JP3401021B2 - ネオン変圧器 - Google Patents
ネオン変圧器Info
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- JP3401021B2 JP3401021B2 JP06649291A JP6649291A JP3401021B2 JP 3401021 B2 JP3401021 B2 JP 3401021B2 JP 06649291 A JP06649291 A JP 06649291A JP 6649291 A JP6649291 A JP 6649291A JP 3401021 B2 JP3401021 B2 JP 3401021B2
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は交流電力を高電圧に昇
圧してネオン管を放電させるために用いられるネオン変
圧器に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４Ａにネオン変圧器の一般的構成を示
す。主鉄心１１上に低電圧巻線（１次巻線）１２が巻か
れ、また低電圧巻線１２と分離されて主鉄心１１上に高
電圧巻線（２次巻線）１３が巻かれ、低電圧巻線１２と
高電圧巻線１３との間に漏洩鉄心１４が配される。主鉄
心１１は閉磁路を構成するようにされている。低電圧巻
線１２の両端間に交流電力、例えば商用交流電力を印加
し、高電圧巻線１３の両端間に高電圧を発生し、その高
電圧により図に示していないネオン管を放電点灯させる
ためにこのネオン変圧器が使用される。 【０００３】従来においては高電圧巻線１３は図４Ｂに
示すように、ボビン１５に主鉄心１１が拝通され、ボビ
ン１５上に絶縁銅線１６を整列重ね巻きし、その各層間
に層間紙１７を介在していた。層間紙１７は銅線１６の
隣接層間の絶縁を確実にするためのものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ネオン管を点灯した時
のネオン変圧器の高電圧巻線の両端間に発生する電圧波
形は図５Ａに示すように、入力交流電力の各半サイクル
の始めに過渡振動が発生し、その後、滑らかな波形とな
る。この過渡振動が生じる期間ＴA は放電が不安定でち
らつきが生じ、その後の期間ＴB は安定な放電状態とな
る。過渡振動期間ＴA が長くなるとネオン表示に適さな
くなる。１つのネオン変圧器に接続するネオン管の長さ
が長くなると、過渡振動期間ＴA が長くなる。 【０００５】この過渡振動期間ＴA について種々の実験
研究の結果、次のように考えるように至った。つまりネ
オン変圧器の高電圧巻線１３は図６に示すように銅線１
６の１巻き分のインダクタンスＬの直列接続と、その各
インダクタンスＬの両端と変圧器ケース（や鉄心）との
間容量ＣS と、各インダクタンスＬと並列の隣接線間容
量ＣW との分布定数回路が１つの巻線層ごとに存在し、
更に各巻線層間に容量ＣL が存在するものと等価的に考
えられる。この全体に分布定数回路の両端間にネオン管
１８が接続される。 【０００６】この図６に対する回路に対し、交流電力の
各半サイクルごとに、各容量に対し、正の充電と負の充
電とが繰返されるが、その各充電は容量とインダクタン
スとの共振状態で行われ、過渡振動が発生して、交流電
力の各半サイクルの始めは図５Ａに示すように過渡振動
期間ＴA となる。全容量ＣS ，ＣW ，ＣL に対する充電
エネルギーはＣＶ2 ／２（Ｃは全体の容量、Ｖは高電圧
巻線１３の両端間電圧）であるため、全体の容量Ｃが大
きい程大きくなり、各容量に供給する電荷量が多くな
り、その供給時間が長くなる。つまり高電圧巻線１３の
容量成分が大きい程、過渡振動期間ＴA が長くなる。ま
た電圧Ｖが高い程過渡振動期間ＴA が長くなる。 【０００７】ネオン管１８の管長が長くなると負荷が大
きくなり、それだけ過渡振動の共振回路のＱが低くな
り、過渡振動が減衰し難くなり、過渡振動期間ＴA が長
くなる。この発明の目的は高電圧巻線に約９０００ボル
ト以上の高電圧を得るネオン変圧器において、点灯能力
を向上させ、接続可能ネオン管の長さ（本数）を大とす
ることができるネオン変圧器を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この発明によれば高電圧
巻線は層間紙を設けることなく、５分割以上の分割巻き
とされる。 【０００９】 【実施例】図１Ａにこの発明の実施例における要部であ
る高電圧巻線の例を示す。鉄心１１が通されたボビン１
５には両端の制限板２１の他に、これら両端の制限板２
１間を、軸心方向においてこの例では５等分割するよう
に４つの制限板２２がボビン１５の外周面に一体に設け
られている。ボビン１５の外周の分割された部分（セク
ション）の端のものに対し、絶縁処理された銅線（例え
ばホルマール線、または低誘電率絶縁材料の被覆銅線）
１６が層間紙を介することなく整列巻きで所定層数だけ
重ね巻きされ、次にこれと隣接されたセクションに対し
て同様に巻線が施され、以下順次同様に巻線が施されて
巻き上げられる。つまりこの実施例では高電圧巻線１３
は５分割に分割巻きとされる。 【００１０】このように構成されているからこの高電圧
巻線１３の図５Ｂと対応する等価回路は図２に示すよう
になる。各１巻きの巻線のインダクタンスＬは従来と同
一であり、ケースに対する容量Ｃs も従来と同一であ
り、線間容量ＣW も同一である。しかし層間容量は各分
割巻きのセクションごとの値となり、従来よりも小さい
容量ＣL ′となり、更に従来、存在していなかったセク
ション間容量ＣP が存在する。 【００１１】このように層間容量ＣL ′は図５Ｂに示し
た従来のＣL に対し層間紙の影響を無視すると５分の１
となり、これが５個直列に接続された状態となるから全
体の層間容量は従来のＣL の２５分の１となる。実際に
はこの発明では層間紙が用いられていないからこの値よ
り大きくなる。ネオン変圧器の負荷側から見た容量Ｃと
しては主としてＣL ′、ＣW で決まるから、この発明で
は従来よりも高電圧巻線１３の容量Ｃが小さくなり、従
って従来よりも過渡振動期間ＴA が短かくなり、それだ
けネオン管の点灯能力が向上し、接続可能ネオン管の長
さ（本数）を大とすることができる。 【００１２】実験によれば、高電圧巻線１３の出力が１
５ｋＶ、２０ｍＡ（標準品で最も大きい出力）で負荷と
してバックボーダ管（管径１４ｍｍ、長さ１．５ｍ、ガ
ス圧１０ｍｍＨｇの直線状ネオン管）を１０本直列に接
続し、つまり負荷ネオン管の長さを１５ｍとし、図１Ａ
に示した５分割とした場合の高電圧巻線１３の出力電圧
波形は図１Ｂに示すようになった。これに対し、高電圧
巻線１３を２分割巻きとし、かつ層間紙を用い、その他
の条件を同一とした場合の高電圧巻線の出力電圧波形は
図５Ｂに示すようになった。両波形を比較すると、前者
は過渡振動期間ＴA が後者より可成り短かくなっている
ことがわかる。 【００１３】図１Ａに示した５分割巻きの高電圧巻線を
使用し、負荷としてバックボーダ管を１１本（全長１
６．５ｍ）とし、その他の条件を前述と同一とした場合
の出力波形は図３Ａに示すようになった。この場合図１
Ｂの波形と比較して過渡振動期間ＴA が長くなるが、図
５Ｂの波形よりはまだ短かい。高電圧巻線１３の分割巻
数の分割数を増加すれば更に全体の容量Ｃを小さくする
ことができ、点灯能力を向上させることができる。分割
数を１０とし、負荷としてバックボーダ管を１０本と
し、その他の条件を前述と同様とした場合の高電圧出力
波形は図３Ｂに示すようになった。この波形は図１Ｂの
波形と比較すると、過渡振動期間ＴA が更に短かくなっ
ていることが理解される。 【００１４】出力１５ｋＶ、２０ｍＡのネオン変圧器に
ついて、高圧巻線の分割数を各種の値とした場合のその
分割数と最大点灯管長との関係を実験により求めた結果
は次のようになった。 分割数 １ ２ ４ ５ １０ 点灯管長（ｍ） １３．８ １５．０ １６．３ １６．８ １８．０ 分割数１は分割することなく巻いたものであり、分割数
１，２については層間紙を使用し、その他は使用してい
ない。負荷としてバックボーダ管及び対応する微調整用
の短いネオン管とを使用した。 【００１５】この実験結果より高電圧巻線の分割数を多
くする程、最大点灯管長が長くなることが理解される。
前述したように過渡振動期間ＴA は高出力電圧になる程
長くなり、この点から出力電圧が９ｋＶ程度以上のもの
について高電圧巻線を分割すると特に有効である。分割
巻きとし、かつ層間紙を使用すると製造に手間がかか
り、分割数が多くなると、その手間が著しく大となる。
従って層間紙を使用しないで十分な絶縁が得られる点か
ら、分割数を５分割以上とする。 【００１６】なお従来において層間電圧を小さくするた
めに２分割巻きとしたものも用いられている。そして一
般のネオン変圧器の点灯能力は定格入力時の最大点灯管
長で表現されるが、実際の工事ではネオン管製作時のば
らつき、電源電圧の変動、ネオン変圧器の特性のばらつ
きなどを考慮して前記最大点灯管長の０．８〜０．９倍
程度の長さ以下のネオン管を接続使用しており、更に工
事がバックボーダ管の１本（１．５ｍ）を単位として行
われていることから、工事上において２分割巻きは１分
割巻きと同一の点灯能力のものとしてあつかわれてお
り、また２分割巻きとすることにより１分割巻きのもの
より点灯能力が増加することは知られていなかった。 【００１７】この点よりこの発明において５分割以上の
分割巻きとすることにより、点灯能力が１分割巻きより
もバックボーダ管の１本分以上大とし、工事上の単位に
おいて、点灯能力を増加させている。 【００１８】 【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば高電
圧巻線を５分割以上の分割巻きとし、かつ層間紙を使用
しないようにすることにより、ネオン管点灯能力を向上
させ、ネオン管の接続本数を増加させることができる。
圧してネオン管を放電させるために用いられるネオン変
圧器に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４Ａにネオン変圧器の一般的構成を示
す。主鉄心１１上に低電圧巻線（１次巻線）１２が巻か
れ、また低電圧巻線１２と分離されて主鉄心１１上に高
電圧巻線（２次巻線）１３が巻かれ、低電圧巻線１２と
高電圧巻線１３との間に漏洩鉄心１４が配される。主鉄
心１１は閉磁路を構成するようにされている。低電圧巻
線１２の両端間に交流電力、例えば商用交流電力を印加
し、高電圧巻線１３の両端間に高電圧を発生し、その高
電圧により図に示していないネオン管を放電点灯させる
ためにこのネオン変圧器が使用される。 【０００３】従来においては高電圧巻線１３は図４Ｂに
示すように、ボビン１５に主鉄心１１が拝通され、ボビ
ン１５上に絶縁銅線１６を整列重ね巻きし、その各層間
に層間紙１７を介在していた。層間紙１７は銅線１６の
隣接層間の絶縁を確実にするためのものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ネオン管を点灯した時
のネオン変圧器の高電圧巻線の両端間に発生する電圧波
形は図５Ａに示すように、入力交流電力の各半サイクル
の始めに過渡振動が発生し、その後、滑らかな波形とな
る。この過渡振動が生じる期間ＴA は放電が不安定でち
らつきが生じ、その後の期間ＴB は安定な放電状態とな
る。過渡振動期間ＴA が長くなるとネオン表示に適さな
くなる。１つのネオン変圧器に接続するネオン管の長さ
が長くなると、過渡振動期間ＴA が長くなる。 【０００５】この過渡振動期間ＴA について種々の実験
研究の結果、次のように考えるように至った。つまりネ
オン変圧器の高電圧巻線１３は図６に示すように銅線１
６の１巻き分のインダクタンスＬの直列接続と、その各
インダクタンスＬの両端と変圧器ケース（や鉄心）との
間容量ＣS と、各インダクタンスＬと並列の隣接線間容
量ＣW との分布定数回路が１つの巻線層ごとに存在し、
更に各巻線層間に容量ＣL が存在するものと等価的に考
えられる。この全体に分布定数回路の両端間にネオン管
１８が接続される。 【０００６】この図６に対する回路に対し、交流電力の
各半サイクルごとに、各容量に対し、正の充電と負の充
電とが繰返されるが、その各充電は容量とインダクタン
スとの共振状態で行われ、過渡振動が発生して、交流電
力の各半サイクルの始めは図５Ａに示すように過渡振動
期間ＴA となる。全容量ＣS ，ＣW ，ＣL に対する充電
エネルギーはＣＶ2 ／２（Ｃは全体の容量、Ｖは高電圧
巻線１３の両端間電圧）であるため、全体の容量Ｃが大
きい程大きくなり、各容量に供給する電荷量が多くな
り、その供給時間が長くなる。つまり高電圧巻線１３の
容量成分が大きい程、過渡振動期間ＴA が長くなる。ま
た電圧Ｖが高い程過渡振動期間ＴA が長くなる。 【０００７】ネオン管１８の管長が長くなると負荷が大
きくなり、それだけ過渡振動の共振回路のＱが低くな
り、過渡振動が減衰し難くなり、過渡振動期間ＴA が長
くなる。この発明の目的は高電圧巻線に約９０００ボル
ト以上の高電圧を得るネオン変圧器において、点灯能力
を向上させ、接続可能ネオン管の長さ（本数）を大とす
ることができるネオン変圧器を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この発明によれば高電圧
巻線は層間紙を設けることなく、５分割以上の分割巻き
とされる。 【０００９】 【実施例】図１Ａにこの発明の実施例における要部であ
る高電圧巻線の例を示す。鉄心１１が通されたボビン１
５には両端の制限板２１の他に、これら両端の制限板２
１間を、軸心方向においてこの例では５等分割するよう
に４つの制限板２２がボビン１５の外周面に一体に設け
られている。ボビン１５の外周の分割された部分（セク
ション）の端のものに対し、絶縁処理された銅線（例え
ばホルマール線、または低誘電率絶縁材料の被覆銅線）
１６が層間紙を介することなく整列巻きで所定層数だけ
重ね巻きされ、次にこれと隣接されたセクションに対し
て同様に巻線が施され、以下順次同様に巻線が施されて
巻き上げられる。つまりこの実施例では高電圧巻線１３
は５分割に分割巻きとされる。 【００１０】このように構成されているからこの高電圧
巻線１３の図５Ｂと対応する等価回路は図２に示すよう
になる。各１巻きの巻線のインダクタンスＬは従来と同
一であり、ケースに対する容量Ｃs も従来と同一であ
り、線間容量ＣW も同一である。しかし層間容量は各分
割巻きのセクションごとの値となり、従来よりも小さい
容量ＣL ′となり、更に従来、存在していなかったセク
ション間容量ＣP が存在する。 【００１１】このように層間容量ＣL ′は図５Ｂに示し
た従来のＣL に対し層間紙の影響を無視すると５分の１
となり、これが５個直列に接続された状態となるから全
体の層間容量は従来のＣL の２５分の１となる。実際に
はこの発明では層間紙が用いられていないからこの値よ
り大きくなる。ネオン変圧器の負荷側から見た容量Ｃと
しては主としてＣL ′、ＣW で決まるから、この発明で
は従来よりも高電圧巻線１３の容量Ｃが小さくなり、従
って従来よりも過渡振動期間ＴA が短かくなり、それだ
けネオン管の点灯能力が向上し、接続可能ネオン管の長
さ（本数）を大とすることができる。 【００１２】実験によれば、高電圧巻線１３の出力が１
５ｋＶ、２０ｍＡ（標準品で最も大きい出力）で負荷と
してバックボーダ管（管径１４ｍｍ、長さ１．５ｍ、ガ
ス圧１０ｍｍＨｇの直線状ネオン管）を１０本直列に接
続し、つまり負荷ネオン管の長さを１５ｍとし、図１Ａ
に示した５分割とした場合の高電圧巻線１３の出力電圧
波形は図１Ｂに示すようになった。これに対し、高電圧
巻線１３を２分割巻きとし、かつ層間紙を用い、その他
の条件を同一とした場合の高電圧巻線の出力電圧波形は
図５Ｂに示すようになった。両波形を比較すると、前者
は過渡振動期間ＴA が後者より可成り短かくなっている
ことがわかる。 【００１３】図１Ａに示した５分割巻きの高電圧巻線を
使用し、負荷としてバックボーダ管を１１本（全長１
６．５ｍ）とし、その他の条件を前述と同一とした場合
の出力波形は図３Ａに示すようになった。この場合図１
Ｂの波形と比較して過渡振動期間ＴA が長くなるが、図
５Ｂの波形よりはまだ短かい。高電圧巻線１３の分割巻
数の分割数を増加すれば更に全体の容量Ｃを小さくする
ことができ、点灯能力を向上させることができる。分割
数を１０とし、負荷としてバックボーダ管を１０本と
し、その他の条件を前述と同様とした場合の高電圧出力
波形は図３Ｂに示すようになった。この波形は図１Ｂの
波形と比較すると、過渡振動期間ＴA が更に短かくなっ
ていることが理解される。 【００１４】出力１５ｋＶ、２０ｍＡのネオン変圧器に
ついて、高圧巻線の分割数を各種の値とした場合のその
分割数と最大点灯管長との関係を実験により求めた結果
は次のようになった。 分割数 １ ２ ４ ５ １０ 点灯管長（ｍ） １３．８ １５．０ １６．３ １６．８ １８．０ 分割数１は分割することなく巻いたものであり、分割数
１，２については層間紙を使用し、その他は使用してい
ない。負荷としてバックボーダ管及び対応する微調整用
の短いネオン管とを使用した。 【００１５】この実験結果より高電圧巻線の分割数を多
くする程、最大点灯管長が長くなることが理解される。
前述したように過渡振動期間ＴA は高出力電圧になる程
長くなり、この点から出力電圧が９ｋＶ程度以上のもの
について高電圧巻線を分割すると特に有効である。分割
巻きとし、かつ層間紙を使用すると製造に手間がかか
り、分割数が多くなると、その手間が著しく大となる。
従って層間紙を使用しないで十分な絶縁が得られる点か
ら、分割数を５分割以上とする。 【００１６】なお従来において層間電圧を小さくするた
めに２分割巻きとしたものも用いられている。そして一
般のネオン変圧器の点灯能力は定格入力時の最大点灯管
長で表現されるが、実際の工事ではネオン管製作時のば
らつき、電源電圧の変動、ネオン変圧器の特性のばらつ
きなどを考慮して前記最大点灯管長の０．８〜０．９倍
程度の長さ以下のネオン管を接続使用しており、更に工
事がバックボーダ管の１本（１．５ｍ）を単位として行
われていることから、工事上において２分割巻きは１分
割巻きと同一の点灯能力のものとしてあつかわれてお
り、また２分割巻きとすることにより１分割巻きのもの
より点灯能力が増加することは知られていなかった。 【００１７】この点よりこの発明において５分割以上の
分割巻きとすることにより、点灯能力が１分割巻きより
もバックボーダ管の１本分以上大とし、工事上の単位に
おいて、点灯能力を増加させている。 【００１８】 【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば高電
圧巻線を５分割以上の分割巻きとし、かつ層間紙を使用
しないようにすることにより、ネオン管点灯能力を向上
させ、ネオン管の接続本数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはこの発明の実施例の要部である高電圧巻線
の一例を示す断面図、Ｂはその実施例の高圧出力波形図
である。 【図２】図１Ａの等価回路の一部を示す図。 【図３】Ａ及びＢはそれぞれこの発明を適用したネオン
変圧器の高圧出力波形の例を示す図である。 【図４】Ａはネオン変圧器の一般的構成を示す図、Ｂは
その高電圧巻線を示す断面図である。 【図５】Ａは高圧出力波形を示す図、Ｂは図１Ａに示す
高電圧巻線と対応した従来の巻線を用いた場合の高圧出
力波形を示す図である。 【図６】図４Ｂの等価回路を示す図。
の一例を示す断面図、Ｂはその実施例の高圧出力波形図
である。 【図２】図１Ａの等価回路の一部を示す図。 【図３】Ａ及びＢはそれぞれこの発明を適用したネオン
変圧器の高圧出力波形の例を示す図である。 【図４】Ａはネオン変圧器の一般的構成を示す図、Ｂは
その高電圧巻線を示す断面図である。 【図５】Ａは高圧出力波形を示す図、Ｂは図１Ａに示す
高電圧巻線と対応した従来の巻線を用いた場合の高圧出
力波形を示す図である。 【図６】図４Ｂの等価回路を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松井 義広
岐阜県岐阜市洞779番地
(56)参考文献 実開 昭59−152720（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−109118（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 主鉄心と、その主鉄心に巻かれた低電圧
巻線と、上記主鉄心に巻かれ、直列に接続された管径１
４ｍｍ、長さ１．５ｍ、ガス圧１０ｍｍＨｇのネオン管
に高電圧を供給する高電圧巻線と、上記低電圧巻線及び
上記高電圧巻線間に配された漏洩鉄心とにより構成さ
れ、上記低電圧巻線に商用交流電力が供給され、上記高
電圧巻線の出力端子間に約９０００ボルト以上の高電圧
を得るネオン変圧器において、 上記高電圧巻線は層間紙を設けない５分割以上の分割巻
きとされていることを特徴とするネオン変圧器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06649291A JP3401021B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ネオン変圧器 |
| KR1019920004444A KR960001143B1 (ko) | 1991-03-29 | 1992-03-18 | 네온 변압기(가스튜브 사인용 트랜스포머) |
| EP92104916A EP0505947B1 (en) | 1991-03-29 | 1992-03-20 | Transformer for gas discharge lamps |
| DE69216128T DE69216128T2 (de) | 1991-03-29 | 1992-03-20 | Transformator für Gasentladungsröhren |
| ES92104916T ES2095973T3 (es) | 1991-03-29 | 1992-03-20 | Transformador para lamparas de descarga de gas. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06649291A JP3401021B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ネオン変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302113A JPH04302113A (ja) | 1992-10-26 |
| JP3401021B2 true JP3401021B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=13317358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06649291A Expired - Fee Related JP3401021B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ネオン変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401021B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP06649291A patent/JP3401021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04302113A (ja) | 1992-10-26 |
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