JP2006049469A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの二次巻線の出力電圧を互いに均等かつ安定させたコイル部品を提供することを目的としている。
【解決手段】３つの磁脚２１が平行に配置された閉磁路磁心２２において、一方の磁脚２１には一方の二次巻線２６の一部３１と他方の二次巻線２６の一部３１を巻回し、他方の磁脚２１には一方の二次巻線２６の残り３２と他方の二次巻線２６の残り３２を巻回し、一方の磁脚２１に巻回した一方の二次巻線２６の一部３１および他方の二次巻線２６の一部３１と、他方の磁脚２１に巻回した一方の二次巻線２６の残り３２および他方の二次巻線２６の残り３２とを互いに格子状に配置し、かつ、一方の二次巻線２６の一部３１と一方の二次巻線２６の残り３２とを互いに同方向に巻回するとともに、他方の二次巻線２６の一部３１と他方の二次巻線２６の残り３２とを互いに同方向に巻回した構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器等に用いる電圧変換用のコイル部品に関するものである。

以下、従来のコイル部品について図面を参照しながら説明する。

図１１は従来のコイル部品の分解斜視図、図１２は同コイル部品の斜視図である。

図１１、図１２において、従来のコイル部品は、閉磁路磁心１と、この閉磁路磁心１に組み込んだ一次ボビン３および二次ボビン５と、一次ボビン３の巻溝８に巻回した一次巻線２と、二次ボビン５の巻溝８に巻回した二次巻線４と、一次ボビン３に植設するとともに一次巻線２の一端を接続した一次巻線用端子（図示せず）と、二次ボビン５に植設するとともに二次巻線４の一端を接続した低電位用端子６および二次巻線４の他端を接続した高電位用端子７とを備えている。

閉磁路磁心１は対向する平板状の背磁脚９に中磁脚１０と外磁脚１１とを配置し、この背磁脚９は中磁脚１０を挟むように２つ平行配置しており、一方の外磁脚１１は角柱状の磁脚からなり、他方の外磁脚１１は２つの円柱状の磁脚からなっている。この閉磁路磁心１の一方の外磁脚１１（角柱状の磁脚）には一次ボビン３を組み合わせ、他方の２つの外磁脚１１（円柱状の磁脚）には二次ボビン５を組み合わせ、中磁脚１０には何も組み合わせずに一方の背磁脚９との間にギャップ（図示せず）を設けている。

上記構成のコイル部品は、例えば、二次巻線４の一端と接続した低電位用端子６および他端と接続した高電位用端子７に直管の放電灯を接続し（２つの二次巻線４に対しては合計２本の直管の放電灯を接続し）、液晶モニター等のバックライト用のインバータトランスとして使用する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３―２２９１７号公報

上記構成では、中磁脚１０を挟むように配置された２つの外磁脚１１の形状が互いに異なる（一方の外磁脚１１は角柱状で他方の外磁脚１１は円柱状）とともに、一方の外磁脚１１と他方の外磁脚１１との距離が離れているので、一方の外磁脚１１から生じた磁束が２つの外磁脚１１に均等に流れにくく（バランスを欠きやすい）、閉磁路磁心１の構造上、２つの二次巻線４の出力電圧を互いに均等かつ安定させることが難しいという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するもので、２つの二次巻線の出力電圧を互いに均等かつ安定させたコイル部品を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明は、特に、複数の二次巻線は、複数の前記二次巻線が巻回された磁脚の内、一方の前記磁脚に一方の前記二次巻線の一部と他方の前記二次巻線の一部を巻回し、他方の前記磁脚に一方の前記二次巻線の残りと他方の前記二次巻線の残りを巻回しており、一方の前記二次巻線の一部と一方の前記二次巻線の残りとを互いに同方向に巻回するとともに、他方の前記二次巻線の一部と他方の前記二次巻線の残りとを互いに同方向に巻回した構成である。

上記構成によれば、二次巻線が巻回された一方の磁脚と他方の磁脚に一次巻線から発生する磁束が均等に流れなくても、二次巻線は一方の磁脚と他方の磁脚に分割されて巻回されるので、二次巻線に誘起される電圧は、一方の磁脚に巻回された二次巻線の一部と他方の磁脚に巻回された二次巻線の残りとの全体に誘起される電圧となる。

すなわち、一方の磁脚に一方の二次巻線の一部と他方の二次巻線の一部を巻回し、他方の磁脚に一方の二次巻線の残りと他方の二次巻線の残りを巻回しているので、複数の二次巻線に誘起される電圧は略同等となり、二次巻線の出力電圧を互いに均等かつ安定させたコイル部品を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態におけるトランスについて図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるトランスの分解斜視図、図２は同トランスの斜視図、図３は同トランスを放電灯点灯回路に用いた際の等価回路図、図４は同トランスの一次巻線と二次巻線の巻回状態を示す閉磁路磁心の平面図、図５は同トランスの駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図、図６は同トランスの他の駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図、図７は同トランスに対する比較用トランスの一次巻線と二次巻線の巻回状態を示す閉磁路磁心の平面図、図８は同比較用トランスの駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図、図９は同比較用トランスの他の駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図、図１０は他の実施の形態におけるトランスの分解斜視図である。

図１、図２において、本発明の一実施の形態におけるトランスは、３つの磁脚２１が平行に配置された日の字形状の閉磁路磁心２２と、この３つの磁脚２１の内、中央の磁脚２１に一次ボビン２３を介して巻回した一次巻線２４と、他の磁脚２１に二次ボビン２５を
介して各々巻回した２つの二次巻線２６と、一次ボビン２３に植設するとともに一次巻線２４を接続した一次端子２７と、二次ボビン２５に植設するとともに二次巻線２６を接続した二次端子２８と、一次巻線２４および二次巻線２６を巻回した閉磁路磁心２２を収納するケース２９とを備えている。

この閉磁路磁心２２は、３つの磁脚２１が平行に配置されたＥ型形状の分割磁心３０と、Ｉ型形状の分割磁心３０とを組み合わせて形成しており、２つの二次巻線２６が巻回された２つの磁脚２１の内、一方の磁脚２１には一方の二次巻線２６の一部３１と他方の二次巻線２６の一部３１を巻回し、他方の磁脚２１には一方の二次巻線２６の残り３２と他方の二次巻線２６の残り３２を巻回している。

この際、一方の磁脚２１に巻回した一方の二次巻線２６の一部３１および他方の二次巻線２６の一部３１と、他方の磁脚２１に巻回した一方の二次巻線２６の残り３２および他方の二次巻線２６の残り３２とを互いに格子状に配置し、かつ、一方の二次巻線２６の一部３１と一方の二次巻線２６の残り３２とを互いに同方向（例えば、右巻方向）に巻回するとともに、他方の二次巻線２６の一部３１と他方の二次巻線２６の残り３２とを互いに同方向（例えば、右巻方向）に巻回している。

また、一方の二次巻線２６の一部３１および残り３２の端部は、一方の二次巻線２６の一部３１から残り３２へ引き回される引き回し線３３と接続するための引き回し線用端子３４に接続し、他方の二次巻線２６の一部３１および残り３２の端部は、他方の二次巻線２６の一部３１から残り３２へ引き回される引き回し線３３と接続するための引き回し線用端子３４に接続している。

この引き回し線３３は、端部を突出させるようにケース２９に埋設し、引き回し線３３の端部と引き回し線用端子３４とを接続している。

上記トランスは、例えば、図３に示すような放電灯点灯回路に用い、交流電流を通電することにより放電灯３５の点灯に必要な電圧まで入力電圧を昇圧している。この際、トランスの磁脚２１に流れる磁束は図４に示すようになる。

図３において、トランスは、２つの二次巻線２６の各々を直管の放電灯３５に接続したものであり、図４において、一次巻線２４により発生した磁束Ａ、磁束Ｂは、一方の二次巻線２６が巻回された一方の磁脚２１に流れるとともに（磁束Ａ）、他方の二次巻線２６が巻回された他方の磁脚２１に流れる（磁束Ｂ）。

一方の二次巻線２６および他方の二次巻線２６は、磁束Ａおよび磁束Ｂによって各々が誘起されるが、通常、両方の二次巻線２６が全く同時に通電されることは少なく、数ミリ秒程度、いずれかの二次巻線２６が先に通電される。これは、二次巻線２６に接続される放電灯３５等の負荷回路の特性に起因するものである。その瞬間、先に通電された二次巻線２６は逆起電力を生じ、この逆起電力によって、磁束Ａまたは磁束Ｂの発生する方向とは逆の方向に、新たに磁束ＡＡおよび磁束ＢＢが発生する。

この磁束ＡＡおよび磁束ＢＢは、閉磁路磁心２２の磁路において、互いに相殺する方向に発生するため、後に通電される二次巻線２６に影響をほとんど与えることがない。すなわち、磁束Ａおよび磁束Ｂによって、後に通電される二次巻線２６も先に通電される一次巻線２４の起電力と略同等の起電力を生じる。

この起電力は二次巻線２６の出力電圧となるが、図５に示すように、先に通電された二次巻線２６による出力電圧波形と後に通電された二次巻線２６による出力電圧波形とは、略同等の出力電圧波形を示す。二次巻線２６による出力電圧波形の位相を１８０度ずらした場合でも、図６に示すように、略同等の出力電圧波形を示す。

一方、このトランスに対する比較用トランスの一次巻線と二次巻線の巻回状態を示す閉磁路磁心の平面図を図７に示す。比較用トランスでは、一方の二次巻線２６と他方の二次巻線２６とが、一方の磁脚２１と他方の磁脚２１に分離され巻回されているので、先に通電された二次巻線２６の起電力によって発生した磁束ＡＡまたは磁束ＢＢはともに相殺されることがなく、後に通電される二次巻線２６に影響を与える。すなわち、磁束Ａまたは磁束Ｂに付加されて、後に通電される二次巻線２６の起電力が先に通電される二次巻線２６の起電力よりも大きくなる。

図８に示すように、後に通電された二次巻線２６による出力電圧波形は、先に通電された二次巻線２６の出力電圧波形よりも、瞬間的に大きくなるような出力電圧波形を示し、その後も、両者の出力電圧のバランスが乱れる。二次巻線２６による出力電圧波形の位相を１８０度ずらした場合でも、図９に示すように、両者の出力電圧のバランスが乱れる。

上記一実施の形態によれば、二次巻線２６が巻回された一方の磁脚２１と他方の磁脚２１に一次巻線２４から発生する磁束が均等に流れなくても、二次巻線２６は一方の磁脚２１と他方の磁脚２１に分割されて巻回されるので、二次巻線２６に誘起される電圧は、一方の磁脚２１に巻回された二次巻線２６の一部３１と他方の磁脚２１に巻回された二次巻線２６の残り３２との全体に誘起される電圧となる。

すなわち、一方の磁脚２１に一方の二次巻線２６の一部３１と他方の二次巻線２６の一部３１を巻回し、他方の磁脚２１に一方の二次巻線２６の残り３２と他方の二次巻線２６の残り３２を巻回しているので、複数の二次巻線２６に誘起される電圧は略同等となり、二次巻線２６の出力電圧を互いに均等かつ安定させることができる。

特に、一方の磁脚２１に巻回した一方の二次巻線２６の一部３１および他方の二次巻線２６の一部３１と、他方の磁脚２１に巻回した一方の二次巻線２６の残り３２および他方の二次巻線２６の残り３２とを互いに格子状に配置しているので、閉磁路磁心２２の磁路において、一方の二次巻線２６の一部３１から残り３２までの距離と、他方の二次巻線２６の一部３１から残り３２までの距離とが略同一となり、二次巻線２６の一部３１と残り３２の各々の起電力によって発生した磁束ＡＡおよび磁束ＢＢは互いに的確に相殺される。

また、二次巻線２６の一部３１および残り３２の端部は引き回し線用端子３４に接続し、この引き回し線用端子３４をケース２９に埋設した引き回し線３３の端部と接続するので接続も容易である。

さらに、一次巻線２４および二次巻線２６は一次ボビン２３および二次ボビン２５に巻回し、これら一次ボビン２３および二次ボビン２５に一次端子２７および二次端子２８および引き回し線用端子３４を植設しているので、容易に巻線と端子とを接続することができる。

なお、本発明の一実施の形態では、引き回し線３３はケース２９に埋設したが、図１０に示すように、ケース２９に装着する底板３６を設け、この底板３６に引き回し線３３を埋設してもよい。

また、分割磁心３０、一次ボビン２３、二次ボビン２５は本発明の一実施の形態における形状の他に、従来のコイル部品と同様な形状でも良く、この場合、一方の磁脚１１と他方の磁脚１１が隣接するので、引き回し線３３を簡単に引き回すことができる。

さらに、本発明の一実施の形態では、放電灯３５として直管を用いたが、Ｕ字管の放電灯３５でもよく、Ｕ字管の放電灯３５の一端を一方の二次巻線２６に、他端を他方の二次巻線２６に接続し、２つの二次巻線２６から出力される出力電圧波形が互いに逆位相になるようにしてもよい。これにより、一方の二次巻線２６と他方の二次巻線２６から出力される電圧の電位差を最大限にすることができ、Ｕ字管の放電灯３５のような消費電力の大きい放電灯３５を容易に接続し動作させることができる。

以上のように本発明にかかるコイル部品は、２つの二次巻線の出力電圧を互いに均等かつ安定させることができ、各種電子機器等に用いる電圧変換用のコイル部品に適用できる。

本発明の一実施の形態におけるトランスの分解斜視図 同トランスの斜視図 同トランスを放電灯点灯回路に用いた際の等価回路図 同トランスの一次巻線と二次巻線の巻回状態を示す閉磁路磁心の平面図 同トランスの駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図 同トランスの他の駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図 同トランスに対する比較用トランスの一次巻線と二次巻線の巻回状態を示す閉磁路磁心の平面図 同比較用トランスの駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図 同比較用トランスの他の駆動状態における２つの二次巻線の出力電圧を示す電圧波形図 底板を設けた同トランスの分解斜視図 従来のコイル部品の分解斜視図 同コイル部品の斜視図

符号の説明

２１ 磁脚
２２ 閉磁路磁心
２３ 一次ボビン
２４ 一次巻線
２５ 二次ボビン
２６ 二次巻線
２７ 一次端子
２８ 二次端子
２９ ケース
３０ 分割磁心
３１ 一部
３２ 残り
３３ 引き回し線
３４ 引き回し線用端子
３５ 放電灯
３６ 底板

Claims (5)

1. 複数の磁脚を有する閉磁路磁心と、前記磁脚の内、いずれかの前記磁脚に巻回した一次巻線と、複数の他の前記磁脚に巻回した複数の二次巻線とを備え、複数の前記二次巻線は、複数の前記二次巻線が巻回された前記磁脚の内、一方の前記磁脚に一方の前記二次巻線の一部と他方の前記二次巻線の一部を巻回し、他方の前記磁脚に一方の前記二次巻線の残りと他方の前記二次巻線の残りを巻回しており、一方の前記二次巻線の一部と一方の前記二次巻線の残りとを互いに同方向に巻回するとともに、他方の前記二次巻線の一部と他方の前記二次巻線の残りとを互いに同方向に巻回したトランス。
2. 一方の前記磁脚に巻回した一方の前記二次巻線の一部および他方の前記二次巻線の一部と、他方の前記磁脚に巻回した一方の前記二次巻線の残りおよび他方の前記二次巻線の残りとを、互いに格子状に配置した請求項１記載のトランス。
3. 一方の前記二次巻線の一部および残りの端部は、一方の前記二次巻線の一部から残りへ引き回される引き回し線と接続するための端子に接続し、他方の前記二次巻線の一部および残りの端部は、他方の前記二次巻線の一部から残りへ引き回される引き回し線と接続するための引き回し用端子に接続した請求項１記載のトランス。
4. 前記閉磁路磁心を収納するケースを設けるとともに、前記引き回し線の端部を突出させるように前記ケースに前記引き回し線を埋設し、前記引き回し線の端部と前記引き回し用端子とを接続した請求項３記載のトランス。
5. 前記二次巻線はボビンに巻回するとともに、前記ボビンに前記引き回し用端子を植設した請求項３記載のトランス。

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