JP2006108721A

JP2006108721A - 電磁装置

Info

Publication number: JP2006108721A
Application number: JP2006007988A
Authority: JP
Inventors: 健一 ▲高▼松; Kenichi Takamatsu; Takaaki Tadasawa; 孝明忠澤; Hidenori Kakehashi; 英典掛橋; Tomoyuki Nakano; 智之中野; Masanori Sato; 昌紀佐藤; Kazuhiko Kinutani; 和彦絹谷; Takao Miyai; 隆雄宮井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】絶縁機能を高めた電磁装置を提供する。
【解決手段】棒状のフェライトコア３と、このフェライトコア３の側面に、高電圧用の２次巻線として一層にして捲き回されるコイル巻線２と、このコイル巻線２の上層に１次巻線として捲き回されるコイル巻線１とによるトランス構成の電磁装置であって、コイル巻線１の端部１Ｌ，１Ｒはコイル巻線２の低圧端部２Ｌ側に引き回されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧放電灯の始動装置など高圧パルス電圧を発生するための電磁装置に関するものである。

図６は従来の電磁装置の模式図である。この図に示す電磁装置は、高圧放電灯を始動するためにイグナイタと呼ばれる高電圧発生装置に使用されるパルストランスであって、低電圧を高電圧に変換するためのものである。図６の例では、電磁装置は、棒状のフェライトコア３PAと、ボビン４PAと、このボビン４PAを使用してフェライトコア３PAの側面に捲き回されるコイル巻線１，２と、これらを収納する樹脂製のケース５PAと、このケース５PAから突出し各コイル巻線に接続される端子６とにより構成されている。そして、コイル巻線１は、断面が円形状の導体線とこれを覆う絶縁被覆とにより成る絶縁被覆電線（丸線）であって１次巻線として使用され、コイル巻線２は２次巻線として使用される。また、端子６は複数設けられており、端子６（６１）はコイル巻線１に接続され、端子６（６２）はコイル巻線２に接続される。

この構成の電磁装置は、ボビン４PAにコイル巻線１，２を巻き付け、ボビン４PAにフェライトコア３PAを挿通し、これらをケース５PAに組み込み、各端子６に各コイル巻線を接続し、そしてケース５PA内にエポキシ樹脂を充填（エポキシ真空充填）することにより作製される。（例えば、特許文献１参照）
特開２０００−１５０２６６号公報（段落番号［０００３］〜［０００５］、図５，図６）

しかしながら、電磁装置としては、絶縁機能を高めたものが望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、絶縁機能を高めた電磁装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、棒状のフェライトコアと、このフェライトコアの側面に、高電圧用の２次巻線として一層にして捲き回されるコイル巻線と、このコイル巻線の上層に１次巻線として捲き回されるコイル巻線とによるトランス構成の電磁装置であって、前記１次巻線の端部は前記２次巻線の低圧端部側に引き回されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁装置において、前記１次巻線は、前記２次巻線の上層における低圧寄りの位置に捲き回されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の電磁装置において、前記１次巻線の両端部のうち、前記２次巻線の高圧端部側に位置する端部のみが前記２次巻線の低圧端部側に引き回されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の電磁装置において、前記１次巻線に絶縁被覆をもつ絶縁線を使用することにより、または前記１次巻線にマグネットワイヤを使用して前記２次巻線との間に絶縁物を介設することにより、前記１次巻線と前記２次巻線が電気的に絶縁されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁装置において、前記フェライトコアは楕円状の断面形状に形成され、前記フェライトコアおよびコイル巻線により構成されるトランスに外接する直方体とそのトランスとの間の空間を利用して前記コイルの端部が引き回されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の電磁装置において、前記２次巻線は、平角線であって絶縁部材を介さずに前記フェライトコアにエッジワイズに捲き回されていることを特徴とする。

以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明は、棒状のフェライトコアと、このフェライトコアの側面に、高電圧用の２次巻線として一層にして捲き回されるコイル巻線と、このコイル巻線の上層に１次巻線として捲き回されるコイル巻線とによるトランス構成の電磁装置であって、前記１次巻線の端部は前記２次巻線の低圧端部側に引き回されているので、絶縁機能を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電磁装置において、前記１次巻線は、前記２次巻線の上層における低圧寄りの位置に捲き回されているので、１次および２次の結合を保持しながら絶縁機能を高めることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の電磁装置において、前記１次巻線の両端部のうち、前記２次巻線の高圧端部側に位置する端部のみが前記２次巻線の低圧端部側に引き回されているのであり、この場合も絶縁機能を高めることができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の電磁装置において、前記１次巻線に絶縁被覆をもつ絶縁線を使用することにより、または前記１次巻線にマグネットワイヤを使用して前記２次巻線との間に絶縁物を介設することにより、前記１次巻線と前記２次巻線が電気的に絶縁されているので、所定の絶縁性能が得られる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁装置において、前記フェライトコアは楕円状の断面形状に形成され、前記フェライトコアおよびコイル巻線により構成されるトランスに外接する直方体とそのトランスとの間の空間を利用して前記コイルの端部が引き回されているので、薄型化が可能になる。

請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の電磁装置において、前記２次巻線は、平角線であって絶縁部材を介さずに前記フェライトコアにエッジワイズに捲き回されているので、小型化および低コスト化が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１参考例）
図４は電磁装置の構成図であり、これらの図を用いて本発明の第１参考例について説明する。

図４に示す電磁装置は、１０^３Ωｍ以上の固有抵抗を有する棒状のロッド型のフェライトコア３と、このフェライトコア３の側面に、絶縁部材としてのボビンを使用しないで平角線を１層にエッジワイズ巻きにして成るコイル巻線２と、芯線を絶縁被覆で覆った絶縁被覆電線であって、コイル巻線２の上層に捲き回されるコイル巻線１と、これらを収納する樹脂製のケース５と、このケース５から突出し各コイル巻線に接続される複数の端子６とにより構成されている。

この構成では、コイル巻線１，２がボビンを介さずにフェライトコア３の側面に直接捲き回されるので、各端子６をボビンに固定することができない。そこで、第１参考例では、図４（ｃ）に示すように、各端子６を一体に有するフープ材６０が使用される。この場合、フープ材６０の各端子６に、対応するコイル巻線の端部が接合されることになる。ここで、図４（ａ）に示すように、全ての端子６を同一方向に引き出すことにより、フープ材６０を簡単な形状で形成でき、図４（ｂ）に示すように、樹脂を充填ないし成型して電気的絶縁等のためのケース５を形成した場合でも、各端子６が一列に配列されるため、次工程での接合が容易になる。

また、第１参考例では、フェライトコア３の側面にコイル巻線２を直接捲き回すために、フェライトコア３の両端面の各々に底部を有する穴３１が形成され、これらの穴３１は、巻回しの軸方向の位置決め用として使用されている。

（第２参考例）
図５は電磁装置におけるフェライトコアを示す図であり、この図を用いて本発明の第２参考例について説明する。

本電磁装置は、図５に示すように、第１参考例と同様の穴３１を両端面の各々に有し、楕円状の断面形状に形成されたフェライトコア３Ａを、第１参考例のフェライトコア３に代えて備える以外は第１参考例の電磁装置と同様に構成される。

このような扁平のフェライトコア３Ａを使用することにより、薄型のトランス構成の電磁装置を作製することができる。

（第１実施形態）
図１は電磁装置におけるフェライトコアおよび複数のコイル巻線を示す図であり、この図を用いて本発明の第１実施形態について説明する。

第１実施形態の電磁装置は、コイル巻線２の上層に捲き回されるコイル巻線１の両端部１Ｌ，１Ｒの引き回しが第１参考例のそれと異なる以外は第１参考例の電磁装置と同様に構成される。

ここで、コイル巻線１を１次巻線とし、コイル巻線２を２次巻線としたとき、コイル巻線２が占積率のよい箔状の平角線をフェライトコア３の側面にエッジワイズ巻きにすることで構成されるので、コイル巻線２の断面積を小さくすることなくその巻数を増大させることができるから、例えば、１次巻線としてのコイル巻線１の両端間に数百から数ｋＶの電圧が印加したとき、２次巻線としてのコイル巻線２の両端間に数ｋ〜数十ｋＶの高電圧を発生させる高圧トランスを容易にしかも小型にして構成することができる。そして、この場合、コイル巻線１，２の磁路はフェライトコア３を同軸とする開磁路になる。

このような開磁路においては、１次巻線としてのコイル巻線１をフェライトコア３の端部に巻くより、その中央付近に巻く方が１次および２次間の結合が良くなることが一般的に知られている。このため、図４では、コイル巻線１がコイル巻線２の中央付近に巻かれ、また、コイル巻線２の右方の端部２Ｒを高圧側の端部に想定しているため、コイル巻線１はコイル巻線２の中央付近よりやや左方寄りに巻かれている。このように左方寄りに巻く理由は、図４（ａ）において、２Ｌ−１Ｌ，１Ｒ間が数百〜数ｋＶになるのに対し、２Ｒ−１Ｌ，１Ｒ間が数ｋＶ〜数十ｋＶにもなり、各コイル巻線の端部と端子６の接合部が金属露出部であるため、外郭を形成する樹脂と高圧トランスとの間に隙間が生じた場合に絶縁破壊が起こるからである。それ故、２Ｒから１Ｌ，１Ｒまでの距離を長くして絶縁破壊が起こるのを防止している。

ところで、仮に、コイル巻線１をコイル巻線２の端部２Ｌの上層に巻くと上記絶縁破壊が起こるのをより好適に防止することができる反面、この場合、上述したように１次および２次間の結合が悪くなり、２次巻線に発生する高圧パルス電圧が低くなる。そこで、第１実施形態では、図１に示すように、１次および２次間の結合を悪くしないようにコイル巻線１をコイル巻線２の極力中央寄りに巻くとともに、コイル巻線１の両端部１Ｌ，１Ｒをコイル巻線２の低圧の端部２Ｌ寄りに引き回すのである。これにより、１次および２次間の結合が良く、絶縁耐圧に優れた高圧トランスを得ることができる。

（第２実施形態）
図２は電磁装置におけるフェライトコア、複数のコイル巻線およびインサート成形部材を示す図であり、この図を用いて本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態の電磁装置は、コイル巻線１，２の各端部の引き回しが第２参考例、つまり第１参考例のそれと異なり、ケース５に代えてインサート成形部材５Ａが使用される以外は第２参考例の電磁装置と同様に構成される。この構成でも、図２（ａ）に示すように、断面形状が楕円状のフェライトコア３Ａが使用されるので、本電磁装置を薄型のトランス構成にすることができる。

ここで、第１実施形態では、１次巻線としてのコイル巻線１の両端部１Ｌ，１Ｒがコイル巻線２の低圧の端子２Ｌ寄りに引き回されるが、第２実施形態では、コイル巻線１の両端部のうち、コイル巻線２の高圧の端子２Ｒに近い端部１Ｒのみが、コイル巻線２の低圧の端子２Ｌのあるフェライトコア３Ａの端面寄りに引き回される。この引き回しでも絶縁機能を高めることができる。また、その引き回しは、コイル巻線２の引き回し部がフェライトコア３Ａの厚みの薄い側面に沿うようにして行われる。このように引き回すと、図２（ｂ）に示すインサート成形部材５Ａの厚みが厚くならないようにすることができる。さらに、コイル巻線２の端子２Ｌは端子２Ｒに対して最も離れる対角位置に設けられている。

他方、インサート成形部材５Ａには、図２（ｂ）に示すように、複数条の溝５１Ａが高圧の端部２Ｒと端部２Ｌ，１Ｌ，１Ｒとの間における外周面に周設されている。このように複数条の溝５１Ａがインサート成形部材５Ａの外周面に周設されると、複数条の溝５１Ａにより凹凸が形成されるから、高圧の端部２Ｒと端部２Ｌ，１Ｌ，１Ｒとの間におけるインサート成形部材５Ａの沿面（界面）距離を長くすることができる。これにより、端部２Ｒと端部２Ｌ，１Ｌ，１Ｒとの間の絶縁機能を向上させることができ、製造上、容易で絶縁性の優れた小型のトランスを提供することができる。

（第３実施形態）
図３は電磁装置におけるフェライトコア、複数のコイル巻線およびインサート成形部材などを示す図であり、この図を用いて本発明の第３実施形態について説明する。

第３実施形態の電磁装置は、絶縁被覆電線であるコイル巻線１に代えて単線であるコイル巻線１Ａが使用され、絶縁被覆に代えて一対の端子４１を有するボビン４が使用され、コイル巻線１Ａの両端がボビン４の一対の端子４１にそれぞれラッピングされている以外は第２実施形態の電磁装置と同様に構成される。

この構成では、１次巻線用のボビン４が設けられるので、１次および２次間の絶縁機能をより好適に高めることができるとともに、コイル巻線１Ａの両端の端子４１への接続が容易になる。コイル巻線１Ａにコスト高の高圧絶縁被覆電線を用いずに低コストの単線を用いるので、廉価な高圧トランスを提供することができる。

電磁装置におけるフェライトコアおよび複数のコイル巻線を示す図である。電磁装置におけるフェライトコア、複数のコイル巻線およびインサート成形部材を示す図である。電磁装置におけるフェライトコア、複数のコイル巻線およびインサート成形部材などを示す図である。参考例の電磁装置の構成図である。参考例の電磁装置におけるフェライトコアを示す図である。従来の電磁装置の模式図である。

符号の説明

１コイル巻線
１Ｌ，１Ｒ端部
２コイル巻線
２Ｌ，２Ｒ端部
３フェライトコア

Claims

棒状のフェライトコアと、このフェライトコアの側面に、高電圧用の２次巻線として一層にして捲き回されるコイル巻線と、このコイル巻線の上層に１次巻線として捲き回されるコイル巻線とによるトランス構成の電磁装置であって、前記１次巻線の端部は前記２次巻線の低圧端部側に引き回されていることを特徴とする電磁装置。
前記１次巻線は、前記２次巻線の上層における低圧寄りの位置に捲き回されていることを特徴とする請求項１記載の電磁装置。
前記１次巻線の両端部のうち、前記２次巻線の高圧端部側に位置する端部のみが前記２次巻線の低圧端部側に引き回されていることを特徴とする請求項２記載の電磁装置。
前記１次巻線に絶縁被覆をもつ絶縁線を使用することにより、または前記１次巻線にマグネットワイヤを使用して前記２次巻線との間に絶縁物を介設することにより、前記１次巻線と前記２次巻線が電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電磁装置。
前記フェライトコアは楕円状の断面形状に形成され、前記フェライトコアおよびコイル巻線により構成されるトランスに外接する直方体とそのトランスとの間の空間を利用して前記コイルの端部が引き回されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電磁装置。
前記２次巻線は、平角線であって絶縁部材を介さずに前記フェライトコアにエッジワイズに捲き回されていることを特徴とする請求項５記載の電磁装置。