben jeweils eine höhere
Stromdichte in dem inneren Abschnitt der Spirale und haben eine
niedrigere in dem äußeren Abschnitt davon. Die
Abschnitte, die durch a, b, c und d des Musters 17a in 5 bezeichnet
sind, sind jeweils mit den Abschnitten, die durch a', b', c' und
d' des Musters 17b bezeichnet sind, verbunden. Die Spiralmuster 18a, 18b,
die in 6 gezeigt sind, sind jeweils durch Aufteilen jedes
der Muster 17a, 17b, die in 5 gezeigt
sind, in zwei Teile durch Schlitze, die dort entlang vorhanden sind,
gebildet. Die Wegstrecke und die Querschnittsfläche der
geteilten Muster sind im Wesentlichen gleich jenen der Muster, die
in 5 gezeigt sind. Die Abschnitte, die durch a, b,
c und d des Musters 18a in 6 bezeichnet
sind, sind jeweils mit den Abschnitten, die durch a', b', c' und
d' des Musters 18b bezeichnet sind, verbunden. In der Figur
steht „iin" für den Strom in dem inneren Abschnitt
des Musters und „iout" steht für den Strom in dem äußeren
Abschnitt davon. Wie in dem Beispiel gezeigt, kann ein Aufteilen
des Querschnitts des Musters in mehrere Sektionen den Strom, der
durch die Primärwicklung fließt, gleichmäßiger
machen, wodurch das Magnetfeld, das durch die Primärwicklung
erzeugt wird, parallel und gleichmäßig in Bezug auf
die Primärwicklung sein kann. Daher ermöglicht dies,
dass der magnetische Fluss, der durch die Primärwicklung
erzeugt wird, leicht eine Verbindung mit der Sekundärwicklung
herstellen kann, und verbessert die Charakteristika des Transformators.
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Es
ist für die flache Primärwicklung zu beachten,
dass, wenn der folgende Aufbau verwendet wird: Eine Mehrzahl von
elektrischen Drähten, die jeweils einen runden Querschnitt
aufweisen, sind parallel in einer Spiralblechform gewickelt, es
auch einen ähnlichen Effekt hervorbringen kann.
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7 und 8 zeigen
einen Transformator des Blechtyps, wo ein rechteckiger Draht 19 eines rechteckigen
Querschnitts für den Leiterdraht verwendet wird, der die
Sekundärwicklung 6 bildet, als eine Modifikation
des Transformators des Blechtyps, der in 1 gezeigt
ist. Um genauer zu sein, ist der rechteckige Draht 19 innerhalb
des Raums 4 aufgewickelt, um die Sekundärwicklung 6 zu
bilden. Der einfach gerollte rechteckige Draht 19 kann
leicht mit einem hohen Raumfaktor der Wicklung gewickelt werden,
um die Sekundärwicklung 6 und eine maximale Querschnittsfläche
zur Verfügung zu stellen.
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der ersten Ausführungsform
ist der Transformator durch Formen der Primärwicklung 1 in
einer flachen Form gebildet, während die Sekundärwicklung 6 durch
Rollen eines rechteckigen Drahts in mehreren Schichten in der radialen
Richtung entsprechend der radialen Größe der Primärwicklung 1 gewickelt
wird, und damit der Abstand zwischen dem Wicklungsstartpunkt und
dem Wicklungsendpunkt vergrößert werden kann.
Ferner wird das Ende auf der radialen Mittenseite der Sekundärwicklung 6 direkt
außerhalb des Spulenkörpers 2 und der
Kerne 5, 7 herausgezogen. Mit anderen Worten wird
der Leiterdraht der Sekundärwicklung 6, der mit
einer Hochspannung beaufschlagt ist, niemals entlang der Sekundärwicklung 6 zurückgeführt,
und daher kann ein großer Abstand (Isolationsdistanz) zwischen
dem Wicklungsstartpunkt und dem Wicklungsendpunkt des Wickeldrahtmaterials
der Sekundärwicklung 6 gesetzt werden, wodurch
die Beschaffung von ausreichenden Spannungsfestigkeitseigenschaften
gegen die Hochspannung, die durch die Sekundärwicklung 6 erzeugt
wird, ermöglicht wird. Darüber hinaus sind die
Hochspannungsabschnitte des Transformators in dem Mittenabschnitt
davon konzentriert und der Hochspannungsabschnitt der Sekundärwicklung 6 ist
in dem tiefsten Abschnitt (dem radial mittigen Abschnitt der Wicklung)
des Spulenkörpers 2 angeordnet, um die Sekundärwicklung
von der Primärwicklung 1 zu isolieren, und damit
kann die Isolationsschwelle (die Dicke des Spulenkörpers 2)
und die Isolationsdistanz (die Tiefe des Spulenkörpers 2)
zwischen dem Hochspannungsabschnitt der Sekundärwicklung 6 und
der Primärwicklung 1, die mit einer niedrigen
Spannung beaufschlagt ist, sichergestellt werden. Daher kann die
Entwicklung eines Transformators des Blechtyps, der für
Hochspannungstransformatoren anwendbar ist, mit ausreichenden Isolationseigenschaften
durch eine einfache Struktur erreicht werden.
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Ferner
ist der Anschluss 8 gemäß dem Transformator
des Blechtyps der ersten Ausführungsform innerhalb eines
schmalen Raums vorhanden, der einer Hochspannung ausgesetzt ist,
und daher können die Isolationseigenschaften für
Hochspannung durch das Isolationselement gesichert werden, das von
den Elementen niedriger Spannung getrennt und innerhalb des schmalen
Bereichs angeordnet ist. Darüber hinaus fließt
kein Strom zu den anderen Elementen, wenn der zentrale Kern 7,
der von anderen Elementen isoliert ist, ein Hochspannungsausgangspotenzial
kontaktiert. Daher müssen der Anschluss 8 und
der Mittelkern 7 nicht voneinander isoliert werden. Daher
können der zentrale Kern 7 und der Anschluss 8 benachbart
zueinander ohne ein Isolationselement dazwischen angeordnet werden
und der Freiraum dazwischen kann eliminiert werden. Daher können
beide in einem kleinen Raum angeordnet sein. Insbesondere wenn magnetisches Material
mit einem hohen elektrischen Widerstand, wie zum Beispiel Ferrit
für den Mittenkern 7 verwendet wird, ist die Leckage
von Strom selbst dann klein, wenn die Anschlüsse 8 an
beiden Enden der Sekundärwicklung 6 neben dem
zentralen Kern 7 angeordnet sind, und es entsteht kein
elektrisches Problem.
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Oben
wird der Transformator des Blechtyps durch Heranziehen eines stabförmigen
Kerns als ein Beispiel eines Mittenkerns 7 diskutiert;
der Transformator kann jedoch durch Verwendung eines röhrenförmigen
Kerns konstruiert sein, der in dem Mittenabschnitt hohl ist, oder
einen Kern, der in zwei Teile aufgeteilt ist, und ferner kann der
Transformator auch unter Verwendung eines Anschlusses gebildet sein, der
innerhalb einer Röhre oder zwischen den Abschnitten eines
aufgeteilten Kerns eingeschlossen angeordnet ist.
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der ersten Ausführungsform
sind Platten 12a, 12b, deren äußere
Formen durch Pressbearbeitung geformt sind, die in 3 gezeigt
sind, auf beiden Seiten einer Platte angebracht, um die Primärwicklung 1 zu
bilden. Daher wird die Wicklungsarbeit für die Primärwicklung
unnötig und die Herstellungszeit des Transformators des
Blechtyps kann stark verkürzt werden. Ferner wird die Notwendigkeit
der Wickelarbeit der Primärwicklung auf ähnliche
Weise eliminiert, wenn das Wicklungselement, das aus einer Leiterplatte
gebildet ist, die in 4 gezeigt ist, als die Primärwicklung 1 verwendet
wird. Daher kann die Herstellungszeit des Transformators des Blechtyps
stark reduziert werden.
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der ersten Ausführungsform
ist die Primärwicklung 1 eingebettet in und integral
geformt mit dem Spulenkörper 2 mittels Spritzgießen
und daher ist der Spulenkörper 2 primär
mit der Primärwicklung 1 versehen. Daher gibt
es keine Notwendigkeit, die Primärwicklung in dem Prozess
nach der Herstellung des Spulenkörpers aufzuwickeln, wodurch
die Produktivität verbessert werden kann.
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Der
Transformator des Blechtyps der ersten Ausführungsform
wird beispielsweise für Entladungsleuchtenbeleuchtungsvorrichtungen
verwendet; er ist jedoch nicht darauf beschränkt und der Transformator
des Blechtyps ist für die Verwendung in Transformatoren
geeignet, wo die Spannung, die an die Wicklung angelegt wird oder
durch die Wicklung erzeugt wird, hoch ist, und die Isolationsabstände
zwischen den Leiterdrähten und den Anschlüssen sollten
ausreichend gesichert sein. Zum Beispiel kann die Anordnung des
Transformators gemäß der vorliegenden Erfindung
auch in einem Transformator für einen DC/DC- Wandler, wo
die Primärwicklung eine hohe Spannung aufweist (z. B. 100
V) und die Sekundärwicklung eine niedrige Spannung aufweist (z.
B. 5 V), vorteilhafter Weise ausreichende Spannungsfestigkeitseigenschaften
zur Verfügung stellen, wenn es schwierig ist, den Anschluss
von 100 V von anderen Anschlüssen zu trennen, weil der
Transformator miniaturisiert ist, wo die Elemente der Hochspannungs(100
V)-seite in dem zentralen Abschnitt davon angeordnet sind.
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Zweite Ausführungsform
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Transformators des Blechtyps der
zweiten Ausführungsform. Der Transformator des Blechtyps
ist durch Anbringen entsprechender Sekundärwicklungen auf
beiden Seiten einer Primärwicklung gebildet.
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Der
zentrale Abschnitt einer flachen Primärwicklung 21 ist
eingebettet in und gehalten durch den äußeren
Umfang des Mittelabschnitts eines Spulenkörpers 22,
der in seinem zentralen Abschnitt zylindrisch ist. Die flache Primärwicklung 21 wird
in einem Zustand gehalten, wo die Wicklung in den Spulenkörper 22 durch
Spritzguss oder dergleichen eingebettet ist, wodurch die flache
Primärwicklung 21 innerhalb einer metallischen
Form aus Spritzguss eingesetzt ist und dann ein Harz in die metallische
Form eingespritzt wird. Ein erster Plattenkern 25 und ein
zweiter Plattenkern 26 sind jeweils dem eingebetteten Abschnitt 22a gegenüberliegend
und davon durch Räume 23, 24 auf beiden
Seiten in einer axialen Richtung des Spulenkörpers 22 beabstandet
vorgesehen, wodurch der eingebettete Abschnitt 22a der
Primärwicklung 21 zentriert wird. Diese Plattenkerne 25, 26 sind zusammen
integral durch den Spulenkörper 22 gehalten, wenn
der Spulenkörper 22 geformt ist, während
die Primärwicklung 1 darin eingebettet wird, um einen
Teil des Spulenkörpers 22 zu bilden. Um die Plattenkerne 25, 26 auf dem
Spulenkörper 22 zu positionieren, sind Flansche 22b, 22c an
beiden Enden des Spulenkörpers 22 ausgebildet.
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Sekundärwicklungen 27, 28 sind
durch Aufwickeln von Leiterdraht um den zentralen Schaft des Spulenkörpers 22 mit
Räumen (Spulen) 23, 24 jeweils zwischen
dem eingebetteten Abschnitt 22a der Primärwicklung
des Spulenkörpers 22 und den ersten und zweiten
Plattenkernen 25 und 26 gebildet. Ein Leiterdraht
eines runden Querschnitts oder rechteckigen Querschnitts wird für
den Leiterdraht der Sekundärwicklungen 27, 28 verwendet.
Enden 27a, 28a auf der in der radialen Richtung
mittleren Seite (an der zentralen Schaftseite des Spulenkörpers 22)
der Sekundärwicklungen 27, 28, welche
die Enden der Hochspannungsseite der Sekundärwicklungen
sind, werden nicht in der radialen Richtung der Sekundärwicklungen 27, 28 nach
außen herausgezogen, und die Enden werden jeweils außerhalb
der Plattenkerne 25, 26 herausgezogen. Enden 27b, 28b auf
den Niedrigspannungsseiten der Sekundärwicklungen 27, 28,
welche die anderen Enden davon sind, werden radial nach außen
herausgezogen.
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Ein
zylindrischer Mittelkern 29 wird in den inneren Abschnitt
des Spulenkörpers 22 eingesetzt. Plattenförmige
Anschlüsse 30, 31 werden zwischen den
Mittelkern 29, der aus magnetischem Material von hohem
elektrischen Widerstand gemacht ist, und den Spulenkörper 22 von
beiden Enden des Spulenkörpers 22 eingesetzt.
Die Enden 27a, 28a der Hochspannungsseite der
Sekundärwicklungen 27, 28, die außerhalb
der Plattenkerne 25, 26 herausgezogen sind, werden
mit den Anschlüssen 30, 31 verbunden. Die
Plattenkerne 25, 26 sind mit Leitungsöffnungen 32, 33 zum
Herausziehen der Enden 27a, 28a der Sekundärwicklungen 27, 28 versehen.
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Die
flache Primärwicklung 21 ist geformt, wie in 3 und 4 gezeigt
ist, und die Kante des Substrats davon steht radial hervor, um einen
Zwischenanschluss zu bilden. Mit Bezug auf den Zwischenanschluss
werden die Enden 27b, 28b, die in einer radialen
Richtung der Sekundärwicklungen 27, 28 herausgezogen
wurden, verschränkt, wodurch die Sekundärwicklungen 27, 28 miteinander
verbunden werden. Das bedeutet, die Zahl der Spulenwicklungen der
Sekundärwicklung kann verteilt werden, die Größe
in einer Durchmesserrichtung der Sekundärwicklung kann
reduziert werden, der Abstand zwischen der Primärwicklung
und der Sekundärwicklung kann verringert werden, eine hohe
Kopplung dazwischen kann zur Verfügung gestellt werden
und die Charakteristika des Transformators können verbessert
werden.
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Zusätzlich
zeigt 9 einen schematischen Verbindungsschaltkreis,
zusätzlich zu den Strukturen davon. Eine Leistungsquelle 34 ist
mit der Primärwicklung 21 verbunden. Der Leiterdraht,
der mit der einen Seite der Primärwicklung 21 verbunden
ist, ist mit dem Anschluss 31 auf der Hochspannungsseite davon
verbunden.
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In
dem in 9 gezeigten Transformator des Blechtyps wird hoch
isolierendes Material für die Plattenkerne 25, 26 verwendet,
und die Plattenkerne 25, 26 sind nicht bedeckt.
Ferner zeigen 10(a) und 10(b) ein Beispiel, wo die Plattenkerne 41, 42, die
den entsprechenden Flächen der Primärwicklung 21 gegenüberliegend
sind, vollständig innerhalb des Spulenkörpers 43 eingebettet
sind. Um den Spulenkörper 43 zu formen, sind die
flache Primärwicklung 21 und die Plattenkerne 41, 42 innerhalb
einer metallischen Form positioniert und dann wird das isolierende
Harz in die metallische Form eingespritzt. Die flache Primärwicklung 21 wird
als eingebetteter Primärwicklungsabschnitt 43a ausgebildet
und die Plattenkerne 41, 42 werden jeweils als
eingebettete Plattenkernabschnitte 43b, 43c ausgebildet.
Die Räume zwischen dem eingebetteten Primärwicklungsabschnitt 43a und
jedem der eingebetteten Plattenkernabschnitte 43b, 43c bilden
jeweils eine Spule und Leiterdraht wird um die Spule gewickelt,
um die Sekundärwicklungen 27, 28 zu bilden.
In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, den zentralen Kern integral
mit dem Spulenkörper 43 durch Formen des zentralen
Kerns (nicht gezeigt. Siehe den zentralen Kern 29, der
in 9 gezeigt ist) mit Harz, in das magnetisches Pulver
eingesetzt ist, zu bilden. In diesem Fall ist es bevorzugt, die
Querschnittsfläche des zentralen Kerns zu vergrößern,
um dessen Permeabilität zu erhalten. Ferner ist in dem
Beispiel der eingebettete Plattenkernabschnitt 43b mit
einer Nut 44 versehen, die in der radialen Richtung nach
außen zeigt, um das Ende der Wicklung herauszuziehen, und
dies wird später diskutiert werden.
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der zweiten Ausführungsform
ist die Sekundärwicklung aufgeteilt und daher kann die
Größe davon auch in der radialen Richtung zusätzlich
zu dem vorteilhaften Effekt des Transformators des Blechtyps der
ersten Ausführungsform reduziert werden. Der Abstand zwischen
der Primärwicklung 21 und den Sekundärwicklungen 27, 28 kann
reduziert werden, eine hohe Kopplung dazwischen kann erhalten werden
und die Charakteristika des Transformators können verbessert
werden.
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Dritte Ausführungsform
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Transformators des Blechtyps der
dritten Ausführungsform. Der Transformator des Blechtyps
ist angeordnet, um die Leckage des magnetischen Flusses, der darin
erzeugt wird, so weit wie möglich zu reduzieren.
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Eine
leicht abgewinkelte Wellenform, die mit etwas Neigung aufsteigt,
wird für den Hochspannungspuls benötigt, der in
einer Beleuchtung einer Entladungsleuchte (HID-Birne) gebraucht
wird. Aus diesem Grund kann ein plattenförmiges magnetisches
Material, das einen offenen magnetischen Kreislauf bildet, als ein
Zündungstransformator einer Entladungsleuchtenvorrichtung
verwendet werden. In Transformatoren, die für einen DC/DC-
oder DC/AC-Wandler verwendet werden, ist es jedoch bevorzugt, den
gesamten magnetischen Fluss, der durch eine Primärwicklung
erzeugt wird, dazu zu bringen, eine Verbindung mit einer Sekundärwicklung
herzustellen, wird es benötigt, die Kopplung dazwischen
zu verstärken, und, um die Kopplung stärker zu
machen, ist es nötig, den magnetischen Kreislauf in einem
Zustand eines geschlossenen magnetischen Kreislaufs zu platzieren.
Aus diesem Grund ist es in der dritten Ausführungsform
angeordnet, dass eine Wand, die aus einem magnetischem Körper
gemacht ist, der alle oder im Wesentlichen alle der Umfangsabschnitt
der Sekundärwicklung und Teil der Primärwicklung
bedeckt, vorhanden ist.
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In
dem Transformator des Blechtyps ist der zentrale Abschnitt einer
flachen Primärwicklung 51 eingebettet in und gehalten
durch den äußeren Umfangsabschnitt eines Spulenkörpers 52,
der in dem Mittelabschnitt zylindrisch ist. Die flache Primärwicklung 51 wird
in einem Zustand gehalten, wo die Wicklung in dem Spulenkörper 52 durch
Spritzguss oder das Äquivalent eingebettet ist, wodurch
die flache Primärwicklung 51 in eine metallische
Form von Spritzgießen eingesetzt ist und dann Harz in die
metallische Form eingespritzt wird. Die Sekundärwicklungen 53, 54 sind
durch Wickeln von Leiterdraht um den Schaftabschnitt des Spulenkörpers 52 auf
beiden Seiten des eingebetteten Abschnitts 52a der Primärwicklung 51 in
der axialen Richtung gebildet. Ein Leiterdraht eines runden Querschnitts
oder rechteckigen Querschnitts wird als der Leiterdraht der Sekundärwicklungen 53, 54 verwendet.
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Die
Primärwicklung 51 und die Sekundärwicklungen 53, 54 sind
voneinander in der axialen Richtung separiert, wie in 11 gezeigt;
sie sind jedoch mit einem Kern 55 bedeckt, der von einer
Becherform und vertikal aufgeteilt ist, wie in 12 gezeigt.
Zwei becherförmige Kerne 55 werden zusammengebracht
und mit dem Spulenkörper 52 gekoppelt. Dies ist
der Fall, weil der magnetische Kreis geschlossen ist, um den Magnetismus
daran zu hindern, hinauszudringen, und dadurch wird die Induktion
vergrößert. Der zentrale Abschnitt des Spulenkörpers 52 ist
mit einem zentralen Kern 56 versehen. Anschlüsse 57, 58 sind
zwischen dem Spulenkörper 52 und dem zentralen
Kern 56 vorhanden.
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Oben
wird der Transformator des Blechtyps durch Hinzuziehen eines stabförmigen
Kerns als ein Beispiel des zentralen Kerns 56 diskutiert;
er kann jedoch so angeordnet sein, dass Öffnungen durch
die zentralen Abschnitte der beiden Enden des Kerns vorhanden sind,
und die Anschlüsse 57, 58 dadurch eingesetzt
und darin befestigt sind.
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Die
Enden auf der axialen Innenseite der Sekundärwicklungen 53, 54 werden
jeweils nach außen von dem becherförmigen Kern 55 durch
die Öffnungen (nicht gezeigt), die durch den becherförmigen Kern 55 vorhanden
sind, herausgezogen und werden mit den Anschlüssen 57, 58 verbunden.
Die Enden, die von den Sekundärwicklungen 53, 54 radial
nach außen herausgezogen werden, werden nicht von dem becherförmigen
Kern 55 nach außen herausgezogen, und sie werden
darin miteinander verbunden. Der Kern 55, der unterhalb
in dem Zustand, der in 11 gezeigt ist, angeordnet ist,
ist derart mit einer Öffnung oder einem Schlitz 60 versehen,
dass ein Teil der flachen Wicklung 51 vorsteht, und eine
Leistungsquelle ist mit dem Abschnitt der flachen Wicklung 51 verbunden,
der von dem Kern 55 vorsteht (siehe 9).
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der dritten Ausführungsform
sind die Umfänge der Primärwicklung 51 und
der Sekundärwicklungen 53, 54 mit dem
becherförmigen Kern 55 bedeckt, zusätzlich
zu dem vorteilhaften Effekt durch die erste Ausführungsform,
und dadurch kann fast der gesamte magnetische Fluss, der durch die
Primärwicklung 51 erzeugt wird, zu einer Verbindung
mit den Sekundärwicklungen 53, 54 geführt
werden. Daher wird die Leckage des magnetischen Flusses reduziert
und die Charakteristika des Transformators verbessert.
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Vierte Ausführungsform
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13 zeigt
eine äußere perspektivische Explosionsansicht
eines Transformators des Blechtyps der vierten Ausführungsform.
Der Transformator des Blechtyps ist ein Transformator, der in der
Form des Plattenkerns des Transformators des Blechtyps, der in 9 gezeigt
ist, verbessert ist.
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In
der Sekundärwicklung sind Leiterdrähte in einer
oder mehreren Schichten gerollt und daher kann ein Abstand zwischen
den unteren und den oberen Schichten der Wicklung gehalten werden. Daher
sind die unteren Schichten von den oberen Schichten mit einer großen
Potenzialdifferenz isoliert und die unterste Schicht wird direkt
in einer axialen Richtung davon herausgezogen, um dadurch eine Spannungsfestigkeit
sicherzustellen. In den oben beschriebenen Ausführungsformen
ist es eingerichtet, dass eine Öffnung durch die mittlere
Seite des Plattenkerns gebohrt wird und der Leiterdraht dadurch herausgezogen
wird; in der vierten Ausführungsform, wie in 13 gezeigt
ist, sind jedoch Plattenkerne 61, 62, die auf
beiden Seiten des eingebetteten Abschnitts 22a der Primärwicklung 21 vorgesehen
sind, die dazwischen eingesetzt ist, mit Schlitzen 63, 64 versehen,
die sich jeweils radial von der zentralen Öffnung davon
durch den umfangsseitigen Abschnitt davon erstrecken. Wenn die Sekundärwicklungen gebildet
werden, wird zuerst ein Leiterdraht durch den zentralen Abschnitt
des Spulenkörpers 22 durch den Schlitz 63, 64 fallengelassen
und der Leiterdraht dann um den Spulenkörper 22 gewickelt,
um dadurch die Sekundärwicklung zu bilden. D. h., ein einfaches Herunterfallen
des Leiterdrahts durch den Schlitz 63, 64 kann
das Ende der Wicklung einer Hochspannung von dem Plattenkern nach
außen herausziehen und so kann die Sekundärwicklung
leicht hergestellt werden.
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14(a) und 14(b) zeigen
einen Plattenkern 65, der eine Modifikation des Plattenkerns 61 ist
(der Plattenkern 62 ist ebenfalls ähnlich dazu).
Der Plattenkern 65 ist in dem zentralen Abschnitt verdickt und
in dem umfangsseitigen Abschnitt ausgedünnt. Der durch
die Primärwicklung erzeugte magnetische Fluss ist in seiner
Menge in jedem Querschnitt des magnetischen Kreises gleichmäßig,
und daher kann ein Vergleichmäßigen der magnetischen
Kreise der Abschnitte im Querschnitt die magnetische Flussdichte
in dem magnetischen Element gleichmäßig machen.
Damit jeder der Abschnitte des magnetischen Elements eine gleichmäßige
Querschnittsfläche in Bezug auf die Richtung des magnetischen Flusses
hat, kann es daher eingerichtet sein, dass die Dicke des magnetischen
Kreises, die dem Abschnitt gegenübersteht, wo die umfangsseitige
Länge der Wicklung in der Nähe des mittleren Kerns
kurz ist, vergrößert wird und die Dicke des magnetischen Kreises,
der dem Abschnitt gegenüberliegt, wo die umfangsseitige
Länge in dem Umfangsabschnitt der Wicklung lang ist, reduziert
wird. Mit Bezug auf 14(a) und 14(b) ist die magnetische Querschnittsfläche
des inneren umfangsseitigen Abschnitts des Kerns 65 2π·r1·t1,
wobei der Radius r1 und die Dicke t1 ist, und die magnetische Querschnittsfläche
des äußeren Umfangsabschnitts des Kerns ist 2π·r2·t2,
wobei der Radius r2 und die Dicke t2 ist. Selbst wenn die Dicke
t2 des Kerns in dem äußeren umfangsseitigen Abschnitt
dünner gemacht wird als die Dicke t1 davon in dem zentralen
Abschnitt, verringert der ausgedünnte Kern daher nicht den
magnetischen Fluss. Wie oben beschrieben, verringert die Reduktion
der Dicke des Abschnitts des magnetischen Elements, das dem äußeren
umfangsseitigen Abschnitt der Wicklung gegenüberliegt,
die Verwendung des Harzes, in das teures magnetisches Materialpulver
eingefügt wird, und somit können Transformatoren
zu niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Gemäß der
vierten Ausführungsform ist der Plattenkern mit einem Schlitz
versehen, der zum Herausziehen des Leiterdrahts verwendet wird,
und daher kann das Ende des Leiterdrahts leicht von der zentralen
Seite des Spulenkörpers herausgezogen werden, bevor die
Sekundärwicklung aufgewickelt wird, zusätzlich
zu dem Effekt der ersten Ausführungsform. Eine Wickeloperation
wird leicht.
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Fünfte Ausführungsform
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15 zeigt
eine schematische Einstellung eines Transformators des Blechtyps
der fünften Ausführungsform und 16 zeigt
den Schaltkreis davon. Der Transformator des Blechtyps verwendet
ein verbessertes Wickelverfahren der Sekundärwicklung.
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In
dem Transformator des Blechtyps, der durch Aufteilen der Sekundärwicklung
zwischen beiden Seiten der Primärwicklung gebildet ist,
wie in 9 und anderen Figuren gezeigt ist, wird die Wickelrichtung
der Sekundärwicklung zwischen einer linksseitigen Sekundärwicklung 72 und
einer Rechtsseitigen 73 mit einer Primärwicklung 71 als
Grenze umgekehrt (Pfeile in der Figur zeigen die jeweiligen Wickelrichtungen);
das Niedrigspannungsende 72a der Niedrigspannungsseitenwicklung 72 der
Sekundärwicklung und das Hochspannungsende 73a der Hochspannungsseitenwicklung 73 davon
sind auf den jeweiligen mittleren Seiten der Sekundärwicklung
angeordnet; und das Hochspannungsende 72b der Niedrigspannungsseitenwicklung 72 der
Sekundärwicklung und das Niedrigspannungsende 73b der Hochspannungsseitenwicklung 73 davon
sind an dem Primärwicklungsanordnungsabschnitt verbunden.
Der Randabschnitt des Substrats der Primärwicklung 71 ist
mit einem radial nach außen vorstehenden Verbindungsabschnitt
(Verschränkungsabschnitt) 74 versehen, um das
Hochspannungsende 72b der Niedrigspannungsseitenwicklung 72 und
das Niedrigspannungsende 73b der Hochspannungsseitenwicklung 73 miteinander
zu verbinden. 15 und 16 zeigen
den Verbindungszustand einer Leistungsquelle 75 und der
Wicklungen 71, 72 und 73 und Bezugszeichen
(1)–(8) bezeichnen die Verbindungspunkte davon.
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Die
zentralen Seitenenden der Spulenkörper der Sekundärwicklungen 72, 73,
d. h., das Niedrigspannungsende 72a der Niedrigspannungsseitenwicklung 72 der
Sekundärwicklung und das Hochspannungsende 73a der
Hochspannungsseitenwicklung 73 davon werden nach außen
in der axialen Richtung des Spulenkörpers durch die Öffnungen oder
Schlitze herausgezogen, die durch die Kernplatte des Spulenkörpers
wie in den oben beschriebenen Fällen vorhanden sind.
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Bei
einem herkömmlichen Einwegwickelverfahren ist es nötig,
dass die Wicklung eines Drahtmaterials an dem tiefsten Abschnitt
eines Spulenkörpers begonnen wird, das Drahtmaterial bis
zu dem radial äußersten Abschnitt aufgewickelt
wird, dann das Drahtmaterial in den tiefsten Abschnitt eines Spulenkörpers
geführt wird, der dazu benachbart ist, und weiter das Material
wieder in Richtung des Umfangs aufgewickelt wird. Um das Drahtmaterial
in den tiefsten Abschnitt davon von dem radial äußersten
Umfang zu leiten, ist es nötig, dass eine Partition zum Separieren
der benachbarten Spulenkörper mit einem Abstand zum Sichern
einer Isolation zwischen dem Drahtmaterial und den Wicklungen, die
um die Spulenkörper gewickelt sind, vorhanden ist und ferner,
dass die Partition mit einer Nut oder einem Raum zum Leiten des
Drahtmaterials in den tiefsten Abschnitt davon von dem radial äußersten
Umfang versehen ist. Daher ist es unmöglich, die Dicke
der Partition, die zwischen den benachbarten Spulenkörpern positioniert
ist, zu reduzieren. Die Dicke der Partition vergrößert
die Länge des Spulenkörpers und daher ist die
Dicke davon ein Problem beim Reduzieren der axialen Länge
des Spulenkörpers.
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Wie
in der fünften Ausführungsform, wenn die Sekundärwicklung
in die Niedrigspannungsseitensekundärwicklung 72 und
die Hochspannungsseitensekundärwicklung 73 mit
der Primärwicklung 71 als Grenze aufgeteilt wird;
wird die Wickelrichtung der Sekundärwicklung zwischen der
Niedrigspannungsseitensekundärwicklung und der der Hochspannungsseite
umgedreht; und das Niedrigspannungsseitenende 72a der Niedrigspannungsseitensekundärwicklung 72 und
das Hochspannungsseitenende 73a der Hochspannungsseitensekundärwicklung 73 sind
an dem zentralen Abschnitt zwischen den Sekundärwicklungen 72, 73 angeordnet,
wobei die Enden 72b, 73b der radial äußersten
Umfänge der Niedrigspannungsseitensekundärwicklung 72 und
der Hochspannungsseitensekundärwicklung 73 von
dem gleichen Potenzial sein werden. Wenn die Enden 72b, 73b der äußersten
Umfangsabschnitte der Niedrigspannungsseitensekundärwicklung
und der Hochspannungsseitensekundärwicklung miteinander
an der Position der Primärwicklung 71, die zwischen
den Sekundärwicklungen 72, 73 angeordnet ist,
verbunden werden, ist es möglich, sie in der kürzesten
Distanz ohne ein Führen der Sekundärwicklungen 72, 73 von
dem äußersten Umfang zu dem tiefsten Abschnitt
zu verbinden, die jeweiligen Sekundärwicklungen (Abschnitte) 72, 73,
in welche die Sekundärwicklung aufgeteilt ist, und die
Primärwicklung 71, die in der Mitte dazwischen
angeordnet ist, in enger Beziehung zueinander anzuordnen, und dadurch die
Herstellung eines Spulenkörpers mit einer axial verkürzten
Länge zu erreichen.
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Um
die Sekundärwicklung in der Wickelrichtung, die an dem
Mittelpunkt umgedreht wird, aufzuwickeln, ist es nötig,
die Sekundärwicklung in zwei Teilen der Niedrigspannungssekundärwicklung 72 und
der Hochspannungssekundärwicklung 73 aufzuwickeln.
Zu diesem Zeitpunkt sollte die als zweite aufgewickelte Sekundärwicklung 73 (oder 72)
derart aufgewickelt werden, dass der Anschlussabschnitt der zuerst
aufgewickelten Sekundärwicklung 72 (oder 73)
nicht abgewickelt wird. Daher wird die Leiterplatte, welche die
Primärwicklung 71 bildet, dazu gebracht, teilweise
radial nach außen vorzustehen, um den Verbindungsabschnitt 74 zu
bilden, und der Anschlussabschnitt der aufgewickelten Sekundärwicklung
wird um den Abschnitt verschränkt. Das Wicklungsende 72b wird
um den Abschnitt verschränkt, was die aufgewickelte Sekundärwicklung 72 (oder 73)
daran hindert, abgewickelt oder gelöst zu werden. Ferner
werden auf dem Verbindungsabschnitt 74 (dem Knoten (6))
die Enden 72b, 73b der Sekundärwicklungen 72, 73 miteinander
verbunden und daher wird die Verbindung zwischen den Enden 72b und 73b leicht.
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Wenn
Löten als das Verfahren zum elektrischen Verbinden der
Sekundärwicklungen 72, 73, die in zwei
Teilen ausgebildet sind, verwendet wird, muss der Verbindungsabschnitt 74 zusätzlich
der Schmelztemperatur des Lötens widerstehen. Zu diesem
Zeitpunkt ist das Vorsehen eines metallischen Anschlusses auf dem
Verbindungsabschnitt 74 ein mögliches Verfahren.
Wenn die Primärwicklung 71 unter Verwendung einer
Leiterplatte hergestellt ist, stellt ein Bilden eines vorsprungförmigen
Verbindungsabschnitts, der mit einer Kupferfolie an einem Platz
auf dem Element für die Primärwicklung kaschiert
ist, einen Verbindungsabschnitt mit ausreichender Wärmeresistenz
gegen die Wärme, die beim Löten übertragen
wird, zur Verfügung, und daher kann eine positive elektrische
Verbindung dazwischen durch Löten vorgesehen werden.
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der fünften Ausführungsform
kann ein Transformator des Blechtyps, der in der axialen Richtung
kurz ist, wie hierin zuvor beschrieben wurde, zur Verfügung gestellt
werden. Ferner ist der Verbindungsabschnitt 74 zum Verschränken
der Wicklung darauf vorgesehen, und daher wird die Verbindung zwischen
den Sekundärwicklungen 72, 73 leicht,
wodurch die Wickelarbeit vereinfacht werden kann.
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Sechste Ausführungsform
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17 zeigt
einen schematischen Aufbau eines Transformators des Blechtyps der
sechsten Ausführungsform, und 18 zeigt
das Schaltbild davon. Der Transformator des Blechtyps verwendet das
verbesserte Wickelverfahren der Sekundärwicklung.
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Sekundärwicklungen 82, 83 sind
jeweils gewickelt und ausgebildet in zwei Teilen zwischen beiden
Seiten einer Primärwicklung 81 (die Pfeile der
Figur zeigen die Richtungen, in denen die Wicklungen gewickelt sind).
Die Wicklungsendabschnitte 82a, 83a der aufgeteilten
Sekundärwicklungen 82, 83, die zu den
jeweiligen zentralen Schaftseiten herausgezogen werden, dienen für
die Funktion der jeweiligen Ausgangsanschlüsse der Hochspannungsseiten,
deren Polaritäten voneinander unterschiedlich sind, und die
Wicklungsenden 82b, 83b davon, die von den jeweils äußersten
Umfangsseiten der Sekundärwicklungen 82, 83 herausgezogen
sind, dienen jeweils der Funktion der Eingangsanschlüsse
der Niedrigspannungsseiten. 17 und 18 zeigen
die Zustände, wo die Leistungsquelle 75 und die
Wicklungen 81, 82 und 83 verbunden sind,
und die Bezugszeichen (1)–(10) bezeichnen deren Verbindungspunkte.
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Die
mittleren Seitenenden in Bezug auf den Spulenkörper der
Sekundärwicklungen 82, 83, nämlich
das Hochspannungsende 82a der Niedrigspannungsseitenwicklung 82 der
Sekundärwicklung und das Hochspannungsende 83a der
Hochspannungsseitenwicklung 83 davon sind in der axialen
Richtung des Spulenkörpers durch die Öffnungen
oder Schlitze nach außen herausgezogen, die durch die Kernplatte
an dem Spulenkörper vorgesehen sind, wie bei den oben beschriebenen
Fällen.
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Wenn
die Sekundärwicklung in die Wicklungen 82, 83 aufgeteilt
ist, die hohe Spannungen ausgeben, deren Polaritäten voneinander
unterschiedlich sind, mit der Primärwicklung 81 als
Grenze, und wobei die jeweiligen Hochspannungsenden 82a, 83a an
den mittleren Abschnitten der Sekundärwicklungen 82, 83 angebracht
sind, kann ein Hochspannung erzeugender Transformator, der gleichzeitig
die Plus-Seitenausgabe und die Minus-Seitenausgabe ausgibt, deren
Polaritäten zueinander umgekehrt sind, konstruiert werden.
Wenn zum Beispiel der Transformator für einen Transformator
für einen Zünder verwendet wird, der ein Leuchten
einer Entladungsleuchte (HID-Birne) startet, wird die Ausgabe der
Entladungsleuchtenvorrichtung mit der Niedrigspannungseingabeseite
beider Sekundärwicklungen auf der äußersten
Umfangsseite verbunden, und die Enden 82a, 83a beider
Sekundärwicklungen, die eine hohe Spannung an der zentralen
Seite ausgeben, sind mit den entsprechenden Anschlüssen
der Entladungsleuchte (Verbindungspunkte (1), (10) in den Figuren)
verbunden. Während die Potenzialdifferenz zwischen den
beiden Hochspannungsenden hoch ist und Hochspannung ausreichend
an die Entladungsleuchte angelegt wird, ist die Spannung, die an
jeden der Anschlüsse der Entladungsleuchte angelegt wird,
dadurch 1/2 der Spannung, deren Polarität von der des anderen
unterschiedlich ist. Daher dient der Übertrag der Funktion
eines Übertragens für einen Zünder, was
für Isolationseigenschaften und Sicherheit bevorzugt wird.
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Ein
Element, das die Primärwicklung 81 bildet, zum
Beispiel eine Leiterplatte 81a, ist mit Verbindungsabschnitten
(Verschränkungsabschnitten) 85, 86 zum
Ausgeben durch Hervorstehen der Leiterplatte in einer radialen Richtung
davon versehen; das Hochspannungsende 82a der Sekundärwicklung 82 auf
der Niedrigspannungsseite (Verbindung (1)) ist mit dem Verbindungsabschnitt 85 verbunden;
und das Hochspannungsende 83a der Sekundärwicklung 83 auf
der Hochspannungsseite (Verbindung (10)) ist mit dem Verbindungsabschnitt 86 verbunden.
Ferner ist das Element, das die Primärwicklung 81 bildet,
mit Verbindungsabschnitten 87, 88 zum Verbinden
der Niedrigspannungsseiten der Sekundärwicklungen 82, 83 mit
einem Weg, der zu der Primärwicklung 81 von einer
Leistungsquelle 84 führt (Verbindungen (4), (7))
versehen.
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Wenn
Löten für das Verfahren des elektrischen Verbindens
der Sekundärwicklungen 82, 83, die in
zwei Teilen ausgebildet sind, verwendet wird, sollten in diesem
Zusammenhang die Verbindungsabschnitte 85, 86, 87 und 88 der
Schmelztemperatur des Lötmetalls widerstehen, und daher
ist ein zur Verfügung stellen eines metallischen Anschlusses auf
jeder der Verbindungsabschnitte 85 bis 88 ein mögliches
Verfahren. Aufteilen der Sekundärabschnitte in zwei Teile
leistet jedoch die Hälfte der Spannung, die an jedem der
Hochspannungsseitenenden der Sekundärwicklungen erzeugt
wird; daher kann selbst die Isolationsstruktur, die schwierig ist
in Bezug auf die Hochspannung an dem Hochspannungsausgangsanschluss,
die durch eine Sekundärwicklung mit einer Wicklung auf
einer Seite erzeugt ist, mit einer einfachen Struktur durch den
Vorteil der Tatsache hergestellt werden, dass die Spannung an jedem
der Anschlüsse in der Ausführungsform verringert
ist. Wenn zum Beispiel ein Abschnitt des Elements für die
Primärwicklung, das aus einer Leiterplatte geformt ist,
mit vorstehenden Verbindungsabschnitten 85, 86 zum
Verschränken der Hochspannungsenden der Sekundärwicklung,
die in zwei Teile aufgeteilt ist, versehen ist, können
die Hochspannungsausgangsanschlüsse der Sekundärwicklung mit
einer ausreichenden Spannungsfestigkeit und Wärmebeständigkeit
mit einer einfachen Struktur ausgebildet werden.
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19(a) und 19(b) zeigen
eine äußere perspektivische Ansicht bzw. eine
Querschnittsansicht einer Modifikation der sechsten Ausführungsform.
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Der
Transformator der sechsten Ausführungsform ist derjenige,
wo die Sekundärwicklung eingerichtet ist, um die zwei Halbspannungen
mit entgegen gesetzten Polaritäten auszugeben, und hohe Spannungsfestigkeitseigenschaften,
die Spannungen an dem Hochspannungsabschnitt und dem Niedrigspannungsabschnitt
widerstehen, können durch das folgende Verfahren sichergestellt
werden. Die Strukturen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung
sind dieselben wie die, die in 17 und 18 gezeigt
sind; in 19(a) und Fig. (b) ist jedoch
ein Spulenkörper zusätzlich zu den Strukturen davon
gezeigt. Wie in 19(a) und 19(b) gezeigt ist, ist eine Primärwicklung 92 integral
in den Mittelabschnitt eines Spulenkörpers 91 zylindrisch
in dem mittleren Abschnitt eingebettet. Plattenkerne 93, 94,
die einen Teil des Spulenkörpers 91 darstellen, sind
an dem Spulenkörper 91 befestigt und liegen dem
eingebetteten Abschnitt 91a der Primärwicklung 92 in
dem Spulenkörper 91 gegenüber. Jeder
der Plattenkerne 93, 94 ist mit einem Schlitz 95 zum Durchleiten
der Wicklung dadurch versehen. 19(a) zeigt
nur den Schlitz 95 auf der Seite des Plattenkerns 93;
der andere Plattenkern 94 ist jedoch ähnlich mit
einem Schlitz versehen, der dadurch geformt ist.
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Eine
Leiterplatte 92a, die das strukturelle Element der Primärwicklung 92 ist,
ist mit radial nach außen vorstehenden Verbindungsabschnitten
(Verschränkungsabschnitten) 96, 97 versehen,
die mit Kupferfolie kaschiert sind (entsprechend den Verbindungsabschnitten 85, 86,
die in 17 gezeigt sind). Die Verbindungsabschnitte 96, 97 sind
in einer Zick-Zack-Form mit Schlitzen 98, 99 ausgebildet,
die abwechselnd von dem Ende vorgesehen sind, so dass die Kriechdistanz
davon vergrößert wird. Ferner ist die Leiterplatte 92a mit
radial nach außen vorstehenden Verbindungsabschnitten 100, 101 versehen, die
mit Kupferfolie kaschiert sind (entsprechend den Verbindungsabschnitten 87, 88,
die in 17 gezeigt sind).
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Der
Raum zwischen dem eingebetteten Primärwicklungsabschnitt 92a und
jeden der Plattenkerne 93, 94 ist mit einer Sekundärwicklung
versehen, die durch Winkeln eines Leiterdrahts (Kupferdraht oder
dergleichen) ausgebildet ist, wie in dem Beispiel, das in 17 gezeigt
ist. Mit anderen Worten ist die Sekundärwicklung auf eine
getrennte Weise in zwei Hälften mit der Primärwicklung
als Grenze ausgebildet.
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Eine
aufkaschierte Isolationsplatte 130 ist über der äußeren
Oberfläche des Plattenkerns 93 und der Umgebung
der Primärwicklung 92 vorgesehen. Das Ende 82a der
Sekundärwicklung (entsprechend der Sekundärwicklung,
die in 17 gezeigt ist) auf der Niedrigspannungsseite
wird radial nach außen entlang der isolierenden Platte 130 geführt und
wird um den Verbindungsabschnitt 96 gewickelt, der an der
Leiterplatte 92a ausgebildet ist, der das strukturelle
Element der Primärwicklung 92 ist. Es sollte verstanden
werden, dass nach diesem Konstruieren des Transformators des Blechtyps
der Hochspannungsabschnitt, der die Sekundärwicklung enthält,
und der Abschnitt davon, um den Verbindungsabschnitt 96 verschränkt
sind, oder das Ganze des Transformators des Blechtyps in Harz eingebettet
und damit isoliert werden kann.
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Gemäß dem
Transformator des Blechtyps der Ausführungsform wird das
Ende 82a auf der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung
zu dem Verbindungsabschnitt 96 mit der isolierenden Platte 130,
die dazwischen eingesetzt ist, geführt, und dadurch kann
die Isolation zwischen der Hochspannungsseite und der Niedrigspannungsseite
in der Sekundärwicklung sichergestellt werden. Darüber
hinaus ist der Verbindungsabschnitt 96 in einer Zick-Zack-Form
ausgebildet, und dadurch kann die Kriechdistanz zwischen der Primärwicklung 92 und dem
Verbindungsabschnitt sichergestellt werden. Daher kann auch die
Isolation dazwischen erhalten werden.
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20(a) und 20(b) zeigen
jeweils eine äußere perspektivische Ansicht und
eine Längsquerschnittsansicht einer Modifikation des Transformators
des Blechtyps, der in 19(a) und in 19(b) gezeigt ist. Der Plattenkern 102,
der integral an dem Spulenkörper 91 ausgebildet
ist, ist mit einer Führung versehen, die radial davon hervorsteht,
und die Führung 103 ist mit einer Nut 104 versehen.
Das Ende 82a auf der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung
ist in der Nut 104 der Führung 103 in
dem Plattenkern 102 aufgenommen und wird zu dem Verbindungsabschnitt 96 geführt.
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Gemäß der
sechsten Ausführungsform ist der Plattenkern 102 integral
mit der Führung 103 vorgesehen und daher kann
die Zahl der Teile reduziert werden. Darüber hinaus ist
die Führung 103 mit der Nut versehen.
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Es
sollte bemerkt werden, dass die Primärwicklung und die
Sekundärwicklung in 9, 15, 16, 17 und 18 miteinander
aus Gründen der Bequemlichkeit verbunden sind; sie können
jedoch unabhängig voneinander jeweils eine Isolationseinrichtung
aufweisen.
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Siebte Ausführungsform
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21 und 22 zeigen
ein Beispiel einer Entladungsleuchtenvorrichtung, wobei ein Transformator
des Blechtyps gemäß der vorliegenden Erfindung
auf einen Zünder 106 einer Entladungsleuchte 105 (HID-Birne)
angewendet wird. 21 ist eine schematische Einstellungsdarstellung
der Entladungsleuchtenvorrichtung und 22 ist
das Schaltbild davon. Der oben beschriebene Transformator des Blechtyps
wird als ein Transformator des Blechtyps 107 verwendet.
Genauer ist der Transformator des Blechtyps aus einer Primärwicklung 109,
die integral mit einem Spulenkörper 108 ausgebildet
ist, Plattenkernen 110, 111 und Sekundärwicklungen 112, 113,
die zwischen der Primärwicklung 109 und den Plattenkernen 110, 111 ausgebildet
sind, zusammengestellt. Die Ausgabeenden 114, 115 des
Transformators des Blechtyps 107 sind mit der HID-Birne 105 verbunden.
Eine Verdrahtungsplatte 117, die ein Strukturelement der
Primärwicklung 109 in dem Transformator des Blechtyps 107 ist,
ist mit einem Relais 118 und einem Kondensator 119 versehen,
die einen Teil des Zünders 106 bilden. Die Verdrahtungsplatte 117 ist
ebenfalls mit einem Verbinder 121 zum Verbinden eines Steuerungsschaltkreises
(D/U) 120 damit versehen. Das Relais 118 und der
Kondensator 119 stellen den Hochspannungspulserzeugungskreis der
Primärwicklung 109 dar.
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Es
sollte verstanden werden, dass eine Entladungsleuchte mit einer
Verbindung über Verbindungsleitungen zur Erklärung
aus Einfachheitsgründen verwendet wird; die Ausgabeeneden 114, 115 können
jedoch direkt mit den Anschlüssen der Entladungsleuchte
verbunden sein, ohne eine Verbindungsleitung.
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Gemäß der
siebten Ausführungsform sind Komponenten, die den Zünder 106 bilden,
eingerichtet, um auf der Leiterplatte 117 der Primärwicklung 109 angeordnet
zu sein. Daher kann die Notwendigkeit einer bestimmten Substratplatte,
wo elektronische Teile montiert oder verbunden werden, eliminiert
werden, die gesamte Vorrichtung kann in ihrer Größe
reduziert werden und daneben kann der Herstellungspreis davon ebenfalls
reduziert werden.
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GEWERBELICHE ANWENDBARKEIT
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Wie
hierin vorstehend erwähnt wurde, ist der Transformator
des Blechtyps gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Transformator des Blechtyps einer kleinen Größe,
der geeignet ist zum Sicherstellen hoher Isolationseigenschaften
und zum Widerstehen hoher Spannung durch Herausziehen des Endes
auf der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung von der
mittleren Seite in der radialen Richtung mit einer simplen Struktur,
ohne die Schlankheit davon zu zerstören, und daher ist
der Transformator geeignet zur Verwendung in Transformatoren des
Blechtyps, die innerhalb einer Entladungsleuchtenbeleuchtungsvorrichtung
verwendet werden.
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Zusammenfassung
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Ein
Transformator des Blechtyps enthält eine Primärwicklung 1,
die in der Form einer flachen Platte ausgebildet ist; und eine Sekundärwicklung 6,
die um eine Achse gewickelt ist, die senkrecht zu der Fläche der
Primärwicklung 1 steht, wobei das Ende 6a der Sekundärwicklung 6 an
der radial mittleren Seite davon in der Richtung herausgezogen wird,
die senkrecht zu der Fläche der Primärwicklung 1 ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 1996-316040
A [0007]
- - JP 1996-306539 A [0007]
- - JP 1997-199347 A [0007]
- - JP 1994-112065 A [0007]
- - JP 1994-342726 A [0007]