JP2006108573A - 多連トランス - Google Patents

Abstract

【課題】２次側巻線用の複数の巻枠にそれぞれ巻回された各２次側巻線から安定した出力が得られるように、各々の巻枠を上下のコア間にレイアウトすることを容易ならしめるとともに、回路基板上での実装面積を減少させることが可能な多連トランスを得る。
【解決手段】上コア２と下コア６，７，８との間において、互いに隣接する２次側巻線用の巻枠４１，５１は、各々の巻軸部４２，５２にそれぞれ巻回された２次側巻線の各巻回領域が、非同軸でかつ上下に一部重なるように配設される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種電子機器の回路基板に実装される高圧トランスに関し、特に１次側巻線に対して電磁結合される２次側巻線を巻回する絶縁性の巻枠が上下のコア間に複数配設され、１つで複数の出力を得ることが可能な高圧トランス（以下「多連トランス」と称する）に関する。

１つの１次側入力から所定数の２次側出力を得ることが可能な多連トランスは、回路基板上に１出力型の高圧トランスを複数実装する場合に比べ、高圧トランスを実装するための回路基板上のスペース（以下「実装面積」と称する）を大幅に減少させることが可能となる。このため、小型化が進む電子機器等での利用に適している。

従来、この種の多連トランスとして、ノートパソコン等に使用される各種液晶表示パネルのバックライト用の冷陰極放電ランプ（以下「ＣＦＬ」と称する）を、数本同時に放電、点灯させるためのインバータ多連トランスが知られている（下記特許文献１参照）。この特許文献１に記載された多連トランスでは、２次側巻線用の複数の巻枠が、上下のコア間において全て同じ高さ位置（同一平面上）に配設されている。

特開２００１−１２６９３７号公報

近年、短いサイクルで小型化が図られる電子機器の製造分野において、回路基板上での高圧トランスの実装面積を、さらに減少させたいという要望が高まっている。このような要望に応えるべく、１つの多連トランス内により多くの２次側巻線用の巻枠を配設して、１つの多連トランスから得られる２次側出力数を増やすことや、２次側巻線用の複数の巻枠のレイアウトを工夫することにより、多連トランスをコンパクト化して、その実装面積を減らすなどの研究が進められている。

しかし、上記特許文献１に示されているように、２次側巻線用の複数の巻枠を、単純に上下のコア間の同じ高さ位置に配設する方法では、これら巻枠のレイアウトに対する制限が大きく、このため、複数の２次側巻線の各々から安定した出力が得られる状態を確保しながら、１つの多連トランスからの２次側出力数を増やしたり、多連トランスをコンパクト化してその実装面積を減らしたりすることが難しいという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、２次側巻線用の複数の巻枠にそれぞれ巻回された各２次側巻線から安定した出力が得られるように、各々の巻枠を上下のコア間にレイアウトすることを容易ならしめるとともに、回路基板上に確保すべき実装面積をさらに減少させることを可能とする多連トランスを提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の多連トランスは以下のように構成されている。すなわち、本発明に係る多連トランスは、１次側巻線に対して電磁結合される２次側巻線を巻回する筒状の巻軸部と、該巻軸部の両端部にそれぞれ設けられた鍔部とからなる絶縁性の巻枠が、上下のコア間に複数配設された多連トランスにおいて、前記複数の巻枠のうち互いに隣接する少なくとも２つの巻枠は、各々の前記巻軸部にそれぞれ巻回された前記２次側巻線の各巻回領域が非同軸でかつ上下に一部重なるように、配設されていることを特徴とするものである。

なお、前記少なくとも２つの巻枠において、上段に位置する巻枠の下鍔部と下段に位置する巻枠の上鍔部とが同じ高さに位置していることが好ましい。また、この場合、前記下鍔部と前記上鍔部とを一体に形成してもよい。

また、本発明に係る他の多連トランスは、前記複数の巻枠のうち同じ高さ位置で互いに隣接する少なくとも２つの巻枠において、該２つの巻枠において互いに対向する各々の鍔部の当該対向部分が、一部切り落とされた形状とされて、該２つの巻枠の各々の巻軸部の位置が互いに近接するように構成されていることを特徴とするものである。

なお、本発明において前記複数の巻枠は、上下方向から見て軸対称に配設されていることが好ましい。また、本発明において、「上下」とは当該多連トランスが実装される回路基板面と直角な方向を意味する。

上述のように本発明の多連トランスによれば、上下のコア間に配設された複数の２次側巻線用の巻枠のうち互いに隣接する少なくとも２つの巻枠が、各々の巻軸部にそれぞれ巻回された２次側巻線の各巻回領域が非同軸でかつ上下に一部重なるように配設されている。このため、隣接する２つの巻枠を同じ高さ位置に並べて配設する場合に比べて、上下方向から見た際の、２つの巻枠を配設するのに要する面積を減少させることが可能となる。したがって、この面積の減少分、多連トランスを左右方向（上下方向と直角な方向）にコンパクト化することができ、これにより回路基板上での多連トランスの実装面積を減少させることが可能となる。

また、２次側巻線用の複数の巻枠を上下のコア間において全て同じ高さ位置に配置する従来技術に比べ、これら巻枠のレイアウトの自由度が増すので、各２次側巻線から安定した出力が得られるように、２次側巻線用の複数の巻枠をレイアウトすることが容易となる。

また、本発明の他の多連トランスによれば、上下のコア間において同じ高さ位置で互いに隣接する２次側巻線用の２つの巻枠において、各々の鍔部の互いに対向する部分が一部切り落とされた形状とされて、各々の巻軸部の位置を互いに近接するように構成されているので、上下方向から見た際の、隣接する２つの巻枠を配設するのに要する面積を減少させることが可能となる。したがって、この面積の減少分、多連トランスを左右方向にコンパクト化することができ、これにより回路基板上での多連トランスの実装面積を減少させることが可能となる。また、このような態様を採ることにより、２次側巻線用の複数の巻枠のレイアウトの自由度が増すので、各２次側巻線から安定した出力が得られるように、２次側巻線用の複数の巻枠をレイアウトすることが容易となる。

以下、本発明に係る多連トランスの実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る多連トランスの分解斜視図、図２は図１に示す上コアの構成を示す図（同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は底面図）、図３は図１に示す多連トランスの上コアを外した状態での平面図である。

図１に示す本実施形態の多連トランス１は、４つのＣＦＬ（冷陰極放電ランプ）を同時に放電、点灯させるためのＤＣ／ＡＣインバータ回路内で使用される４連のインバータトランスであり、軟磁性材料のフェライト等からなる上コア２と３つの下コア６，７，８との間に、１次側ボビン３、上段用の２次側ボビン４Ａ，４Ｂ、および下段用の２次側ボビン５Ａ，５Ｂが配設されている。

上記上コア２は、図２に示すように板状の基部２１と、該基部２１の底面の４隅にそれぞれ設けられた角柱状の支柱部２２Ａ〜２２Ｄ（同図（ｂ）参照）と、基部２１の底面の中寄りの部分において左右方向に１列に設けられた４つの円柱状の柱脚部２３Ａ〜２３Ｄとからなる。上コア２は、支柱部２２Ａ，２２Ｂと柱脚部２３Ａが下コア６（図１参照）に対して、柱脚部２３Ｂ，２３Ｃが下コア７に対して、支柱部２２Ｃ，２２Ｄと柱脚部２３Ｄが下コア８に対して、それぞれ所定のエアギャップを介して（エアギャップなしとすることも可）対向するように設置され、下コア６，７，８と共に所定の閉磁路を形成するように構成されている。

上記１次側ボビン３は、図１に示すように、上下方向から見ると各々の角部が丸みを帯びた扁平な六角形状に見える筒状の巻軸部３１と、該巻軸部３１の上下両端部にそれぞれ設けられた上鍔部３２および下鍔部３３とからなる。巻軸部３１、上鍔部３２および下鍔部３３は、絶縁性の材料（一般にはプラスチック製材料）で一体に形成されており、巻軸部３１の外周面と上鍔部３２および下鍔部３３との間に形成された巻回スペースに、図示せぬ１次側巻線が巻回されるようになっている。

上記上段用の２次側ボビン４Ａ，４Ｂは、図１に示すようにそれぞれ、絶縁性の材料で形成された巻枠４１と、該巻枠４１の下部に配された同じく絶縁性の材料で形成された端子台４５とからなり、各々の端子台４５，４５には複数の端子（基板接続用の端子４６、巻線絡げ用の端子４７）が保持されている。また、各々の巻枠４１，４１は、円筒状の巻軸部４２と、該巻軸部４２の上下両端部にそれぞれ設けられた上鍔部４３および下鍔部４４とからなっている。さらに、２つの２次側ボビン４Ａ，４Ｂは、互いが略左右対称となる形状に形成されており、各々の巻枠４１，４１および端子台４５，４５が、上コア２と下コア６，７，８との間の同じ高さ位置において左右方向に並ぶように配設される。

上記下段用の２次側ボビン５Ａ，５Ｂは、図１に示すようにそれぞれ、絶縁性の材料で形成された巻枠５１と、該巻枠５１の下部に配された同じく絶縁性の材料で形成された端子台５５とからなり、各々の端子台５５，５５には複数の端子（基板接続用の端子５６、巻線絡げ用の端子５７）が保持されている。また、各々の巻枠５１，５１は、円筒状の巻軸部５２と、該巻軸部５２の上下両端部にそれぞれ設けられた上鍔部５３および下鍔部５４とからなっている。２つの２次側ボビン５Ａ，５Ｂは、互いが略左右対称となる形状に形成されており、各々の巻枠５１，５１および端子台５５，５５が、上コア２と下コア６，７，８との間の同じ高さ位置において左右方向に並ぶように配設される。

上述した、下段用の２次側ボビン５Ａ，５Ｂ、上段用の２次側ボビン４Ａ，４Ｂ、および１次側ボビン３は、この順に、下コア６，７，８の上に重ねられるように配置される。このとき図３に示すように、上段用の２次側ボビン４Ａの巻枠４１と下段用の２次側ボビン５Ａの巻枠５１、および上段用の２次側ボビン４Ｂの巻枠４１と下段用の２次側ボビン５Ｂの巻枠５１とは、それぞれ互いに隣接するように配設されるとともに、これら互いに隣接する各々の巻枠４１，５１にそれぞれ巻回される２次側巻線の巻回領域が、非同軸でかつ上下に一部重なるように配設される。また、１次側ボビン３は、その巻軸部３１が、上段用の各巻枠４１，４１、および下段用の各巻枠５１，５１の各々の巻軸部５２，５２の外周を取り囲むように配設される。

なお、図２に示す上コア２は、上述したように配設された下コア６，７，８、下段用の２次側ボビン５Ａ，５Ｂ、上段用の２次側ボビン４Ａ，４Ｂ、および１次側ボビン３に対して上方から組み付けられる。そのとき上コア２の４つの柱脚部２３Ａ〜２３Ｄは、両側の柱脚部２３Ａ，２３Ｄが、下段用の２つの巻枠５１，５１の各々の巻軸部５２，５２内にそれぞれ挿通され、中央寄りの柱脚部２３Ｂ，２３Ｃが、上段用の２つの巻枠４１，４１の各々の巻軸部４２，４２内にそれぞれ挿通されるようになっている。

上述したように、互いに隣接する上段用の巻枠４１および下段用の巻枠５１における２次側巻線の各巻回領域を、非同軸でかつ上下に一部重ねるようにした点が、本実施形態における本発明の要点であり、以下この点について、図４を用いてより詳細に説明する。図４は図１に示す２次側巻線用の４つの巻枠（上段用の巻枠４１，４１および下段用の巻枠５１，５１）を取出して、その配設状態を示す図（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図）である。

図４に示すように互いに隣接する上段用の巻枠４１および下段用の巻枠５１は、各々の巻軸部５２にそれぞれ巻回された２次側巻線の各巻回領域（その外周境界を図中１点鎖線で示す）が非同軸でかつ上下に一部重なるように（同図（ａ）において、その重なった領域に斜線を付して示す）配設されている。

このため、隣接する２次側巻線用の２つの巻枠４１，５１を同じ高さ位置に並べて配設する場合に比べて、上下方向から見た際の、２つの巻枠４１，５１を配設するのに要する面積を減少させることが可能となる。したがって、その配設に要する面積が減少した分、多連トランス１を左右方向にコンパクト化することができるので、回路基板上での多連トランス１の実装面積を減少させることが可能となる。

また、２次側巻線用の４つの巻枠４１，４１，５１，５１を上コア２と下コア６，７，８との間において全て同じ高さ位置に配置する場合に比べ、これらのレイアウトの自由度が増すので、各２次側巻線から安定した出力が得られるように、これら４つの巻枠４１，４１，５１，５１をレイアウトすることが容易となる。

なお、２次側巻線用の４つの巻枠４１，４１，５１，５１を同軸に積載配置することも考えられるが、このようなレイアウトとした場合には、回路基板上における実装部品の低背化を促進したいという要求に応えることができない。

以下、上述した実施形態のように２次側巻線用の４つの巻枠を、上下２段にかつ上方から見た際にこれら４つの巻枠が左右方向に１列に並ぶように配設する場合の変形例について説明する。図５は２次側巻線用の４つの巻枠の変形例を示す図（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図）である。なお、図５に示す例において、上述した実施形態と同様の構成部材については、図１〜図４で用いたのと同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。このことは、この後に説明するその他の例についても同様とする。

図５に示す２次側巻線用の４つの巻枠４１Ｐ，４１Ｐ，５１Ｐ，５１Ｐは、互いに隣接する、上段用の巻枠４１Ｐの下鍔部４４と、下段用の巻枠５１Ｐの上鍔部５３とが同じ高さに位置するように構成されている。すなわち、互いに隣接する、上段用の巻枠４１Ｐの下鍔部４４と、下段用の巻枠５１Ｐの上鍔部５３とは、互いに対向する部分が共に一部切り落とされた形状とされており、その切り落とされた部分が互いに付き合わされるように（付き合わされた位置を同図（ａ）において破線で示す）配設されており、これによりこれら下鍔部４４と上鍔部５３とが互いに同じ高さに位置するように構成されている。

このような構成としたことにより、下段用の巻枠５１Ｐの底面から上段用の巻枠４１Ｐの最上面までの高さを、図４に示す態様と比べて下鍔部４４または上鍔部５３の厚みの分だけ減少させることが可能となるので、その減少した高さの分だけ多連トランス１を低背化することができる。

また、図５に示す上段用の２つの巻枠４１Ｐ，４１Ｐにおいても、各々の上鍔部４４および下鍔部４４の互いに対向する部分が共に一部切り落とされた形状とされ、その切り落とされた部分が互いに付き合わされるように配設されており、これにより該２つの巻枠４１Ｐ，４１Ｐの各々の巻軸部４２の位置が、その切り落とされた部分の長さ分だけ図４に示す態様と比較して、より近接するように構成されている。このため図４に示す態様と比較して、上下方向から見た際の、２つの巻枠４１Ｐを配設するのに要する面積を減少させることが可能となり、これにより回路基板上での多連トランス１の実装面積をさらに減少させることが可能となる。

なお、互いに隣接する、上段用の巻枠４１Ｐの下鍔部４４と下段用の巻枠５１Ｐの上鍔部５３とを一体に形成するようにしてもよい。これにより、上段用の巻枠４１Ｐと下段用の巻枠５１Ｐとを一体的に取り扱うことが可能となるので、これらの組付け作業が容易となる。

なお、上述した２つの実施形態は、いずれも、２次側巻線用の４つの巻枠が上方から見た際に左右方向に１列に並ぶように配設された例を示しているが、２次側巻線用の４つの巻枠を図６に示すようにレイアウトしてもよい。図６は２次側巻線用の４つの巻枠の他の配設形態を示す図（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図）である。

すなわち、図６に示す例では、下段用の２つの巻枠５１Ｑ，５１Ｑが奥行き方向（同図（ａ）中の上下方向）に並ぶように配設されているのに対し、上段用の２つの巻枠４１Ｑ４１Ｑは、下段用の２つの巻枠５１Ｑ，５１Ｑの並び方向と直角な方向（左右方向）に並ぶように配設されている。そして、これら４つの巻枠４１Ｑ，４１Ｑ，５１Ｑ，５１Ｑは、上段用の２つの巻枠４１Ｑ，４１Ｑの各巻回領域が、下段用の２つの巻枠５１Ｑ，５１Ｑの各巻回領域に跨るように、各々の巻回領域が非同軸でかつ上下に一部重なるように配設されている。

また、本発明は４連の高圧トランスに適用が限定されるものではなく、２連や３連、あるいは５連以上のより多連のものに対しても適用することが可能である。その一例として、図７に２次側巻線用の３つの巻枠（上段用の１つの巻枠４１Ｒと、下段用の２つの巻枠５１Ｒ，５１Ｒ）の配設形態を示し（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図）、図８に２次側巻線用の５つの巻枠（上段用の２つの巻枠４１Ｓ，４１Ｓと、下段用の３つの巻枠５１Ｓ，５１Ｓ，５１Ｓ）の配設形態を示す（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図）。

なお、上述した各実施形態は、いずれも、２次側巻線用の複数の巻枠を上下２段に分けて配設した例を示しているが、２次側巻線用の複数の巻枠を全て同じ高さに位置するように配設してもよい。このような態様の一例を図９に示す。図９は２次側巻線用の３つの巻枠が全て同じ高さ位置に配設された実施形態を示す図（同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図）である。

図９に示す例では、２次側巻線用の３つの巻枠４１Ｔ，４１Ｕ，４１Ｖが全て同じ高さに位置するように配設されている。そして、それらのうち両端に配される２つの巻枠４１Ｔ，４１Ｖの各々の上鍔部４３，４３および下鍔部４４，４４は、中央に配される巻枠４１Ｕの上鍔部４３および下鍔部４４と対向する部分がそれぞれ一部切り落とされた形状とされ、その切り落とされた部分が巻枠４１Ｕの上鍔部４３および下鍔部４４にそれぞれ付き合わされるように配設されている。これにより、両端の２つの巻枠４１Ｔ，４１Ｖの各々の巻軸部４２，４２の位置が、中央の巻枠４１Ｕの巻軸部４２の位置に近接するように構成されている。

なお、上述した各実施形態では、いずれも、２次側巻線用の複数の巻枠が左右対称（左右方向に軸対称）に配設されている。左右対称の配置とすることにより、各巻枠に巻回された各々の２次側巻線から安定した出力を得やすいという利点があるが、各２次側巻線から安定した出力を得ることが可能であれば、２次側巻線用の複数の巻枠を左右非対称に配設してもよい。

以上、本発明の多連トランスをインバータトランスに適用した例について説明したが、本発明はインバータトランスのみならず、その他の種々の高圧トランスに適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る多連トランスの全体構成を示す分解斜視図 図１に示す上コアの構成を示す図 図１に示す多連トランスの、上コアを外した状態での平面図 図１に示す２次側巻線用の４つの巻枠の配設状態を示す図 ２次側巻線用の４つの巻枠の変形例を示す図 ２次側巻線用の４つの巻枠の他の配設形態を示す図 ２次側巻線用の３つの巻枠の配設形態を示す図 ２次側巻線用の５つの巻枠の配設形態を示す図 ２次側巻線用の３つの巻枠が全て同じ高さ位置に配設された実施形態を示す図

符号の説明

１ 多連トランス
２ 上コア
３ １次側ボビン
４Ａ，４Ｂ （上段用の）２次側ボビン
５Ａ，５Ｂ （下段用の）２次側ボビン
６，７，８ 下コア
２１ 基部
２２Ａ〜２２Ｄ 支柱部
２３Ａ〜２３Ｄ 柱脚部
３１，４２，５２ 巻軸部
３２，４３，５３ 上鍔部
３３，４４，５４ 下鍔部
４１，４１Ｐ，４１Ｑ，４１Ｒ，４１Ｓ （２次側巻線用の上段用の）巻枠
４１Ｔ，４１Ｕ，４１Ｖ （同じ高さに位置する２次側巻線用の）巻枠
４５，５５ 端子台
４６，５６ （基板接続用の）端子
４７，５７ （巻線絡げ用の）端子
５１，５１Ｐ，５１Ｑ，５１Ｒ，５１Ｓ （２次側巻線用の下段用の）巻枠

Claims (5)

1. １次側巻線に対して電磁結合される２次側巻線を巻回する筒状の巻軸部と、該巻軸部の両端部にそれぞれ設けられた鍔部とからなる絶縁性の巻枠が、上下のコア間に複数配設された多連トランスにおいて、
   前記複数の巻枠のうち互いに隣接する少なくとも２つの巻枠は、各々の前記巻軸部にそれぞれ巻回された前記２次側巻線の各巻回領域が非同軸でかつ上下に一部重なるように、配設されていることを特徴とする多連トランス。
2. 前記少なくとも２つの巻枠において、上段に位置する巻枠の下鍔部と下段に位置する巻枠の上鍔部とが同じ高さに位置していることを特徴とする請求項１記載の多連トランス。
3. 前記下鍔部と前記上鍔部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項２記載の多連トランス。
4. １次側巻線に対して電磁結合される２次側巻線を巻回する筒状の巻軸部と、該巻軸部の両端部にそれぞれ設けられた鍔部とからなる絶縁性の巻枠が、上下のコア間に複数配設された多連トランスにおいて、
   前記複数の巻枠のうち同じ高さ位置において互いに隣接する少なくとも２つの巻枠は、該２つの巻枠において互いに対向する各々の前記鍔部の当該対向部分が、一部切り落とされた形状とされて、該２つの巻枠の各々の前記巻軸部の位置が互いに近接するように構成されていることを特徴とする多連トランス。
5. 前記複数の巻枠は上下方向から見て軸対称に配設されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の多連トランス。
   
   

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