JP4504474B2

JP4504474B2 - 高電圧発生用絶縁トランス

Info

Publication number: JP4504474B2
Application number: JP19497899A
Authority: JP
Inventors: 喜造夷藤; 修一高橋
Original assignee: アール・ビー・コントロールズ株式会社
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: JP2001023832A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、全体形状をコンパクトにして製造コストの低減を図ることができる高電圧発生用絶縁トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスレンジなどの複数の火口を有する厨房器具には、点火用の電気火花を発生させるマルチ出力形の高電圧発生用絶縁トランスが組み込まれている。
【０００３】
このものは、１次巻線を一様に分布巻きするコアと、複数の２次巻線を分割巻きするボビンとを組み合わせて構成されており、コアは、１次巻線とともにボビンの軸心に沿って挿入されている。そこで、このものは、１次巻線に振動電流を通電することにより、各２次巻線に高電圧を発生させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、１次巻線は、コアに一様に分布巻きされているから、ボビンの中間部の２次巻線と端部の２次巻線とに対して磁気的な結合強度が異なり、中間部の２次巻線に比して端部の２次巻線の巻数を大きくする必要があるため、全体形状が軸方向、径方向に大きくなってしまう上、コア上の１次巻線を手作業により形成してボビンに挿入しなければならず、工数がかかり、製造コストを低減することが難しいという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、コア入りのボビンの巻きスペースに分散して形成する１次巻線と、各巻きスペースの１次巻線上に形成する２次巻線とを組み合わせることによって、全体形状をコンパクトにして製造コストを低減することができる高電圧発生用絶縁トランスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、両端のフランジの間に２枚の中間フランジ、３枚の補助フランジを交互に配置して６個の巻きスペースを形成するコア入りのボビンと、巻きスペースに分散して形成する共通の１次巻線と、４個の２次巻線とを備えてなり、１次巻線は、各中間フランジの外側に接する２個の巻きスペースに多層巻きの主コイルを形成し、両端のフランジに接する各巻きスペース、中央の補助フランジの両側に接する各巻きスペースに対してそれぞれ１層に分布巻きする一方、２次巻線は、１次巻線を１層に分布巻きする各巻きスペースに対し、１次巻線上に個別に収納して内周側の巻始めを低電位側に設定することをその要旨とする。
【０００７】
なお、１次巻線は、巻始め、巻終りをそれぞれ両端のフランジ上の端子に個別に接続することができ、２次巻線は、主コイルの両側に位置する２個分の各巻始めを主コイルが接する中間フランジ上の端子に共通に接続することができ、中央の補助フランジの両側の２次巻線は、それぞれの巻終りを各中間フランジ上の端子に個別に接続し、両端のフランジに接する２次巻線は、それぞれの巻終りを両端の各フランジ上の端子に個別に接続することができる。
【０００８】
また、両端のフランジ、中間フランジ、補助フランジは、それぞれボビンの筒部の外周に到達するＶ字状、スリット状の切欠きを有してもよい。
【０００９】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、コア入りのボビンは、両端のフランジ、中間フランジ、補助フランジを介して巻きスペースが形成されている。そこで、１次巻線は、各巻きスペースに分散して形成し、各２次巻線は、各巻きスペースに対し、１次巻線上に個別に収納して形成することにより、１次巻線による磁束を効率よく各２次巻線に鎖交させることができ、各２次巻線は、それぞれの巻数をほぼ同一に設定することができる。また、１次、２次巻線は、巻線機により自動的にボビン上に形成することができる。
【００１０】
各２次巻線は、巻始めを低電位側に設定することにより、１次巻線の引出し部分との間に格別な絶縁層を設ける必要がない。なお、１次巻線は、各巻きスペースに均等に分散させてもよく、不均等に分散させてもよい。１次巻線は、前者の場合、すべての巻きスペースに対し、各巻層を連続的に形成して行くのがよく、後者の場合、各巻きスペースごとに必要な巻数を順に形成して行くのがよい。
【００１１】
シール材を介して１次、２次巻線をシールするときは、シール材は、１次、２次巻線を機械的に保護するとともに、耐水性、耐熱性、絶縁性を一層向上させることができる。なお、シール材としては、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。
【００１２】
ボビンの筒部の外周に到達する切欠きを各フランジ、中間フランジ、補助フランジに形成すれば、１次、２次巻線の線材は、フランジ、中間フランジ、補助フランジの外周まで引きまわすことなく、切欠きを介して巻きスペースに円滑に導入することができる上、シール材を充填するとき、切欠きを介して１次、２次巻線内のエアを速やかに外部に排出し、エアの残留によるボイドの発生を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
高電圧発生用絶縁トランスは、コアＣＡ入りのボビン１０と、共通の１次巻線Ｌ1 と、複数の２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …とを備えてなる（図１、図２）。
【００１５】
ボビン１０は、たとえばポリカーボネートのようなプラスチック樹脂により、筒部１１に対し、両端のフランジ１２、１２と、中間部の中間フランジ１３、１３、補助フランジ１４、１４…とが一体成形され、中間フランジ１３、１３、補助１４、１４…を介し、両端のフランジ１２、１２間が筒部１１の軸方向に複数の巻きスペースＳi （ｉ＝１、２…６）に区切られている。筒部１１は、フェライト等の強磁性体のコアＣＡに対応する内径に形成されており、軸心Ｃに沿って挿入するコアＣＡを保持している。
【００１６】
両端のフランジ１２、１２は、筒部１１の両端に形成されており、中間フランジ１３、１３は、筒部１１の中間部に形成されている。また、補助フランジ１４、１４…は、それぞれフランジ１２、中間フランジ１３の間、中間フランジ１３、１３の間に形成されている。両端のフランジ１２、１２は、それぞれ角板状に形成されており、上辺から筒部１１の外周に到達するとともに、底部に短いスリット１２a1を有するＶ字状の切欠き１２ａと、下辺から筒部１１の外周に到達するスリット状の切欠き１２ｂとが形成されている。両端のフランジ１２、１２は、それぞれ１次巻線Ｌ1 用の端子Ｔ1 が上辺に上向きに突設されており、２次巻線Ｌ2 用の端子Ｔ2bが下辺に下向きに突設されている。なお、端子Ｔ1 、Ｔ2bは、フランジ１２のほぼ対角線上に設置されている。
【００１７】
中間フランジ１３、１３は、それぞれフランジ１２とほぼ同形に形成されている（図１、図３（Ａ））。ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図２のＹ1 −Ｙ1 線、Ｙ2 −Ｙ2 線矢視相当断面図である。
【００１８】
各中間フランジ１３には、フランジ１２の切欠き１２ａと同形のスリット１３a1付きの切欠き１３ａが同一位置に形成されており、切欠き１２ｂと同形の切欠き１３ｂが同一位置に形成されている。なお、切欠き１３ａ、１３ｂは、それぞれ中間フランジ１３の上辺、下辺から筒部１１の外周に到達している。また、各中間フランジ１３には、フランジ１２の端子Ｔ1 、Ｔ2bと対応するようにして、２次巻線Ｌ2 用の端子Ｔ2a、Ｔ2bが上辺、下辺に突設されている。中間フランジ１３の上部には、端子Ｔ2a側から切欠き１３ａの中間部を抜けて端子Ｔ2b側の側面に開口する斜めのガイド溝１３ｃが形成されている。
【００１９】
補助フランジ１４、１４…は、それぞれ薄い円板状に形成され（図１、図３（Ｂ））、各フランジ１２、中間フランジ１３の切欠き１２ａ、１３ａと同形のスリット１４a1付きの切欠き１４ａが同一位置に形成されており、切欠き１２ｂ、１３ｂと同形の切欠き１４ｂが同一位置に形成されている。なお、切欠き１４ａ、１４ｂは、それぞれ筒部１１の外周に到達している。
【００２０】
１次巻線Ｌ1 は、ボビン１０の両端のフランジ１２、１２間において、中間フランジ１３、１３、補助フランジ１４、１４…を介して筒部１１に分割巻きされている（図２、図４）。１次巻線Ｌ1 は、ボビン１０の巻きスペースＳ1 、Ｓ2 …Ｓ6 内にコイルＬ1a、Ｌ1b、Ｌ1c、Ｌ1c、Ｌ1b、Ｌ1aを順に形成し、巻きスペースＳ1 側の巻始めは、一方の端子Ｔ1 に接続され（図４、図５）、巻きスペースＳ6 側の巻終りは、他方の端子Ｔ1 に接続されている。なお、各コイルＬ1a、Ｌ1cは、筒部１１上に１層に分布巻きされており、コイルＬ1b、Ｌ1bは、それぞれ筒部１１上に多層巻きにして形成されている。すなわち、１次巻線Ｌ1 は、巻きスペースＳ1 、Ｓ2 …Ｓ6 に対し、不均等に分散して形成されている。
【００２１】
なお、コイルＬ1b、Ｌ1bは、１次巻線Ｌ1 の主コイルを形成し、各コイルＬ1a、Ｌ1cは、１次巻線Ｌ1 を外部の端子Ｔ1 、Ｔ1 に接続し、または１次巻線Ｌ1 の中間部を接続するために、巻きスペースＳ1 、Ｓ6 、巻きスペースＳ3 、Ｓ4 を横切る引出し部分を形成している。そこで、各コイルＬ1a、Ｌ1cは、巻きスペースＳ1 、Ｓ6 、巻きスペースＳ3 、Ｓ4 において、０巻きを含む任意の巻数に設定してよいものとする。
【００２２】
２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …は、両端のフランジ１２、１２、中間フランジ１３、１３、補助フランジ１４、１４…を介し、各巻きスペースＳ1 、Ｓ3 、Ｓ4 、Ｓ6 に対し、それぞれ１次巻線Ｌ1 のコイルＬ1a、Ｌ1c、Ｌ1c、Ｌ1a上に個別に収納して形成されている（図２、図４）。巻きスペースＳ1 、Ｓ6 の２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 は、それぞれの内周側の巻始めが巻きスペースＳ2 、Ｓ5 のコイルＬ1b、Ｌ1b上を斜めに横断して中間フランジ１３、１３の端子Ｔ2a、Ｔ2aに接続されており（図２、図５）、外周側の巻終りが両端のフランジ１２、１２の端子Ｔ2b、Ｔ2bに接続されている。巻きスペースＳ3 、Ｓ4 の２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 は、それぞれの内周側の巻始めが中間フランジ１３、１３の端子Ｔ2a、Ｔ2aに接続されており、外周側の巻終りが中間フランジ１３、１３の端子Ｔ2b、Ｔ2bに接続されている。したがって、端子Ｔ2a、Ｔ2aは、それぞれ巻きスペースＳ1 、Ｓ3 または巻きスペースＳ4 、Ｓ6 の２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 に共通に使用されている。
【００２３】
１次巻線Ｌ1 、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …は、たとえば次のようにして形成する。
【００２４】
１次巻線Ｌ1 の線材Ｃ1 は、巻始めを一方の端子Ｔ1 に固定し（図６（Ａ））、フランジ１２の切欠き１２ｂを介して巻きスペースＳ1 に導き、筒部１１の外周に沿ってコイルＬ1aを形成し（同図の矢印方向）、補助フランジ１４の切欠き１４ａを介して巻きスペースＳ2 に導き、巻きスペースＳ2 内の筒部１１の外周に沿って多層のコイルＬ1bを形成し、中間フランジ１３の切欠き１３ａを介して巻きスペースＳ3 に導いて筒部１１上にコイルＬ1cを形成し、補助フランジ１４の切欠き１４ａを介して巻きスペースＳ4 内に導く。つづいて、巻きスペースＳ4 の筒部１１上にコイルＬ1cを形成し（同図（Ｂ））、中間フランジ１３、補助フランジ１４の切欠き１３ａ、１４ａを介して巻きスペースＳ5 、Ｓ6 にコイルＬ1b、Ｌ1aを形成し、フランジ１２の切欠き１２ｂを介してフランジ１２の外側に導いて巻終りを他方の端子Ｔ1 に固定する。
【００２５】
一方、巻きスペースＳ1 の２次巻線Ｌ2 用の線材Ｃ2aは、巻始めを端子Ｔ2aに固定し（同図（Ｃ））、中間フランジ１３のガイド溝１３ｃ、切欠き１３ａを介して巻きスペースＳ2 に導いて１次コイルＬ1 のコイルＬ1b上を１巻きして横断し（同図の矢印方向）、補助フランジ１４の切欠き１４ａを介して巻きスペースＳ1 に導き、１次巻線Ｌ1 のコイルＬ1a上に巻き付けて２次巻線Ｌ2 を形成し、フランジ１２の外周を経て端子Ｔ2bに巻終りを固定する。また、巻きスペースＳ3 の２次巻線Ｌ2 用の線材Ｃ2bは、巻きスペースＳ1 の２次巻線Ｌ2 と共通の端子Ｔ2aに巻始めを固定し（同図（Ｄ））、ガイド溝１３ｃ、切欠き１３ａを介して巻きスペースＳ3 に導き、１次巻線Ｌ1 のコイルＬ1c上に２次巻線Ｌ2 を形成し、中間フランジ１３の下辺を経て巻終りを端子Ｔ2bに固定する。
【００２６】
以後、巻きスペースＳ3 、Ｓ1 の２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 と同様にして２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 を巻きスペースＳ4 、Ｓ6 のコイルＬ1c、Ｌ1a上に形成する。ただし、各巻きスペースＳ1 、Ｓ3 、Ｓ4 、Ｓ6 の２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …は、順不同に形成してよいものとする。
【００２７】
このようにしてボビン１０上に１次巻線Ｌ1 、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …を形成すると、１次巻線Ｌ1 、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …に、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等のシール材ＳＬを真空充填してシールする（図２）。なお、このとき、各フランジ１２、中間フランジ１３、補助フランジ１４の切欠き１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、１次巻線Ｌ1 、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …内のエアを外部に排出させ、シール材ＳＬ内に有害なボイドが発生することを防止する。
【００２８】
かかる高電圧発生用絶縁トランスは、端子Ｔ2a、Ｔ2aを接地するとともに端子Ｔ1 、Ｔ1 を介して１次巻線Ｌ1 に裁断形の振動電流を通電することにより、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …に高電圧を発生させ、端子Ｔ2b、Ｔ2b…を介して個別に利用することができる。このとき、各２次巻線Ｌ2 は、それぞれ内周側の巻始めが低電位側となり、線材Ｃ1 、Ｃ2a、Ｃ2bとして適当な絶縁銅線を使用すれば、１次巻線Ｌ1 、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …間に格別な絶縁処理をする必要がない。
【００２９】
【他の実施の形態】
１次巻線Ｌ1 は、コイルＬ1b、Ｌ1bを省略し、コイルＬ1a、Ｌ1c、Ｌ1c、Ｌ1aによって形成することができる（図７）。なお、このときのボビン１０は、巻きスペースＳ2 、Ｓ5 が省略されている。
【００３０】
各コイルＬ1a、Ｌ1cは、巻数を同一にし、１次コイルＬ1 は、各巻きスペースＳi （ｉ＝１、３、４、６）に均等に分散されている。そこで、１次コイルＬ1 は、すべての巻きスペースＳi に対して各巻層ごとに線材Ｃ1 を連続的に往復させるようにして形成することができる（図８）。
【００３１】
なお、図８において、ボビン１０の中間部のコイルＬ1c、Ｌ1cは、両端部のコイルＬ1a、Ｌ1aより巻きピッチを粗くして巻数を少なくし、１次コイルＬ1 を各巻きスペースＳi に不均等に分散させてもよい。また、１次コイルＬ1 は、図８によらず、各巻きスペースＳi ごとにコイルＬ1a、Ｌ1c…を順に完成させ、各巻きスペースＳi に対して均等または不均等に分散させてもよい。
【００３２】
以上の説明において、２次巻線Ｌ2 、Ｌ2 …は、４個に限らず、２以上の任意の数を設けてもよいものとする。
【００３３】
また、この発明は、点火用のみならず、たとえばオゾン発生器、放電殺虫器、空気清浄機、静電集塵機等の他の任意の用途に使用する高電圧発生用絶縁トランスに広く適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、コア入りのボビンの巻きスペースに分散して形成する共通の１次巻線と、各巻きスペースの１次巻線上に形成する２次巻線とを設けることによって、１次巻線、２次巻線が各巻きスペース内に十分に近接して収納されており、コアを介して前者の磁束を効率よく後者に鎖交させることができるから、各２次巻線の巻数を不当に大きくする必要がなく、全体形状をコンパクトにまとめることができる上、巻線機により１次、２次巻線をボビン上に自動的に形成することができるから、製造コストの大幅な低減を図ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成分解斜視図
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視相当拡大断面図
【図３】図２の要部断面説明図
【図４】電気接続図
【図５】全体構成模式説明図
【図６】製造工程説明図
【図７】他の実施の形態を示す図５相当図
【図８】図７の部分製造工程説明図
【符号の説明】
Ｌ1 …１次巻線
Ｌ2 …２次巻線
ＣＡ…コア
Ｓi （ｉ＝１、２…６）…巻きスペース
Ｔ1 、Ｔ2a、Ｔ2b…端子
１０…ボビン
１１…筒部
１２…フランジ
１３…中間フランジ
１４…補助フランジ
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ…切欠き

Claims

両端のフランジの間に２枚の中間フランジ、３枚の補助フランジを交互に配置して６個の巻きスペースを形成するコア入りのボビンと、前記巻きスペースに分散して形成する共通の１次巻線と、４個の２次巻線とを備えてなり、前記１次巻線は、前記各中間フランジの外側に接する２個の前記巻きスペースに多層巻きの主コイルを形成し、前記両端のフランジに接する前記各巻きスペース、中央の前記補助フランジの両側に接する前記各巻きスペースに対してそれぞれ１層に分布巻きする一方、前記２次巻線は、前記１次巻線を１層に分布巻きする前記各巻きスペースに対し、前記１次巻線上に個別に収納して内周側の巻始めを低電位側に設定することを特徴とする高電圧発生用絶縁トランス。
前記１次巻線は、巻始め、巻終りをそれぞれ前記両端のフランジ上の端子に個別に接続することを特徴とする請求項１記載の高電圧発生用絶縁トランス。
前記２次巻線は、前記主コイルの両側に位置する２個分の各巻始めを前記主コイルが接する前記中間フランジ上の端子に共通に接続することを特徴とする請求項２記載の高電圧発生用絶縁トランス。
前記中央の補助フランジの両側の前記２次巻線は、それぞれの巻終りを前記各中間フランジ上の端子に個別に接続し、前記両端のフランジに接する前記２次巻線は、それぞれの巻終りを前記両端の各フランジ上の端子に個別に接続することを特徴とする請求項３記載の高電圧発生用絶縁トランス。
前記両端のフランジ、中間フランジ、補助フランジは、それぞれ前記ボビンの筒部の外周に到達するＶ字状、スリット状の切欠きを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の高電圧発生用絶縁トランス。