JP2004253814A

JP2004253814A - 小形トランス

Info

Publication number: JP2004253814A
Application number: JP2004116358A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kijima; 精一木嶋
Original assignee: Kijima Co Ltd
Current assignee: Kijima Co Ltd
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】入力コイルと出力コイルを備えた昇圧用の小形トランスにおいて、トランス効率を低下させることなく、絶縁耐圧処理を容易にし、かつ、量産に適する小形トランスを提供すること。
【解決手段】中鍔５１ｃによって区分された巻線部５１の第１巻線区分５２に入力コイルＰと出力コイルＳの低電圧側コイル部分とを装備し、第２巻線区分５３には出力コイルＳの高電圧側コイル部分を装備し、かつ、これら巻線区分５２、５３に装備した出力コイルＳのコイル部分を連続形成した構成としてある。
【選択図】図２

Description

この発明は、放電灯のドライバ−や写真撮影用のフラッシュ装置などに備える昇圧用の小形トランスに関する。

入力コイル（一次コイル）と出力コイル（二次コイル）を備えた従来の小形トランスの一例を図６及び図７に示す。
１はボビンで、このボビン１は、角筒状の巻線部２の両側に端鍔２ａ、２ｂを有し、これら端鍔２ａ、２ｂの下方には肉厚部２ｃ、２ｄが形成され、肉厚部２ｃには端子ピン３ａ〜３ｅが、他方の肉厚部２ｄには端子ピン３ｆ〜３ｊが各々植設されている。

４、５はフェライト材で形成された同形状のＥ形コアで、これらＥ形コア４、５は、中央脚４ａ、５ａの下面とヨ−ク部４ｂ、５ｂの下縁とが面一となっており、ボビン１の両側から巻線部２の内孔に各々の中央脚４ａ、５ａを挿入するようにしてボビン１に組付けられている。

上記したボビン１の巻線部２には、入力コイル６と出力コイル７が重ね巻きによって巻線されている。
出力コイル７は、例えば、巻始端部を端子ピン３ｅにからげた後に、巻線部２に所定の巻回数の巻線を行ない、巻終端部を端子ピン３ｆにからげて形成されており、この出力コイル７の外周面には絶縁テ−プ８が巻付けられている。

入力コイル６は、例えば、巻始端部を端子ピン３ａにからげた後、上記した出力コイル７の外周面（絶縁テ−プ８上）に数回巻線し、巻終端部を端子ピン３ｃにからげて形成されている。
上記した各々のコイル６、７のコイル端部は半田付け等によって端子ピンに固着される。
なお、この入力コイル６は巻線途中で端子ピン３ｂにからげて中間タップを形成したものがある。

また、上記した入力コイル６は、外周面に絶縁テ−プ９が巻付けられているが、この入力コイル６の一方側部（図中右側）と端鍔２ｂとの間には所定の間隔が設けられ、この間隔部所に絶縁テ−プが巻付けられ、この間隔部所が絶縁テ−プ１０によって埋められている。
この絶縁テ−プ１０は入力、出力コイル間の沿面距離を長くして入力、出力コイル間の絶縁耐圧を高くする構成となっている。
一般に、この種の小形トランスでは、コイル部７ａを低電圧に、コイル部７ｂを高電圧となるように出力コイル７が巻線されるためである。
特開平４−２９０４０９号公報

周知のようにこの種の小形トランスは、数ボルトの電圧を昇圧して２５００〜３５００ボルト程度の高電圧を出力させるが、その形態は極めて小形となっている。

この結果、分布容量が比較的に多くなるためにトランス効率を向上させることが困難となっており、また、トランスの構造上から充分な絶縁耐圧処理を施すには限度があり、このため、必ずしも量産に適するものではなかった。

本発明は上記した実情にかんがみ、絶縁耐圧の向上に適し、量産に適するこの種の小形トランスを提供することを目的とする。

しかして本発明は、第１の発明として、両側に端鍔を備えると共に、これら端鍔間に中鍔を有する筒状の巻線部を備えたボビンと、このボビンの巻線部に巻装された入力コイルと出力コイルと、前記巻線部の内孔に挿入するようにしてボビンに組付けられたコアとを備えた小形トランスにおいて、前記中鍔によって区分された巻線部の一方の巻線区分には入力コイルと出力コイルの低電圧側コイル部分を装備し、他方の巻線区分には出力コイルの高電圧側コイル部分を装備すると共に、各々の巻線区分に装備した出力コイルのコイル部分を連続形成する構成としたことを特徴とする小形トランスを提案する。

第２の発明としては、上記した第１の発明の小形トランスにおいて、出力コイル端部を一方の端鍔に設けた端子ピンに固着した後、出力コイルを前記一方の巻線区分に巻装して出力コイルの低電圧側コイル部分を形成し、続いて、出力コイルを中鍔に設けた端子ピンに固着した後、出力コイルを前記他方の巻線区分に巻装して出力コイルの高電圧側コイル部分を形成し、そのコイル端部を他方の端鍔に設けた端子ピンに固着する構成としたことを特徴とする小形トランスを提案する。

第３の発明としては、上記した第１の発明の小形トランスにおいて、出力コイル端部を一方の端鍔に設けた端子ピンに固着した後、出力コイルを前記一方の巻線区分に巻装して出力コイルの低電圧側コイル部分を形成し、続いて、出力コイルを中鍔に設けた溝を通して前記他方の巻線区分に引出し他方の巻線区分に巻装して出力コイルの高電圧側コイル部分を形成し、そのコイル端部を他方の端鍔に設けた端子ピンに固着する構成としたことを特徴とする小形トランスを提案する。

第４の発明としては、上記した第１〜第３の発明のいずれかに記載した小形トランスにおいて、前記ボビンの中鍔にＩ形コアを嵌合させる割状溝を設け、前記ボビンの端鍔外から巻線部内孔に内脚を挿入するＥ形コアを前記割状溝に嵌合させたＩ形コアに連結する構成としたことを特徴とする小形トランスを提案する。

このように構成した小形トランスは、入力コイルと出力コイルの高電圧側コイル部分とが中鍔によって仕切られるため、これら入力コイルと出力コイルの高電圧側コイル部分との間の電気絶縁が確実となる。
この結果、出力コイルに発生する高電圧によって生ずる入力コイルとの間のコロナ放電や絶縁破壊などの電気障害を防止することができる。

なお、出力コイルの低電圧側コイル部分は、入力コイルと共にボビン巻線部の一方の巻線区分に装備されているが、この低電圧側コイル部分には電気障害を与えるような高電圧が発生しないから、この低電圧側コイル部分と入力コイルとを同じ巻線区分に巻線しても問題がない。

また、この小形トランスは、一方の巻線区分に入力コイルと出力コイルの低電圧側コイル部分を巻線し、他方の巻線区分に出力コイルの高電圧側コイル部分を巻線して生産されるから、絶縁耐圧処理の充分な小形トランスの量産に適するものとなる。

ただ、出力コイルが部分的に入力コイルと重ね巻されるために、出力コイルの全体を入力コイルと重ね巻きしたトランスに比べて効率が下がるように考えられるが、しかし、出力コイルが低電圧側コイル部分と高電圧側コイル部分とに分けて巻線されていること、また、絶縁耐圧を向上させたことから、分布容量が少なくなり、この構成によって効率の低下が充分にカバ−される。

次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であり、小形トランスに備えたボビンとコアの分解斜視図、図２は小形トランスの縦断面図、図３はコイル部分を断面して示した小形トランスの底面図である。

これらの図面において、合成樹脂材からなるボビン５０は、角筒状の巻線部５１の両側に端鍔５１ａ、５１ｂを一体形成すると共に、これら端鍔５１ａ、５１ｂ間に中鍔５１ｃを設け、巻線部５１を第１巻線区分５２と第２巻線区分５３に区分してある。

上記した中鍔５１ｃは、巻線部５１の中央より端鍔５１ｂ寄りに形成してあり、したがって、第１巻線区分５２は第２巻線区分５３に比べて巻線幅が広くなっている。

また、端鍔５１ａ、５１ｂの下方には肉厚部を形成し、端鍔５１ａの肉厚部には端子ピン５４ａ〜５４ｄを、端鍔５１ｂの肉厚部には端子ピン５４ｅ〜５４ｈを各々植設し、中鍔５１ｃの下方にも端子ピン５４ｉ、５４ｊが植設してある。

フェライトコア５５、５６は同形状のもので、長方形の板状のヨ−ク部５５ａ、５６ａの長手方向両端部にこのヨ−ク部５５ａ、５６ａと同じ幅及び肉厚の左右脚５５ｂ、５６ｂを設け、また、中央脚５５ｃ、５６ｃは長方形断面をなし、
その下面がヨ−ク部５５ａ、５６ａの下縁と面一となるように形成してある。

上記した小形トランスの生産に当っては、端子ピンを備えたボビン５０に入力コイルＰと出力コイルＳを巻装する。
出力コイルＳの巻線は、巻始端部を例えば、端鍔５１ａの端子ピン５４ｄにからげた後に第１巻線区分５２に所定の巻回数の巻線を行ない、巻終端部を中鍔５１ｃの端子ピン５４ｊにからげる。

端子ピン５４ｊのからげに続いてこの線材を切断することなく第２巻線区分５３に所定回数の巻線を行ない、巻終端部を端鍔５１ｂの端子ピン５４ｅにからげて切断する。

なお、このように巻線した出力コイルＳは、第１巻線区分５２に巻線したコイル部分を低電圧側、第２巻線区分５３に巻線したコイル部分を高電圧側となるように使用する。
また、第１巻線区分５２に巻装した出力コイルＳのコイル部分外周面には絶縁テ−プ５７が巻付けてある。

なお、第１、第２巻線区分５２、５３に巻装した上記出力コイルＳのコイル部分は、第１巻線区分５２に出力コイルＳ全体の３〜５割を巻装し、第２巻線区分５３には残りの出力コイルＳ、つまり、出力コイルＳ全体の５〜７割を巻装する。

また、出力コイルＳの巻線は平巻、がら巻き等種々の巻線方法によって装備させることができるが、本実施形態では、耐電圧、効率を高める斜向重ね巻き方法によって巻線してある。

図４は、この斜向重ね巻きによる巻線方法を示す説明図である。
なお、この図は第１巻線区分５２に巻線する出力コイルＳのコイル部分を示しているが、第２巻線区分５３に巻線する出力コイルＳのコイル部分についても同様に巻線する。
出力コイルＳのコイル部分は、第１巻線部分Ｓ１、第２巻線部分Ｓ２、第３巻線部分Ｓ３からなる一本の線材から形成してある。
第１巻線部分Ｓ１は、端鍔５１ａの内面最下部から中鍔５１ｃ方向に数タ−ンの往路巻線を施し、この往路巻線上に１タ−ンの巻線を減少させるように復路巻線を施し、復路巻線上には１タ−ンの巻線を減少させるように往路巻線を施し、上記した往路と復路の巻線を順次繰り返し斜辺部分がコア５５、５６の軸心に対し角度θとなる三角形断面層として形成する。

また、第２巻線部分Ｓ２は、上記した三角形断面層の斜辺に沿って斜向に巻線ピッチを進めて形成する。
第３巻線部分Ｓ３は、中鍔５１ｃの内面最下部から往路巻線と復路巻線が繰り返される毎に１タ−ンの巻線を増加させるように巻線され、斜辺部分がコア５５、５６の軸心に対して角度θとなる三角形断面層として形成する。

次に、入力コイルＰとなる線径の太い線の巻始端部を、例えば、端鍔５１ａの端子ピン５４ａにからげて第１巻線区分５２に巻線し、巻終端部を端鍔５１ａの端子ピン５４ｃにからげて切断する。
これにより、第１巻線区分５２には、出力コイルＳのコイル部分上層に入力コイルＰが巻装される。
なお、入力コイルＰの巻線過程で端鍔５１ａの端子ピン５４ｂにからげてタップを形成することができる。

このように巻線した後は、各コイルＰ、Ｓの巻線端部を半田付けによって端子ピンに固着させ、また、第１巻線区分５２の入力コイルＰの外周面と、第２巻線区分５３の出力コイルＳのコイル部分外周面に絶縁テ−プ５８、５９を巻付ける。

フェライトコア５５、５６は、中央脚５５ｃ、５６ｃを端鍔５１ａ、５１ｂの外側より巻線部５１内孔に挿入するようにしてボビン５０に嵌挿し、各フェライトコア５５、５６の脚端面を接着材で固着する。

上記の如く構成した小形トランスは、出力コイルＳの高電圧側コイル部分を第２巻線区分５３に、その低電圧側コイル部分を第１巻線区分５２に装備する構成としたので、高電圧を発生する出力コイル部分が中鍔５１ｃによって入力コイルＰと分離され、これらコイルＰ、Ｓ間が確実に絶縁される。

ちなみに、出力コイルＳ全体の３〜５割のコイル部分を装備した第１巻線区分５２に入力コイルＰを重ね巻きによって装備し、第２巻線区分５３には残りの出力コイル部分、つまり、出力コイルＳ全体の５〜７割のコイル部分を装備し、さらに、第１巻線区分５２の出力コイル部分を低電圧側、第２巻線区分５３の出力コイル部分を高電圧側として使用する小形トランスとすることにより、一つの巻線区分に入力コイルと出力コイルを重ね巻きした従来の小形トランスに比べ同等の効率が得られることが検証された。

つまり、上記のように構成した小形トランスは、出力コイルＳの高電圧を発生するコイル部分が、入力コイルＰと出力コイルＳの低電圧側コイル部分に対して中鍔５１ｃによって仕切られるため、コイルの分布容量が少なくなり、この結果、従来の小形トランスと同等の効率が得られる。

なお、上記した実施形態では、第１、第２巻線区分５２、５３に巻装した各々の出力コイルＳのコイル部分を中鍔５１ｃに備えた端子ピン５４ｊを介して接続するように構成してあるが、図３に示すように、中鍔５１ｃの底部に溝５１ｄを形成し、第１巻線区分５２に巻線した後に線材を上記溝５１ｄを通して第２巻線区分５３に引き出し、続いて、第２巻線区分５３に巻線するように構成することができる。

また、第１巻線区分５２には、はじめに出力コイルＳのコイル部分を巻装し、このコイル部分の上層に入力コイルＰを巻装するようにして各々のコイルＳ、Ｐを装備してあるが、上記とは逆に、はじめに入力コイルＰを巻装し、この入力コイルＰの上層に出力コイルＳのコイル部分を巻装するようにしてもよい。

上記した小形トランスは、Ｅ−Ｅ形コアトランスとして構成してあるが、図５に示すようなＥ−Ｉ−Ｅ形コアトランスととして構成することもできる。

図５は第２の実施形態を示す小形トランスの縦断面図であり、この小形トランスのボビン６０は、巻線部６１の両側に端鍔６１ａ、６１ｂを、中程に中鍔６１ｃを一体形成し、中鍔６１ｃにはＩ形コア６２を嵌合させる割状溝６１ｄが形成してある。
割状溝６１ｄは、Ｉ形コア６２の板厚とほぼ同じ溝幅で巻線部６１内孔の底面に合せた溝の深さとなしてある。
また、６３は端鍔６１ａ、６１ｂ及び中鍔６１ｃに植設した端子ピンである。

フエライトコア６４、６５は第１の実施形態で示したフエライトコア５５、５６と同様のもので、各々の中央客６４ａ、６５ａはその下面がヨ−ク部６４ｂ、６５ｂの下縁と面一となるように片寄っており、各中央脚６４ａ、６５ａをボビン６０の両側から巻線部６１内孔に挿入するようにしてボビン６０に組付けてある。

Ｉ形コア６２は、中鍔６１ｃの割状溝６１ｄに嵌合させて、フエライトコア６４、６５の各脚端面と接合させてある。

ボビン６０の第１巻線区分６６には出力コイルＳの低電圧側となるコイル部分を巻装し、この出力コイルＳの外周面に絶縁テ−プ６８を巻付けた後、出力コイルＳのコイル部分上層に入力コイルＰが巻装してある。

ボビン６０の第２巻線区分６７には、出力コイルＳの高電圧側となるコイル部分が巻装してある。
そして、第１巻線区分６６と第２巻線区分６７に巻装した各々の出力コイルＳのコイル部分は、中鍔６１ｃに植設した端子ピン６３を介して直列に接続してある。
なお、端子ピン６３を使用しない場合は、中鍔６１ｃの底部に溝を形成し、第１巻線区分６６に巻線した線材をこの溝を通して第２巻線区分６７に引き出し、続いて、第２巻線区分６７に巻線するようにしてもよい。

上記した第１巻線区分６６には、出力コイルＳ全体の３〜５割のコイル部分が巻装してあり、第２巻線区分６７には、残りの５〜７割の出力コイルＳのコイル部分が巻装してある。
なお、第１、第２巻線区分６６、６７の最外周のコイル部分には絶縁テ−プ６９が巻付けてある。

上記した小形トランスにおいても、第１の実施形態の小形トランスと同様にトランス効率を下げることなく、出力コイルＳの絶縁耐圧処理を容易にすることができる。

なお、ボビン巻線部の第１巻線区分に装備させた出力コイルＳのコイル部分に発生する電圧は出力電圧の１／２以下となるから、出力電圧を余り高くしないときは、このコイル部分と入力コイルとの間の絶縁テ−プを取り除くことが可能である。

また、出力コイルＳについては、第１巻線区分を平巻きに、第２巻線区分を斜向重ね巻きにする等任意の巻線によって形成することができ、さらに、第１巻線区分と第２巻線区分の巻線幅は必要に応じて任意に定めることができる。

放電灯のドライバ−、写真撮影用のフラッシュ装置などに利用する昇圧用の小形トランスである。

本発明の第１の実施形態であり、小形トランスに備えたボビンとフェライトコアの分解斜視図である。同小形トランスの縦断面図である。コイルを断面した同小形トランスの底面図である。小形トランスの巻線方法を示す説明図である。本発明の第２の実施形態であり、小形トランスの縦断面図である。従来の小形トランスの縦断面図である。コイルを断面した従来の小形トランスの底面図である。

符号の説明

５０ボビン
５１巻線部
５１ａ、５１ｂ端鍔
５１ｃ中鍔
５２第１巻線区分
５３第２巻線区分
５５、５６フェライトコア
５７絶縁テ−プ
Ｐ入力コイル
Ｓ出力コイル

Claims

両側に端鍔を備えると共に、これら端鍔間に中鍔を有する筒状の巻線部を備えたボビンと、このボビンの巻線部に巻装された入力コイルと出力コイルと、前記巻線部の内孔に挿入するようにしてボビンに組付けられたコアとを備えた小形トランスにおいて、
前記中鍔によって区分された巻線部の一方の巻線区分には入力コイルと出力コイルの低電圧側コイル部分を装備し、他方の巻線区分には出力コイルの高電圧側コイル部分を装備すると共に、各々の巻線区分に装備した出力コイルのコイル部分を連続形成する構成としたことを特徴とする小形トランス。
請求項１に記載した小形トランスにおいて、
出力コイル端部を一方の端鍔に設けた端子ピンに固着した後、出力コイルを前記一方の巻線区分に巻装して出力コイルの低電圧側コイル部分を形成し、続いて、出力コイルを中鍔に設けた端子ピンに固着した後、出力コイルを前記他方の巻線区分に巻装して出力コイルの高電圧側コイル部分を形成し、そのコイル端部を他方の端鍔に設けた端子ピンに固着する構成としたことを特徴とする小形トランス。
請求項１に記載した小形トランスにおいて、
出力コイル端部を一方の端鍔に設けた端子ピンに固着した後、出力コイルを前記一方の巻線区分に巻装して出力コイルの低電圧側コイル部分を形成し、続いて、出力コイルを中鍔に設けた溝を通して前記他方の巻線区分に引出し他方の巻線区分に巻装して出力コイルの高電圧側コイル部分を形成し、そのコイル端部を他方の端鍔に設けた端子ピンに固着する構成としたことを特徴とする小形トランス。
請求項１〜３のいずれかに記載した小形トランスにおいて、
前記ボビンの中鍔にＩ形コアを嵌合させる割状溝を設け、
前記ボビンの端鍔外から巻線部内孔に内脚を挿入するＥ形コアを前記割状溝に嵌合させたＩ形コアに連結する構成としたことを特徴とする小形トランス。