JP4496556B2 - 小形トランス - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイや写真撮影用の閃光放電発光器などの電気機器に利用するところの小形トランスに関する。

小形トランスには様々な構成のものがあるが、その一例を図９に示す。
図９は、高電圧出力用の小形トランス１１の簡略構成図を示す。
この図において、１２、１３はフエライト材からなる同形状のＥ形コアで、これらは各脚端を接合固定させて閉磁路を形成するようになっている。

また、上記Ｅ形コア１２、１３の左脚１２ａ、１３ａには、一次コイル（入力コイル）１４と二次コイル（出力コイル）１５とが装備され、その右脚１２ｂ、１３ｂには一次コイル（入力コイル）１６、と二次コイル（出力コイル）１７とが装備されている。
なお、上記した各コイル１４、１５、１６、１７はボビンの巻線筒部に巻線され、ボビン巻線筒部内にＥ形コア１２、１３の左脚１２ａ、１３ａと右脚１２ｂ、１３ｂとが挿入されている。

上記小形トランス１１は、図示するように、一次コイル１４、１６が並列に接続され、二次コイル１５、１７が直列に接続されている。
そして、一次コイル１４、１６を低電圧の交番電圧で給電し、一次コイル１４に図示する磁束Φ１を発生させ、一次コイル１６に図示する磁束Φ２を発生させる。
これより、二次コイル１５、１７の各々に発生した誘導電圧が加算され、数千ボルトのトランス出力として出力される。

上記した小形トランス１１は、Ｅ型コア１２、１３の左右脚にコイルを装備させた構成であるので、各コイルの巻線径を減少させることができ、小形トランスの偏平化に有利となる他、トランス出力に対してＥ形コア１２、１３の左脚側と右脚側とに別けて耐電処理することができるので、高電圧出力の耐電処理に有利な小形トランスとなる。

ただ、この小形トランス１１は、Ｅ形コア１２、１３の中央脚１２ｃ、１３ｃが磁束Φ１、Φ２が通る共通のコア磁路部とし、このコア磁路部を磁束Φ１、Φ２が同方向に通るため、温度上昇を抑えてより効率を高める上において改良点がある。

また、上記した小形トランス１１は、２つのトランスを備え、各々のトランスの二次コイルを直列又は並列に接続することにより、パワ−の増加を計っているが、２つのトランスを備えることは、トランスの生産コスト、組み込みスペ−ス、配線において不利となる上、組み込みの作業能率の点から好ましくない。

特開昭６２−２３８６１３号公報

本発明は上記した実情にかんがみ、可能なるかぎり効率を高め、かつ、パワ−の増大を計った小形トランスを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、Ｉ形コアの両側に同形のＥ形コアを連結したＥ−Ｉ−Ｅ構成のフエライトコアと、Ｅ形コア脚に設けたコイル体を備えた小形トランスにおいて、前記した同形の２つのＥ形コアは、ヨーク部と同じ肉厚の中央脚と、ヨーク部に比べコイルの巻線径に合せて肉薄とした左右脚とを設け、かつ、一方のＥ形コアの左右脚各々には、一次、二次コイルを有するコイル体を、他方のＥ形コアの左右脚各々には、一次、二次コイルを有するコイル体を各々設け、さらに、前記２つのＥ形コアの中央脚各々には、左右脚のコイル体の磁束が逆向きに、前記Ｉ形コアには、前記２つのＥ形コア各々の左脚に設けたコイル体の磁束を逆向きに、そのＥ形コア各々の右脚に設けたコイル体の磁束を逆向きに各々発生させる構成としたことを特徴とする小形トランスを提案する。

第２の発明としては、上記した第１の発明の小形トランスにおいて、上記したコイル体各々の一次コイルの全部又は一部を並列接続したことを特徴とする小形トランスを提案する。

第３の発明としては、上記した第１の発明の小形トランスにおいて、上記したコイル体各々の二次コイルの全部又は一部を直列又は並列に接続したことを特徴とする小形トランスを提案する。

第１の発明の小形トランスは、Ｅ−Ｉ−Ｅ構成のフエライトコアを使用したトランスで、各Ｅ形コアの左右脚各々にコイル体を設け、４つのトランス部を備えたものとなっている。
このように構成した小形トランスは、Ｉ形コアとＥ形コアの中央脚が２つのコイル体の共通するコア磁路部となる。
そして、このコア磁路部には、一方のコイル体の磁束と他方のコイル体の磁束が逆向きに発生することから、温度上昇が少なくトランス効率を高めることができる。
そして、この小形トランスは、同形の２つのＥ形コアについて、ヨーク部と同じ肉厚の中央脚と、ヨーク部に比べコイルの巻線径に合せて肉薄とした左右脚とを設けた構成としてあるので、高さを一層低くすることができる。

上記した小形トランスは、第２の発明のように、コイル体各々の一次コイルの全部又は一部を並列に接続すると共に、第３の発明の如く、コイル体各々の二次コイルの全部又は一部を直列接続し又は並列接続することによってトランス出力を増大することができる。

次に、本発明の一実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、一実施形態として示した小形トランス２１の簡略構成図である。
図示するように、この小形トランス２１は、フエライト材で形成した同形状の２つのＥ形コア２２、２３と、同様にフエライト材で形成した方形断面のＩ形コア２４とを備えている。

これらＥ形コア２２、２３とＩ形コア２４は公知の構成のもので、Ｉ形コア２４の両側面に脚端面を接合固定させるようにしてＥ形コア２２、２３を連結し、閉磁路を形成する構成としてある。
なお、Ｅ形コア２２、２３の脚端面とＩ形コア２４の間にシ−トギャップを設けてもよい。

また、上記Ｅ形コア２２の左脚２２ａには一次コイル２５と二次コイル２６とからなるコイル体Ａが、また、その右脚２２ｂには一次コイル２７と二次コイル２８とからなるコイル体Ｂが各々装備してある。
同様に、Ｅ形コア２３の左脚２３ａには一次コイル２９と二次コイル３０とからなるコイル体Ｃが、その右脚には一次コイル３１と二次コイル３２とからなるコイル体Ｄが各々装備してある。

上記したコイル体Ａ〜Ｄは、各々のボビンの巻線筒部に予め巻線すると共に、ボビンの巻線筒部にＥ形コア２２、２３の脚部を挿入させるようにして装備してあるが、コイル体Ａ、Ｃは同方向に巻回し、コイル体Ｂ、Ｄはコイル体Ａ、Ｃに対して逆方向に巻回し、これらコイル体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの磁束ΦＡ、ΦＢ、ΦＣ、ΦＤが図示する如く発生するようにしてある。

すなわち、コイル体Ａ、Ｂの磁束ΦＡ、ΦＢがＥ形コア２２の中央脚２２ｃを共通磁路として逆向きとなり、同様にコイル体Ｃ、Ｄの磁束ΦＣ、ΦＤがＥ形コア２３の中央脚２３ｃを共通磁路として逆向きとなる。
そして、コイル体Ａ、Ｃの磁束ΦＡ、ΦＣとコイル体Ｂ、Ｄの磁束ΦＢ、ΦＤがＩ形コア２４を共通磁路として逆向きに発生するようにしてある。

図２は、上記したトランス２１の回路例を示し、図示するように、この回路例では、コイル体Ａ〜Ｄの一次コイル２５、２７、２９、３１を並列接続し、二次コイル２６、２８、３０、３２を直列接続した構成としてある。
このように接続した小形トランス２１は、コイル体Ａ〜Ｄ各々がトランス部として動作することから、各コイル体Ａ〜Ｄの二次コイルに発生する誘導電圧が加算され、一つのコイル体の出力に対して４倍のトランス出力を得る。

そして、この小形トランス２１は、コイル体Ａ〜Ｄの各々の磁束ΦＡ、ΦＢ、ΦＣ、ΦＤが共通磁路で逆向きとなることから、温度上昇が少なく効率の高い小形トランスとなる。

次に、本発明の実施例について説明する。
図３は、本発明の一実施例を示す小形トランス４１の一部切欠き斜視図、図４は同小形トランスの横断面図である。

この小形トランス４１は、Ｅ−Ｉ−Ｅ構成のフエライトコアを備え、図１に示す小形トランス２１と同様に動作させるものである。
ただし、この小形トランス４１は、高さを一層低くするため、図５に示すフエライトコアが備えてある。

具体的には、図５より分かる如く、２つの同形のＥ形コア４２、４３と、方形断面のＩ形コア４４となっているが、Ｅ形コア４２、４３の左右脚４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂがそれらの中央脚４２ｃ、４３ｃに対して肉薄断面形のものとなっている。

すなわち、Ｅ形コア４２について説明すれば、長形のヨ−ク部４２ｄの中央部から中央脚４２ｃを突出形成し、また、この中央脚４２ｃがヨ−ク部４２ｄと同じ肉厚とした横長の長方形断面のものとなっている。

左右脚４２ａ、４２ｂは、ヨ−ク部４２ｄの両端部側から突出形成し、また、これら左右脚４２ａ、４２ｂについては、ヨ−ク部４２ｄの肉厚に比べコイルの巻線径に合せて肉薄とした横長の長方形断面のものとして形成してある。
そして、左右脚４２ａ、４２ｂの各々は中央脚４２ｃに比べ１／２の断面積となっている。
なお、Ｅ形コア４２について説明したが他方のＥ形コア４３はそのＥ形コア４２と同一形状となっている。

図６は、コイルを巻線してコイル体Ａを形成するボビン４５を示す。
このボビン４５の巻線筒状部４５ａには一次コイルと二次コイルとを予め巻線し、それらの巻始端と巻終端とを端子ピン４６、４７に止着する。
なお、端子ピン４６は低圧端子ピン、４７は高圧端子ピンである。

このように構成したコイル体Ａは、巻線筒状部４５ａにＥ形コア４２の左脚４２ａを挿入させるようにしてＥ形コア４２に組み付ける。
コイル体Ｂ、Ｃ、Ｄについても上記と同じ構成のボビンに一次、二次コイルを予め巻線して形成し、それらコイル体Ｂ、Ｃ、ＤをＥ形コア４２の右脚、Ｅ形コア４３の左脚及び右脚に上記同様にして組み付ける。

このようにコイル体Ａ〜Ｄを装備させたＥ形コア４２、４３は、図１に示す小形トランス２１と同様に、それら脚端面をＩ形コア４４に接合させるようにして連結し閉磁路を形成させ、図３及び図４に示す小形トランス４１を構成する。
必要に応じてＥ形コア４２、４３の脚端面とＩ形コア４４との間にシ−トギャップを設ける。

また、この小形トランス４１は、図７に示すように、共通磁路となるＩ形コア４４とＥ形コア４２、４３の中央脚４２ｃ、４３ｃとには磁束ΦＡ、ΦＢ、ΦＣ、ΦＤが逆向きとなるように各コイル体Ａ〜Ｄが形成してある。
したがって、温度上昇を少なくして効率を高めると共に、高さを一層低くした小形トランスとなる。

図８（Ａ）、（Ｂ）は上記した小形トランス４１に備えるコアの変形例を示す。
上記実施例のＥ形コア４２、４３は、左右脚４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂが中央脚４２ｃ、４３ｃの１／２の断面とした長方形断面としてあるが、本発明では共通磁路となる中央脚４２ｃ、４３ｃに逆向きとなる磁束ΦＡ、ΦＢ、ΦＣ、ΦＤが発生するため、中央脚４２ｃ、４３ｃの断面積を減少させることができる。

図８（Ａ）、（Ｂ）に示すＥ形コア５２、５３は、中央脚５２ｃ、５３ｃの横幅を上記実施例のＥ形コア４２、４３の中央脚４２ｃ、４３ｃに比べて半分の幅に短縮させ、左右脚５２ａ、５２ｂと中央脚５２ｃとを同じ断面積とし、同様にＥ形コア５３についても左右脚５３ａ、５３ｂと中央脚５３ｃとを同じ断面積としてある。

このように構成したＥ形コア５２、５３とＩ形コア５４とを連結させてコイル体Ａ〜Ｄを上記同様に備えた小形トランスとしても上記した小形トランス４１と同様の効率を得ることができる小形トランスとなることが実験によって確認された。

このように実施した小形トランスは、中央脚５２ｃ、５３ｃの横幅を短縮させた長さ分にしたがって左右脚方向のトランス形態を小形化することができて有利である。

また、本発明の小形トランスは、上記実施例に示した面半田付けの端子ピン４６、４７にかぎらず、配線基板にピンを差し込む端子ピンを備えることができ、さらに、並列接続する一次コイル数や直列又は並列とする二次コイル数については任意に定めることができる他、これら一次、二次コイルの接続は、直接に接続してもよいが配線基板の配線形成によって接続することもできる。

液晶ディスプレイ、閃光放電発光器などの電気機器に利用することができる。

本発明の一実施形態を示す小形トランスの簡略構成図である。 上記小形トランスの回路例を示す図である。 本発明の一実施例を示す小形トランスの一部切欠き斜視図である。 図３に示す小形トランスの断面図である。 図３に示す小形トランスに備えたＥ形コアとＩ形コアとを示す斜視図である。 図３に示す小形トランスに備えたコイル体のボビンを示す斜視図である。 図３に示す小形トランスの磁束の経路を示す図である。 図８（Ａ）は図３に示す小形トランスのＥ形コアを変形した変形例を示すコア正面図、図８（Ｂ）は同コアの側面図である。 従来例として示した小形トランスの簡略構成図である。

符号の説明

２１ 小形トランス
２２、２３ Ｅ形コア
２２ａ、２３ａ 左脚
２２ｂ、２３ｂ 右脚
２２ｃ、２３ｃ 中央脚
２４ Ｉ形コア
２５、２７、２９、３１ 一次コイル
２６、２８、３０、３２ 二次コイル
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ コイル体
４１ 小形トランス
４２、４３ Ｅ形コア
４４ Ｉ形コア
４５ ボビン

Claims (3)

1. Ｉ形コアの両側に同形のＥ形コアを連結したＥ−Ｉ−Ｅ構成のフエライトコアと、Ｅ形コア脚に設けたコイル体を備えた小形トランスにおいて、
   前記した同形の２つのＥ形コアは、ヨーク部と同じ肉厚の中央脚と、ヨーク部に比べコイルの巻線径に合せて肉薄とした左右脚とを設け、
   かつ、一方のＥ形コアの左右脚各々には、一次、二次コイルを有するコイル体を、他方のＥ形コアの左右脚各々には、一次、二次コイルを有するコイル体を各々設け、
   さらに、前記２つのＥ形コアの中央脚各々には、左右脚のコイル体の磁束が逆向きに、前記Ｉ形コアには、前記２つのＥ形コア各々の左脚に設けたコイル体の磁束を逆向きに、そのＥ形コア各々の右脚に設けたコイル体の磁束を逆向きに各々発生させる構成としたことを特徴とする小形トランス。
2. 請求項１に記載した小形トランスにおいて、
   上記したコイル体各々の一次コイルの全部又は一部を並列接続したことを特徴とする小形トランス。
3. 請求項１に記載した小形トランスにおいて、
   上記したコイル体各々の二次コイルの全部又は一部を直列又は並列に接続したことを特徴とする小形トランス。

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