JP2008177313A - トランス - Google Patents
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Abstract
【課題】外形形状の大型化を招くことなく、簡易な構造によって安全規格上要求される1次コイルと2次コイルとの間の絶縁距離を確実に担保することができるトランスを提供する。
【解決手段】1次コイル3が巻回された第1の巻線部4の端部に第1の端子装着部6が一体に形成され、実装端部5bを第1の端子装着部から突出させた端子5が内装された第1のボビン1と、2次コイル10が巻回された筒状の第2の巻線部11の端部に第2の端子装着部13が一体に形成された第2のボビン2と、第1および第2のボビンの孔部4a、11aに挿通された第1のコア8とを備え、第1のボビンの1次コイルの外周およびこれから第1の端子装着部の外周に至り、かつ実装端部の突出部近傍を除いた部分を、電気的絶縁被覆層9によって覆ったことを特徴とする。
【選択図】図4
【解決手段】1次コイル3が巻回された第1の巻線部4の端部に第1の端子装着部6が一体に形成され、実装端部5bを第1の端子装着部から突出させた端子5が内装された第1のボビン1と、2次コイル10が巻回された筒状の第2の巻線部11の端部に第2の端子装着部13が一体に形成された第2のボビン2と、第1および第2のボビンの孔部4a、11aに挿通された第1のコア8とを備え、第1のボビンの1次コイルの外周およびこれから第1の端子装着部の外周に至り、かつ実装端部の突出部近傍を除いた部分を、電気的絶縁被覆層9によって覆ったことを特徴とする。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば冷陰極管点灯用のインバータトランスのような、2次コイルから高電圧を出力するものに用いて好適なトランスに関するものである。
表示装置の一種である液晶ディスプレイには、画面照射用の光源として複数本の冷陰極管が組み込まれており、これらの冷陰極管の放電・点灯用としてインバータトランスが用いられている。このインバータトランスは、1次コイルへの入力電圧を、2次コイルにおいて1000〜2000Vに昇圧して上記冷陰極管に出力するものである。
ところで、従来のこの種のインバータトランスにおいては、上記1次コイルに、発信回路において100Vの入力電圧から変換された24Vの直流電圧が入力されていたが、当該インバータトランスの前段に上記変換用の補助電源を要するために効率および経済性に劣るという欠点があった。
このため、近年においては、100Vの入力電圧を整流して直接上記1コイルに入力することにより、上記補助電源を省略した電源構成が採用されつつある。
ところが、このような構成を採用した場合には、安全規格上、1次コイルと2次コイルとの間に従来よりも一層長い絶縁距離(沿面距離)を確保して、相互間の絶縁性を担保することが要求されることになる。
ところが、このような構成を採用した場合には、安全規格上、1次コイルと2次コイルとの間に従来よりも一層長い絶縁距離(沿面距離)を確保して、相互間の絶縁性を担保することが要求されることになる。
そこで、例えば下記特許文献1においては、中空状の巻胴部外周に1次、2次間を区画するフランジが形成され、かつ巻胴部両端のフランジに端子が植設された端子台がそれぞれ形成され、上記巻胴部外周に1次、2次コイルが巻回されたトランスにおいて、上記端子を除く部分を絶縁性の樹脂にて予めモールドし、モールド体にコアを組み込んだトランスが提案されている。
特開2005−286188号公報
しかしながら、上記特許文献1に見られるトランスにあっては、端子を除いたトランスの全体を絶縁性の樹脂によってモールドしているために、トランス全体が大型化してしまい、昨今の小型化の要請に逆行するという問題点があった。
加えて、上記モールドを行うために多量の樹脂材料が必要となり、経済性にも劣るという問題点があった。
また、1次モールドによって成形された巻胴部と2次モールドによって成形された絶縁用のモールドとの間の境界面についても、絶縁性を担保するための沿面距離として考慮されるために、上記絶縁用のモールド内において、1次コイルと2次コイルとの間に絶縁距離を担保することが難しいという問題点もあった。
また、1次モールドによって成形された巻胴部と2次モールドによって成形された絶縁用のモールドとの間の境界面についても、絶縁性を担保するための沿面距離として考慮されるために、上記絶縁用のモールド内において、1次コイルと2次コイルとの間に絶縁距離を担保することが難しいという問題点もあった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、外形形状の大型化を招くことなく、簡易な構造によって安全規格上要求される1次コイルと2次コイルとの間の絶縁距離を確実に担保することができるトランスを提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、電気絶縁性を有する材料からなり、1次コイルが巻回された筒状の第1の巻線部の端部に第1の端子装着部が一体に形成され、この第1の端子装着部に、一端側の絡げ端部に上記1次コイルの端部が接続されるとともに他端側の実装端部を当該第1の端子装着部から突出させた端子が内装された第1のボビンと、電気絶縁性を有する材料からなり、2次コイルが巻回された筒状の第2の巻線部の端部に第2の端子装着部が一体に形成され、この第2の端子装着部に、上記2次コイルの端部が接続されるとともに実装端部を当該第2の端子装着部から突出させた端子が内装され、上記第2の巻線部の孔部を上記第1の巻線部の孔部と連通させて隣接配置された第2のボビンと、上記第1および第2のボビンの上記孔部に挿通された磁性材からなる第1のコアとを備えたトランスにおいて、上記第1のボビンの上記1次コイルの外周および上記1次コイルの外周から上記第1の端子装着部の外周に至り、かつ上記実装端部の突出部近傍を除いた部分を、上記第2のボビンに巻回された上記2次コイルから電気的に絶縁する被覆層によって覆ったことを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記第1および第2のボビンの外周に沿って配設され、上記第1および第2の巻線部の軸線方向の両端部において、各々上記第1のコアの端部に磁気的に接続されることにより上記第1のコアとともに閉磁回路を形成するロ型またはU型の第2のコアを備え、かつ上記被覆層の上記第1の端子装着部の外周を覆う被覆部は、上記実装端部側に向けた長さ寸法が、上記第1または第2のコアから上記実装端部側端部に至る最短距離に、当該端部から上記被覆部内を介して上記1次コイルの活電部に至る最短距離を加えた長さが、安全上要求される絶縁距離以上となるように設定されていることを特徴とするものである。
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記第1の端子装着部が、上記第1の巻線部の軸線に沿う方向と直交する方向に長手方向を有し、かつ上記端子が、上記第1の端子装着部の基端部外周から突出する上記絡げ端部が上記被覆層によって覆われるとともに、上記長手方向の先端面から上記実装端部が突出することを特徴とするものである。
ここで、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の端子が、上記第1の端子装着部内に圧入されていることを特徴とするものである。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、上記被覆層は、上記第1の端子装着部の先端側部分が成形金型内で保持されることにより成形されていることを特徴とするものである。
請求項1〜5のいずれかに記載のトランスによれば、2次コイルと隣接して配置された1次コイルの外周および当該1次コイルの外周から第1の端子装着部の外周に至る部分を、2次コイルから電気的に絶縁する被覆層によって覆っているために、低圧側の1次コイルと高圧側の2次コイルまたはコアとの絶縁距離は、第1の端子装着部から突出する実装端部から2次コイル(またはコア)までの距離になる。
したがって、上記2次コイル(またはコア)から実装端部までの距離が安全規格上要求される絶縁距離以上となるように、適宜第1の端子装着部の長さ寸法あるいは実装端部の突出位置を設定することにより、外形形状の大型化を招くことなく、確実に要求される上記絶縁距離を担保することができる。
ここで、請求項2に記載の発明においては、第1および第2のボビンの外周に沿って配設されて第1のコアとともに閉磁回路を形成するロ型またはU型の第2のコアが設けられている場合に、第1の端子装着部の外周を覆う被覆部の実装端部側に向けた長さ寸法を、高圧側となる第1または第2のコアから上記被覆部の実装端部側端部に至る最短距離に、当該端部から被覆部内を介して1次コイルの活電部に至る最短距離を加えた長さが、安全上要求される絶縁距離以上となるように設定している。
このため、上述した2次コイルまたはコアと実装端部との間の絶縁距離のみならず、第1または第2のコアから被覆部の裏面側(境界面)を通じて1次コイルの活電部に至る絶縁距離(沿面距離)についても、確実に安全規格上要求される距離を確保することができる。
さらに、請求項3に記載の発明によれば、第1の端子装着部を、第1の巻線部の軸線に沿う方向と直交する方向、すなわち1次コイルの法線方向に長手方向を有するように形成し、かつ上記端子の絡げ端部を第1の端子装着部の基端部外周から突出させて上記被覆層によって覆うとともに、実装端部を長手方向の先端面から突出させているために、1次コイルと絡げ端部との距離が短く、接続が容易になるとともに、実装端部を第1の端子装着部の長手方向先端から突出させているために、当該第1の端子装着部を大型化させることなく、容易に十分な絶縁距離を確保することができる。
加えて、上記絡げ端部を第1の端子装着部の基端部外周から突出させ、かつ実装端部を長手方向の先端面から突出させているために、請求項4に記載の発明のように、上記端子を、第1のボビンを成形する際にインサート成形することなく、第1のボビンを成形した後に、第1の端子装着部内に圧入して取り付けることができ、成形金型の構造が簡易になるとともに、組み立て作業が一層容易になるという効果が得られる。
また、請求項1〜4のいずれかに記載の発明においては、上記被覆層を、第1のボビンの上記1次コイルの外周およびこれから第1の端子装着部の外周に至る部分であって、かつ上記実装端部の突出部近傍を除いた部分に形成しているために、特に請求項5に記載の発明のように、上記被覆層を射出成形またはトランスファー成形によって形成する際に、上記第1の端子装着部の先端側部分を成形金型内で保持することにより、安定した姿勢で、当該保持部分(第1の端子装着部の先端側部分)を除いた第1のボビンの全体を上記被覆層によって覆うことができる。
図1〜図5は、本発明に係るトランスをLCDのバックライトとなる2本の冷陰極管を同時に、あるいは作動によって点灯させるためのインバータトランスに適用した一実施形態を示すもので、このインバータトランスにおいては、ボビンが1組の第1のボビン1と2組の第2のボビン2とに分割されている。
この第1のボビン1は、図2に示すように、軸線方向両端部および中央部に形成されたフランジ部4bによって分割され、各々に1次コイル3を形成するための導線が巻回された角筒状の2つの第1の巻線部4と、これら第1の巻線部4の軸線方向の外側に位置するフランジ部4bに一体形成されて1次コイル3の導線の端部が接続される端子5が植設された外観方形棒状の第1の端子装着部6とが電気絶縁性を有する合成樹脂によって一体成形されたものである。
ここで、第1の巻線部4内には、フェライトコアからなるI型の第1のコア8(図4参照)が挿通される孔部4aが形成されている。また、各第1の端子装着部6は、フランジ部4bから第1の巻線部4の軸線に沿う方向と直交する方向、すなわち1次コイル3の法線方向に延出するように形成されている。そして、第1の端子装着部6は、フランジ部4bと一体化された基端部6aの先端側に、この基端部6aよりも上記軸線方向外方に向けた厚さ寸法が大きく形成された本体部6bが形成されており、これにより基端部6aと本体部6bとの間には、傾斜部6cが形成されている。
さらに、第1の端子装着部6には、本体部6bの先端面から傾斜部6cに貫通する小孔部7が形成されており、この小孔部7内に端子5が圧入されている。この際に、端子5は、図5(a)で示すように傾斜部6c側から、または同図(c)で示すように本体部6bの先端面側から小孔部7内に圧入され、傾斜部6cから突出する部分が絡げ端部5aとされるとともに、本体部6bの先端面から突出する部分が実装端部5bとされている。なお、この端子5は、第1のボビン1を射出成形によって形成する際に、インサート成形によって第1の端子装着部6内に設けてもよい。
このようにして、端子5が取り付けられ、かつ1次コイル3が巻回された第1のボビン1は、1次コイル3を形成する導線の端部が端子5の絡げ端部5aに絡げられたうえで半田等により接続されるとともに、図3に示すように、実装端部5bが屈曲された後に、その外周に2次モールドにより被覆層9が形成されている。
この被覆層9は、1次コイル3の外周とこれに連続する第1の端子装着部6の基端部6aおよび本体部6bの全長aの約1/2を覆う範囲(図5参照)に、後述する第2のボビン2に巻回された2次コイル10から電気的に絶縁可能な合成樹脂をモールドすることによって成形されている。この際に、被覆層9は、射出成形またはトランスファー成形によって形成されており、いずれの場合においても、図3(b)に示すように、第1の端子装着部6の本体部6bにおける先端側の(1/2)×aの長さ部分が、成形金型M内で保持されることにより形成されている。
これにより、1次コイル3と端子5との接続部分である絡げ端部5aは、被覆層9のうちの第1の端子装着部6の外周を覆う被覆部9aによって覆われている。
そして、以上の構成から成る第1のボビン1における第1の巻線部4の軸線方向両端部に、それぞれ図1および図4に示すように、第2のボビン2が配置されている。
そして、以上の構成から成る第1のボビン1における第1の巻線部4の軸線方向両端部に、それぞれ図1および図4に示すように、第2のボビン2が配置されている。
各々の第2のボビン2は、軸線方向両端部に形成されたフランジ部11b間に2次コイル10を形成するための導線が巻回された角筒状の第2の巻線部11と、この第2の巻線部11の軸線方向一端側に配置されて2次コイル10の導線の端部が接続される端子12が植設された外観方形棒状の第2の端子装着部13とが、同様に電気絶縁性を有する合成樹脂によって一体成形されたものである。
ここで、2組の第2のボビン2における第2の端子装着部13は、第2の巻線部11の端部であって、かつこのトランスの両外側部に位置するように、互いに第1のボビン1および第2の巻線部11を間にした対称位置に形成されている。また、端子12は、第2のボビン2を射出成形する際に、同時に内部にモールドされたもので、その実装端部12aを第2の端子装着部13の両端部から突出させるとともに、第1のボビンにおける実装端部5bと同方向に屈曲形成されている。
各第2の巻線部11は、断面形状が第1の巻線部4とほぼ同寸法に形成されており、内部には上記孔部4aと連通してI型の第1のコア8が挿通される孔部11aが形成されている。また、外周部には、高圧の2次コイル10における沿面放電を防止するための複数の仕切り板14が軸線方向に等間隔をおいて一体に形成される。さらに、第2の巻線部11の孔部11aに臨む位置には、当該孔部11aと連続する溝部15が形成されるとともに、一方(図では右方)の第1のボビン2における溝部15の外周端部には、係止壁部15aが形成されている。
そして、図4に示すように、第1および第2のボビン1、2は、第1および第2の巻線部4、11の端部同士を当接させ、別途接着剤または図示されない嵌合部を介して一体的に連結されている。さらに、これら第1および第2の巻線部4、11の孔部4a、11aに、上記I型の第1のコア8が挿入されている。
この第1のコア8は、これら孔部4a、11a内に緩く挿入可能となる長方形板状に形成されており、第2の端子装着部13に形成された溝部15に両側を案内されるとともに、その先端部8aが図中右方の第2のボビン2の溝部15に形成された係止壁部15aに当接することにより位置決めされている。
そしてさらに、図1に示すように、第1および第2のボビン1、2の外周には、フェライトコアからなる第2のコア16が設けられている。この第2のコア16は、中央に長方形の開口部16aが形成されたロ字状の枠部材であり、軸線方向に対向する辺部16bが、第2のボビン2の溝部15上に露出する第1のコア8の端部上面に当接する長さ寸法に形成されている。
また、この第2のコア16は、開口部16a内に位置する1次コイル3およびその両側の2次コイル10を、辺部16b、16cによって僅かの隙間を介して囲繞する幅寸法に形成されている。これにより、第1および第2のコア8、16によって閉磁回路が形成されている。そして、第1の端子装着部6の長さ寸法は、第2のコア16から実装端部5bまでの距離a(図5参照)が、安全上要求される絶縁距離以上となるように設定されている。
以上の構成からなるトランスによれば、2次コイル10と隣接して配置された1次コイル3の外周から第1の端子装着部6の本体部6bの全長aの1/2に至る部分を、2次コイルから電気的に絶縁する被覆層9によって覆っているために、図5に示すように、低圧側の1次コイル3と高圧側の2次コイル10またはコア8、16との間の最短の絶縁距離は、第1の端子装着部6から突出する実装端部5bから第2のコア16までの距離L(=a)になる。この結果、従来のように外形形状の大型化を招くことなく、確実に要求される上記絶縁距離を担保することができる。
加えて、このトランスにおいては、1次コイル3を覆う被覆層9を、さらに第1の端子装着部6の本体部6bの全長aの1/2に至る位置まで形成しているために、第2のコア16から被覆部9aの端部9bに至る最短距離(約(1/2)×a)に、この端部9bから被覆部9aの裏面側を介して1次コイル3に接続された絡げ端部5aに至る距離(>(1/2)×a)を加えた絶縁距離L1も、安全上要求される絶縁距離以上にすることができる。
したがって、第2のコア16と一次コイル3側の第1の端子装着部6から突出する実装端部5bとの間の絶縁距離Lのみならず、第2のコア16から被覆部9aの裏面側(境界面)を通じて絡げ端部5aに至る絶縁距離L1についても、確実に安全規格上要求される距離を担保することができる。
また、第1の端子装着部6を、第1の巻線部4のフランジ部4bの板面に沿って1次コイル3の法線方向に長手方向を有するように形成し、端子5の絡げ端部5aを第1の端子装着部6の基端部6aの外周から突出させて被覆層9によって覆っているために、1次コイル3と絡げ端部5aとの距離が短く、接続が容易になる。
しかも、1次コイル3の導線を実装端部5bに絡げた場合には、当該導線が本体部6bに沿って配線されるために、被覆層9を成形する際に金型によって当該本体部6bを保持しても、上記導線によって形成された本体部6bとの間隙によって樹脂漏れを生じてしまうのに対して、上記トランスにおいては、かかる弊害を生じることが無い。この結果、被覆層9を射出成形またはトランスファー成形によって形成する際に、第1の端子装着部6の本体部6bの先端側部分を成形金型M内で保持することにより、安定した姿勢で、第1の端子装着部6の先端側部分を除いた第1のボビン1の全体を被覆層9によって覆うことができる。
加えて、実装端部5bを本体部6bの長手方向の先端面から突出させているために、本体部6bの長さ寸法を適宜設定することにより、トランスの大型化を招くことなく、容易に十分な絶縁距離を確保することができる。
なお、上記実施形態においては、第1および第2のボビン1、2として、第1および第2の端子装着部6、13を、それぞれ第1および第2の巻線部4、11の軸線方向と直交する方向に長手方向を有するように形成し、その長手方向先端面から実装端部5bを突出させたものについてのみ説明したが、これに限るものではなく、例えば第1または第2の端子装着部を、各々第1または第2の巻線部の軸線方向に長手方向を有する形状に形成し、その先端部から実装端部を突出させる形状等の各種形状のボビンに対しても、同様に適用することができる。
また、上記実施形態においては、本発明を、1組の1次コイル3と2組の2次コイル10とを軸線方向に隣接した配置した、いわゆる2出力型のトランスに適用した場合について示したが、これに限定されるものではなく、1組の1次コイルおよび2次コイルを備えた、1出力型のトランスにも適用可能である。
さらに、第2のボビン2についても、第1のボビン1と別体に射出成形によって形成する場合の他、1次コイル3および第1の端子装着部6の外周に被覆層9を形成する際に、射出成形によって上記第2のボビン2の全体を一体に成形することも可能である。このような構成を採用すれば、第1および第2のボビン1、2の一体化を容易かつ確実に行うことができるとともに、トランス全体としての製造工程も簡略化することができるという効果も得られる。
1 第1のボビン
2 第2のボビン
3 1次コイル
4 第1の巻線部
4a、11a 孔部
5、12 端子
5a 絡げ端部
5b 実装端部
6 第1の端子装着部
6a 基端部
6b 本体部
8 第1のコア
9 被覆層
9a 被覆部
10 2次コイル
11 第2の巻線部
13 第2の端子装着部
16 第2のコア
M 成形金型
2 第2のボビン
3 1次コイル
4 第1の巻線部
4a、11a 孔部
5、12 端子
5a 絡げ端部
5b 実装端部
6 第1の端子装着部
6a 基端部
6b 本体部
8 第1のコア
9 被覆層
9a 被覆部
10 2次コイル
11 第2の巻線部
13 第2の端子装着部
16 第2のコア
M 成形金型
Claims (5)
- 電気絶縁性を有する材料からなり、1次コイルが巻回された筒状の第1の巻線部の端部に第1の端子装着部が一体に形成され、この第1の端子装着部に、一端側の絡げ端部に上記1次コイルの端部が接続されるとともに他端側の実装端部を当該第1の端子装着部から突出させた端子が内装された第1のボビンと、
電気絶縁性を有する材料からなり、2次コイルが巻回された筒状の第2の巻線部の端部に第2の端子装着部が一体に形成され、この第2の端子装着部に、上記2次コイルの端部が接続されるとともに実装端部を当該第2の端子装着部から突出させた端子が内装され、上記第2の巻線部の孔部を上記第1の巻線部の孔部と連通させて隣接配置された第2のボビンと、
上記第1および第2のボビンの上記孔部に挿通された磁性材からなる第1のコアとを備えたトランスにおいて、
上記第1のボビンの上記1次コイルの外周および当該1次コイルの外周から上記第1の端子装着部の外周に至り、かつ上記実装端部の突出部近傍を除いた部分を、上記第2のボビンに巻回された上記2次コイルから電気的に絶縁する被覆層によって覆ったことを特徴とするトランス。 - 上記第1および第2のボビンの外周に沿って配設され、上記第1および第2の巻線部の軸線方向の両端部において、各々上記第1のコアの端部に磁気的に接続されることにより上記第1のコアとともに閉磁回路を形成するロ型またはU型の第2のコアを備え、
かつ上記被覆層の上記第1の端子装着部の外周を覆う被覆部は、上記実装端部側に向けた長さ寸法が、上記第1または第2のコアから上記実装端部側端部に至る最短距離に、当該端部から上記被覆部内を介して上記1次コイルの活電部に至る最短距離を加えた長さが、安全上要求される絶縁距離以上となるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のトランス。 - 上記第1の端子装着部は、上記第1の巻線部の軸線に沿う方向と直交する方向に長手方向を有し、かつ上記端子は、上記第1の端子装着部の基端部外周から突出する上記絡げ端部が上記被覆層によって覆われるとともに、上記長手方向の先端面から上記実装端部が突出することを特徴とする請求項1または2に記載のトランス。
- 上記端子は、上記第1の端子装着部内に圧入されていることを特徴とする請求項3に記載のトランス。
- 上記被覆層は、上記第1の端子装着部の先端側部分が成形金型内で保持されることにより成形されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のトランス。
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---|---|
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