JP2007294573A - Magnetic material device, manufacturing method thereof and discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁性体装置及びその製造方法に関するものであり、例えば放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に用いられるものである。 The present invention relates to a magnetic device and a method for manufacturing the same, and is used, for example, in a discharge lamp lighting device that lights a discharge lamp.
従来、磁性体装置と周辺部品の絶縁には、図10に例示するように、磁性体装置(例えばトランスT1)の外周に絶縁材12を設ける手段が一般的である。その場合、絶縁材12が振動などにより取れないようにするために、例えば接着剤などの固定材13にて絶縁材12を固定する必要がある。また、同じ基板11上の周辺部品a〜gが倒れて磁性体装置T1に近づいた場合を想定し、磁性体装置T1と周辺部品a〜gを物理的に離さなければならない。
Conventionally, in order to insulate a magnetic device from peripheral components, a means for providing an
特許文献1には、磁性体コアと、コイルと、コアとコイルを固定するボビンを備えたトランスのコイル外周に絶縁テープを巻回し、ケース内に収納して樹脂を注入・充填する構造において、絶縁テープ内面とコイル外周の間に幅狭のテープ粘着部を設けることで、絶縁テープ巻回の作業性を改善しながら、樹脂と絶縁テープの密着性を高めることが提案されている。
図10のような枠状の絶縁材を磁性体装置の外周に設ける構造では、回路装置の大型化やコストアップになってしまう。また、このような枠状の絶縁材で磁性体装置の外周を囲むと、特に強制空冷環境下では、絶縁材が強制空冷風の妨げとなり、磁性体装置だけでなく、周辺部品の温度までも高くなってしまう。特許文献1に開示された構造では、樹脂充填が必要なのでコストアップとなるうえに、樹脂充填されるトランス全体を収納するためのケースも必要であり、大型化してしまう。 In the structure in which the frame-shaped insulating material as shown in FIG. 10 is provided on the outer periphery of the magnetic device, the circuit device is increased in size and cost. In addition, if the outer periphery of the magnetic device is surrounded by such a frame-shaped insulating material, particularly in a forced air cooling environment, the insulating material interferes with the forced air cooling air, and not only the magnetic device, but also the temperature of the peripheral components. It will be high. In the structure disclosed in Patent Document 1, since resin filling is necessary, the cost is increased, and a case for housing the entire transformer filled with resin is also necessary, which increases the size.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、小型で安価な絶縁手段を有する磁性体装置及びその製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a magnetic device having a small and inexpensive insulating means and a method for manufacturing the same.
請求項1の発明は、図1〜図8に示すように、複数で構成される磁性体コア7と、コイル5と、コア7とコイル5を固定しコイル5の端部を接続するピン4を有するボビン3からなる磁性体装置において、磁性体コア7、コイル5、ボビン3が一体になった状態の外側を覆うシート状の第1の絶縁物1と、第1の絶縁物1が取り付けられた状態で露出される磁性体コア7とボビン3の中心部を覆うシート状の第2の絶縁物2と、を設けたことを特徴とする。
As shown in FIGS. 1 to 8, the invention of claim 1 includes a plurality of
請求項2の発明は、請求項1の磁性体装置を有するDC−DCコンバータ回路10を備えることを特徴とする放電灯点灯装置(図9参照)である。
A second aspect of the present invention is a discharge lamp lighting device (see FIG. 9) including the DC-
請求項3の発明は、図1〜図8に示すように、複数で構成される磁性体コア7と、コイル5と、コア7とコイル5を固定しコイル5の端部を接続するピン4を有するボビン3からなる磁性体装置の製造方法であって、ボビン3にワイヤ5aを複数回巻きコイル5を構成する工程(図2)と、そのコイル5を巻装されたボビン3に磁性体コア7を装着する工程(図5)と、そのボビン3とコイル5と磁性体コア7の一体化したものの外周にシート状の第1の絶縁物1を貼り付け(図6)、その外周からはみ出した部分を内側に折り(図7)、第1の絶縁物1から磁性体コア7またはコイル5の露出している部分を覆うようにシート状の第2の絶縁物2を貼り付ける工程(図8)と、を備えることを特徴とする。
As shown in FIGS. 1 to 8, the invention of
請求項1の発明によれば、磁性体装置と周辺部品との絶縁手段を磁性体装置に集約することで、絶縁材やその絶縁材を固定するための固定材などが不必要なため、小型で安価にできる。また、絶縁材を磁性体装置と周辺部品との間に設けたり、その絶縁材を固定するための固定材を必要としないので、見た目がすっきりしており、商品品位を高くすることができる。さらには、従来の構造では使用できなかった既存の汎用的なボビンやコアなども使用できるため、価格・小型化・デリバリー・設計自由度・実装設備・巻線設備・在庫管理などの面でもメリットがある。 According to the first aspect of the present invention, since the insulating means between the magnetic device and the peripheral parts is concentrated in the magnetic device, there is no need for an insulating material or a fixing material for fixing the insulating material. Can be cheap. In addition, since an insulating material is not provided between the magnetic body device and the peripheral parts, or a fixing material for fixing the insulating material is not required, the appearance is clean and the product quality can be improved. Furthermore, existing general-purpose bobbins and cores that could not be used with the conventional structure can also be used, so there are advantages in terms of price, downsizing, delivery, design freedom, mounting equipment, winding equipment, inventory management, etc. There is.
請求項2の発明によれば、DC/DCコンバータ回路の1次側と2次側の絶縁手段において請求項1と同じ効果が得られ、特に強化絶縁などの特別に強固な絶縁を必要とする場合においては、上述の効果が極めて高くなる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項1と同じ効果が得られ、かつ製造が容易であり、加工費を安価にできる。
According to the invention of
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る磁性体装置の外観を示す斜視図である。図中、1,2は絶縁物、3はボビン、4はピンである。絶縁物1はボビン3に装着された磁性体コアの上面及び外周を被覆しており、絶縁物2は絶縁物1では被覆し切れない磁性体コアの下面を被覆している。以下、図2〜図8を順次参照しながら、図1の磁性体装置の製造工程について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a magnetic device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 and 2 are insulators, 3 is a bobbin, and 4 is a pin. The insulator 1 covers the upper surface and outer periphery of the magnetic core attached to the
図2は磁性体コアを装着される前のボビン3の外観を示す斜視図である。ボビン3は、直方体状の一対のベース部3aと、ベース部3aの上面に突設されたコ字状のフランジ部3bと、一対のフランジ部3bの間に形成されたコイル巻装部3cとを備えており、樹脂成型品などにより一体的に形成されている。ボビン3のベース部3aには、複数本の電気接続用のピン4が植設されている。これらのピン4はインサート形成によりボビン3と一体成型しても構わない。
FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the
各々のピン4には、磁性体装置のコイルを構成するワイヤ5aの端部5bが接続される。図2の例では、ワイヤ5aの端部5bをピン4の根元に絡げてある。ワイヤ5aはボビン3のコイル巻装部3cに巻装されて、磁性体装置のコイルとなる。磁性体装置がチョークコイルである場合にはコイルは1つで良いが、磁性体装置がトランスである場合には同様に1次巻線、2次巻線が形成されて、各巻線の端部がピン4に接続される。
Each pin 4 is connected to an
なお、特に図示はしないが、ボビン3の他方のベース部3aにも同様のピン4が複数本植設されていても良い。また、ワイヤの接続されていないピン4があっても良い。これらのピン4は、プリント基板への実装時に基板の穴に挿入して裏面から半田付けすることにより、磁性体装置の固定手段として利用できる。
Although not particularly illustrated, a plurality of similar pins 4 may be planted on the
図3はコイル5を巻装済みのボビン3の外観を示す斜視図である。ボビン3のコイル巻装部にはコイル5を形成するワイヤが巻装されている。6は固定材であり、巻装されたコイル5を固定している。固定材6は一般的なトランスの巻線の外周を被覆するために用いられる絶縁シートのようなもので良い。
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the
図4はボビン3に装着される磁性体コア7の外観を示す斜視図である。一対のE字型コア7を突き合わせるように接合することで、全体として日の字型の磁気回路を構成する。各E字型コア7は、略コ字型の外足部7aと、外足部7aの中央部に設けられた平板上の内足部7bとからなる。内足部7bはボビン3のフランジ部3bからコイル巻装部3cの内部に挿入できる形状となっており、外足部7aはボビン3のベース部3aに載置される形状となっている。
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the
コア7の外足部7aには絶縁物Aが装着されている。この絶縁物Aは、コア7とピン4との絶縁のために施すものであり、コア下面におけるボビン3のベース部3aに接触する部分を覆うとともに、外足部7aの側面の大半を覆っているが、コア上面は覆っていない。
An insulator A is attached to the
図5はコイルを巻装されたボビン3に一対の磁性体コア7を装着する工程を示す斜視図である。各E字型コア7の平板状の内足部7bは矢印で示すようにボビン3のコア挿入部3dに挿入される。このとき、ボビン3のベース部3aにE字型コア7の外足部7aの下面側が接触するが、この部分は絶縁物Aで覆われている。
FIG. 5 is a perspective view showing a process of attaching the pair of
図6はボビンに装着された磁性体コア7に絶縁物1を装着する工程を示す斜視図である。コイル5とボビン3とコア7が一体化した状態の外周に絶縁物1を施し、図中の矢印で示すように、コア7の側面の外周を全て覆う。ここで、絶縁物1の幅Hはコア7の外足部7aの高さhよりも大きくかつ上部にはみ出すようにコア7の側面を全て覆う。絶縁物1のコア7よりも上部にはみ出した部分は、絶縁物Aで覆われていないコア上面を覆うために用いられる。
FIG. 6 is a perspective view showing a process of attaching the insulator 1 to the
図7は絶縁物1により磁性体コアの上面側を包み込むように覆う工程を示す斜視図である。絶縁物1のコア7よりも上部にはみ出した部分を、図中の矢印で示すように折り曲げて、コイル5とボビン3とコア7が一体化した状態の上面を覆う。図7では絶縁物1を内側に折った状態にて上部に空き部分が図示されているが、この空き部分の有り無しは問わない。
FIG. 7 is a perspective view showing a process of covering the upper surface side of the magnetic core with the insulator 1 so as to wrap. A portion of the insulator 1 that protrudes above the
図8は最後の工程を示す斜視図である。コイル5とボビン3とコア7が一体化した状態で、ボビン3のピン4の配列方向と平行な方向に絶縁物2を施す。このとき絶縁物1でコアの下面を覆い切れていない部分を全て覆うように絶縁物2を施す。また上部に空き部分がある場合はその空き部分を全て覆うように、絶縁物2を図中の矢印で示すように巻き付ける。これにより、図1の磁性体装置が完成する。なお、本発明で用いるシート状の絶縁物は、例えば片面が粘着性を有する一般的な絶縁テープを適宜の長さ、幅、形状に切り出したものであっても良い。
FIG. 8 is a perspective view showing the last step. In the state where the coil 5, the
(実施の形態2)
図9は本発明の磁性体装置を用いたDC/DCコンバータ回路を備える放電灯点灯装置の一例を示す回路図である。8は力率改善回路、9は放電灯点灯回路、10はDC/DCコンバータ回路である。交流電源Vから供給される電圧をダイオードD1〜D4にて整流し、スイッチング素子Q1、ダイオードD5、チョークコイルL2、コンデンサC3よりなる昇圧チョッパ回路により入力電流の休止期間を無くして力率を改善する。L1はコモンフィルター、C1,C2はフィルター用コンデンサである。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a discharge lamp lighting device having a DC / DC converter circuit using the magnetic device of the present invention. 8 is a power factor correction circuit, 9 is a discharge lamp lighting circuit, and 10 is a DC / DC converter circuit. The voltage supplied from the AC power supply V is rectified by the diodes D1 to D4, and the power factor is improved by eliminating the pause period of the input current by the step-up chopper circuit including the switching element Q1, the diode D5, the choke coil L2, and the capacitor C3. . L1 is a common filter, and C1 and C2 are filter capacitors.
放電灯点灯回路9は、コンデンサC3に平滑された電圧をスイッチング素子Q2、ダイオードD6、チョークコイルL3よりなる降圧チョッパ回路により電圧変換してコンデンサC4に供給し、コンデンサC4の電圧をスイッチング素子Q3〜Q6よりなるフルブリッジ型の極性反転回路により交流に変換し、チョークコイルL4を介して放電灯Laに印加するものである。
The discharge
DC/DCコンバータ回路10では、コンデンサC3に平滑された電圧をスイッチング素子Q7にて高周波でスイッチングしてトランスT1の1次巻線T1−1に印加し、トランスT1の2次巻線T1−2に電圧変換する。トランスT1の2次巻線T1−2の出力電圧をダイオードD7にて整流し、コンデンサC5にて平滑し、DC/DCコンバータの負荷R1に印加する。例えばコンデンサC3の電圧は370V、トランスT1の1次巻線T1−1の巻数は90ターン、トランスT1の2次巻線T1−2の巻数は13ターン、コアはフェライト系、ボビンはEFD25型を使用し、DC/DCコンバータ回路10の出力電圧を12Vとしている。
In the DC /
上述の実施の形態1をDC/DCコンバータ回路10のトランスT1に使用することにより、磁性体装置と周辺部品との絶縁構造が確立され、従来よりも小型で安価にできる。特に、強化絶縁などの強固な絶縁が必要となる場合に上述の効果が極めて高くなる。
By using the above-described first embodiment for the transformer T1 of the DC /
1 絶縁物
2 絶縁物
3 ボビン
4 ピン
5 コイル
6 固定材
7 コア
A 絶縁物
1
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