JP2009272439A - インバータトランス - Google Patents

Abstract

【課題】インバータトランスにおいて、製造コストを低くし、且つ、長い沿面距離を確保する。
【解決手段】トランス１は、棒状のコア２に、低圧コイル５が巻回された低圧ボビン３と、高圧コイル６が巻回された高圧ボビン４とが圧入されて構成されている。低圧ボビン３及び高圧ボビン４には、それぞれ、コア２を軽圧入可能な大きさに形成された筒状部が形成されており、その筒状部の一端部に開口が設けられ、他端部に筒状部を塞ぐ封止部３３，４３が設けられている。コア２の端部は、キャップ形状の低圧ボビン３及び高圧ボビン４に覆われて外部に露出しないので、低圧端子５ａと高圧端子６ａとの間の沿面距離は、低圧端子５ａと高圧端子６ａとを結ぶトランス１の表面を辿る経路のうちコア２の表面を除く部分の長さとなる。コア２を絶縁膜等で覆ったりすることなく、長い沿面距離を確保することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コアに低圧ボビンと高圧ボビンとが装着されて構成されているインバータトランスに関する。

例えば液晶パネルのバックライトを点灯させるインバータ回路等においては、高電圧を出力するインバータトランス（例えば、特許文献１乃至特許文献５参照）が用いられている。このような高電圧のインバータトランスにおいては、インバータトランスから外部に露出され高圧側端子と低圧側端子との間の空間距離及び沿面距離を確保する必要がある。必要な沿面距離は、例えば、出力電圧や使用用途などに応じて定められる。例えば、特に出力される電圧が例えば１２００ボルト程度の高圧になると、所定の沿面距離として、例えば２４ミリ以上を確保することが必要である。図４は、棒状のコア８２を有するＩ型のインバータトランス８１の一例を示す。インバータトランス８１は、例えば、棒状のコア８２に、貫通孔を有しコイル８５，８６が巻回されたボビン８３，８４が圧入されて構成されている。ボビン８３，８４からは、それぞれ、コイル８５，８６に接続された端子８５ａ，８６ａが露出している。

ところで、このようなインバータトランス８１における沿面距離の計算において、導通部であるコア８２はいわゆる浮いた金属部とみなされるので、コア８２の表面は沿面距離に算入されない。そのため、例えばインバータトランス８１において、コア８２が絶縁されていない状態である場合には、端子８５ａと端子８６ａとの間の沿面距離は次のようになる。すなわち、図に２点鎖線で示すように、端子８５ａとボビン８３から突出するコア８２の端部８２ａ近傍部位とを結ぶ、ボビン８３の表面上の最短経路と、端子８６ａとボビン８４から突出するコア８２の他端８２ｂ近傍部位とを結ぶボビン８４の表面上の最短経路との距離を加算したものが沿面距離になる。また、例えば特許文献１に開示されているトランスでは、コアの端部がボビンから突出していないが、トランス側部から見てコアが外部に露出しているので、沿面距離は、そのトランス側部からコアまでのトランスの表面の最短経路の距離となる。このようにコア８２が絶縁されていないようなインバータトランス８１では、沿面距離を確保するためには、ボビン８３，８４を大型化したり、コア８２の表面を絶縁膜で覆ったり、ボビン８３，８４の内部に絶縁性を有する充填剤を注入してボビン８３，８４からコア８２の端部８２ａ，８２ｂが露出しないようにしなければならない。

しかしながら、このようにコア８２の表面に絶縁膜等を設けたり、充填剤等を用いる場合には、インバータトランス８１の組み立て工程が複雑化し、部品等の点数も多くなるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、インバータトランス８１を大型化することになるため、ボビン８３，８４を大型化して沿面距離を確保することはできない場合がある。なお、例えば特許文献２乃至特許文献５には、ボビンからコアが露出している構造のトランスが開示されているが、このような沿面距離に関する問題に対し有効な構造等は開示されていない。
特開２００７−３１７７５７号公報 特開２００７−１４２０８８号公報 特開２００２−２５８３６号公報 特開２００２−２５８３５号公報 特開２０００−２１６５９号公報

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、長い沿面距離を確保することができ、且つ、部品点数が少なく製造コストが低いインバータトランスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、強磁性体を用いて形成されたコアと、筒状部を有し、前記筒状部内に前記コアが位置するようにして前記コアに装着される低圧ボビン及び高圧ボビンと、前記低圧ボビンに巻回された低圧コイルと、前記高圧ボビンに巻回され前記低圧コイルに磁気的に結合する高圧コイルと、前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンにそれぞれ設けられ、それぞれ前記低圧コイルと前記高圧コイルに接続された低圧端子及び高圧端子とを備えたインバータトランスであって、前記低圧ボビンと前記高圧ボビンとは、互いに別体に成型されており、前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンのそれぞれの筒状部は、一端が塞がれており、前記コアの両端部に、それぞれ、前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンの筒状部の開口から嵌合され、前記コアの両端部が前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンの筒状部の塞がれた端部によって外部に露出しないようにされているものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記低圧ボビンと前記高圧ボビンは、前記コアの端部に前記筒状部が圧入されて前記コアに装着されているものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンの少なくとも一方は、前記低圧コイル又は前記高圧コイルが巻回される部位から鍔状に突出するセパレータを有するものである。

請求項１の発明によれば、コアの両端部に一端が塞がれた筒状部を有する高圧ボビン及び低圧ボビンが被せられるようにして配置されているので、コアの両端部が、高圧ボビン及び低圧ボビンのそれぞれの塞がれた端部から外部に露出しない。すなわち、各端子が各ボビンの塞がれた端部側に近い部位に設けられている場合であっても、高圧端子と低圧端子との沿面距離を長く確保することができる。沿面距離を確保するためにコアの表面を絶縁膜等で覆ったり絶縁材等を用いてコアを露出しないようにする必要がなく、インバータトランスの部品点数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。

請求項２の発明によれば、高圧ボビン及び低圧ボビンをそれぞれコアに圧入するだけでコアに取り付けることができるので、インバータトランスを容易に組み立てることができ、インバータトランスの製造コストをより低減することができる。

請求項３の発明によれば、筒状部の一端が塞がれた高圧ボビン及び低圧ボビンにセパレータを設けることにより、沿面距離にセパレータの表面上の経路が含まれ、沿面距離が長くなる。従って、ボビンの大きさを維持したままでより効果的に沿面距離を確保することができ、インバータトランスをより小型化することが可能になる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るいわゆるＩ型のインバータトランス（以下、トランスと称する）の一例を示す。トランス１は、強磁性体を用いて形成された例えば棒状の鉄芯であるコア２に、低圧コイル５が巻回された低圧ボビン３と、高圧コイル６が巻回された高圧ボビン４とが圧入されて構成されており、それにより高圧コイル６が低圧コイル５に磁気的に結合している。低圧ボビン３及び高圧ボビン４からは、それぞれ、低圧コイル５に接続された低圧端子５ａ及び高圧コイル６に接続された高圧端子６ａが露出している。低圧ボビン３及び高圧ボビン４は、それぞれ、例えば、樹脂を用いた一体成型により形成されている。

図２に示すように、低圧ボビン３には、筒状部３１が形成されている。筒状部３１は、例えば、コア２を軽圧入可能な大きさに形成されている。筒状部３１は、コア２の圧入口となる一端部に設けられた開口３２と、筒状部３１の他端部に、開口しないように塞がれた封止部３３とを有している。換言すると、低圧ボビン３の筒状部３１の一端部は、封止部３３が設けられることにより塞がれており、低圧ボビン３は、有底筒状のキャップ形状に形成されている。低圧ボビン３の両端部には、低圧コイル５がそれらの間の部位に収まって巻回されるように鍔状に突出する鍔部３４が形成されている。図１に示すように、低圧端子５ａは、２つの鍔部３４のうち、封止部３３が設けられている側の鍔部３４に保持されている。

高圧ボビン４の構造も、低圧ボビン３と略同様である。すなわち、高圧ボビン４には、コア２を軽圧入可能な大きさに形成された筒状部４１が形成されており、その筒状部４１の一端部に開口４２が設けられ、他端部に筒状部４１を塞ぐ封止部４３が設けられている。高圧ボビン４には、上記低圧ボビン３の鍔部３４と同様に形成された２つの鍔部４４が形成されており、その２つの鍔部４４の間には、複数（例えば５個）のセパレータ４５が形成されている。セパレータ４５は、本実施形態において、鍔部４４と同様に、高圧ボビン４の高圧コイル６が巻回される部位から鍔状に突出するように形成されている。高圧コイル６は、図に示すように、高圧ボビン４のうちセパレータ４５とそれに隣り合うセパレータ４５との間の部位や、鍔部４４とそれに隣り合うセパレータ４５との間の部位に所定巻き数だけ巻回される。本実施形態において、高圧端子６ａは、例えば、封止部４３が設けられている側の鍔部４４と、高圧ボビン４の中央に位置するセパレータ４５、との２箇所に設けられており、トランス１は、高さが異なる２段階の電圧を出力することができるように構成されている。

図３は、トランス１に低圧ボビン３及び高圧ボビン４を圧入するときを示す。低圧ボビン３は、コア２の一端部２ａに、開口３２から圧入されてコア２に取り付けられる。また、高圧ボビン４は、コア２の他端部２ｂに、開口４２から圧入されてコア２に取り付けられる。筒状部３１，４１は、コア２の端部２ａ，２ｂそれぞれを軽圧入可能な大きさに形成されているので、低圧ボビン３及び高圧ボビン４はコア２に容易に圧入することが可能であり、また、コア２から外れることなく、コア２に圧入された状態で確実に維持される。

このトランス１では、低圧ボビン３及び高圧ボビン４が有底筒状のキャップ形状に形成されているので、コア２の両端部２ａ，２ｂに低圧ボビン３及び高圧ボビン４がそれぞれ圧入されると、コア２の両端部２ａ，２ｂがトランス１の外部に露出しない。従って、コア２は導通部が露出しているものであっていわゆる浮いた金属部とみなされるので、トランス１における沿面距離は、低圧端子５ａから低圧端子５ａに近い方の高圧端子６ａまでトランス１の表面を沿う最短経路のうち、低圧端子５ａからコア２までの部分（図１の２点鎖線Ｘで示す部分）の距離と、コア２から高圧端子６ａまでの部分（図１の２点鎖線Ｙで示す部分）の距離との和となる。これにより、このトランス１において、低圧端子５ａと高圧端子６ａとの沿面距離は、コアの両端部２ａ，２ｂが外部に露出している構造のトランスと比較して長くなる。

このように、本実施形態においては、低圧端子５ａ及び高圧端子６ａがそれぞれ低圧ボビン３の封止部３３及び高圧ボビン４の封止部４３に近い部位に設けられている場合であっても、沿面距離を長く確保することができる。沿面距離を確保するためにコア２の表面を覆ったり絶縁材等を用いてコア２を露出しないようにする必要がなく、トランス１の部品点数を少なくすることができるので、製造コストを低減することができる。また、低圧ボビン３及び高圧ボビン４をそれぞれコア２に圧入してコア２に容易に取り付けることができるので、トランス１は容易に組み立て可能であり、製造コストをより低減することができる。さらにまた、高圧ボビン４は、多数のセパレータ４５を有しており、沿面距離がセパレータ４５の表面上の経路を含めた長い経路の長さで計算されるので、高圧ボビン４の大きさに比して、より効果的に長い沿面距離を確保することができ、トランス１をより小型化することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、コアは、棒状のものに限られることなく、例えばＬ字形状など、湾曲部位を有しているようなものであってもよい。また、セパレータの数は上述より多くても、少なくてもよく、また、低圧ボビンに設けたり、両方のボビンに設けたりしてもよい。さらにまた、インバータトランスは、コア近傍に設けられコアと共に閉磁路を構成する部材等と共に用いられるものであってもよい。

本発明の一実施形態に係るインバータトランスの一例を示す平面図。 上記インバータトランスの図１におけるＡ−Ａ線断面図。 上記インバータトランスの組立時を示す図。 本従来のインバータトランスの一例を示す平面図。

符号の説明

１ インバータトランス
２ コア
２ａ，２ｂ （コアの）端部
３ 低圧ボビン
４ 高圧ボビン
５ 低圧コイル
５ａ 低圧端子
６ 高圧コイル
６ａ 高圧端子
３１，４１ 筒状部
３２，４２ 開口
３３，４３ 封止部（塞がれた端部）
４５ セパレータ

Claims (3)

1. 強磁性体を用いて形成されたコアと、
   筒状部を有し、前記筒状部内に前記コアが位置するようにして前記コアに装着される低圧ボビン及び高圧ボビンと、
   前記低圧ボビンに巻回された低圧コイルと、
   前記高圧ボビンに巻回され前記低圧コイルに磁気的に結合する高圧コイルと、
   前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンにそれぞれ設けられ、それぞれ前記低圧コイルと前記高圧コイルに接続された低圧端子及び高圧端子とを備えたインバータトランスであって、
   前記低圧ボビンと前記高圧ボビンとは、互いに別体に成型されており、
   前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンのそれぞれの筒状部は、一端が塞がれており、
   前記コアの両端部に、それぞれ、前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンの筒状部の開口から嵌合され、前記コアの両端部が前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンの筒状部の塞がれた端部によって外部に露出しないようにされていることを特徴とするインバータトランス。
2. 前記低圧ボビンと前記高圧ボビンは、前記コアの端部に前記筒状部が圧入されて前記コアに装着されていることを特徴とする請求項１に記載のインバータトランス。
3. 前記低圧ボビン及び前記高圧ボビンの少なくとも一方は、前記低圧コイル又は前記高圧コイルが巻回される部位から鍔状に突出するセパレータを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバータトランス。

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