JP5500026B2

JP5500026B2 - 絶縁トランス

Info

Publication number: JP5500026B2
Application number: JP2010218373A
Authority: JP
Inventors: 克夫山田; 純廣中; 元一郎鈴木; 宣昭伊藤
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: EP2624264A1; WO2012042707A1; EP2624264A4; US20130176097A1; JP2012074547A

Description

本発明は、１組の１次コイルと２組の２次コイルとを有し、１次側と２次側との間に高い絶縁性能を備えた絶縁トランスに関するものである。

近年、パーソナルコンピュータや薄型テレビジョン等の表示装置として用いられてい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用いられている。そして、これらの冷陰極管の放電・点灯を行うために、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、発信回路において直流入力電圧から変換された交流電圧を１次コイルに入力し、これを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。

このような冷陰極管点灯用のインバータトランスにあっては、当該冷陰極管が多数本用いられているために、回路基板への実装上、その小型化を図るために、２本の上記冷陰極管を同時に、あるいは差動によって点灯させるための２組の２次コイルを備えた１入力２出力型のものが多用されている。

ところで、上記インバータトランスにおいては、１次コイルへの入力電圧が数百Ｖの高電圧仕様のものが普及しつつあり、安全規格上の要請から、一般の低電圧仕様のトランスと比較して、上記１次コイルと２次コイルとの間に、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ている。

他方、下記特許文献１には、１入力１出力型の絶縁トランスとして、絶縁ケース内に、１次巻線が巻回されるとともに１次端子が設けられた１次ボビンと、２次巻線が巻回されるとともに２次端子が設けられた２次ボビンとを、上記絶縁ケースに一体成形された仕切板を間に介して直線状に配することにより、上記１次コイルと２次コイルとの間の絶縁距離を確保した絶縁コンバータトランスが提案されている。

特開２００３−９２２２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構造を、１次ボビンと２組の２次ボビンを有する１入力２出力型の絶縁トランスに適用して、所望の絶縁距離を得ようとすると、絶縁ケースが大型化して、製品全体の外形形状も嵩張るものとなり、実装する回路基板の小型化に逆行するという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製品全体の大型化を招くことなく、簡易な構造によって所望とされる１次側と２次側との間の絶縁距離を確保することが可能となる１入力２出力型の絶縁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、請求項１に記載の本発明に係る絶縁トランスは、１次コイルが巻回された筒状の第１のボビンと、２次コイルが巻回された２組の巻線部間に上記第１のボビンの収納部が形成された筒状の第２のボビンと、上記第１および第２のボビンの孔部内に挿入された内側コアおよび上記第２のボビンの外周に沿って配置された外側コアとによって閉磁路を形成するコア部材とを備えてなり、かつ上記コア部材は、上記内側コアと、この内側コアと平行に上記第２のボビンの一側面に沿って配設された上記外側コアとによってロ字状に形成されてなり、かつ上記収納部は、上記一側面に対して反対側に位置する他側面に、上記第１のボビンが挿入される開口部が形成されるとともに、上記第１のボビンは、上記１次コイルの端部が巻回された端子が植設された端子装着部を上記開口部から突出させて上記収納部内に収納されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、絶縁性を有する素材からなる第２のボビンの、各々２次コイルが巻回される２組の巻線部の間に収納部を形成し、この収納部内に１次コイルが巻回された第１のボビンを収納しているために、当該収納部を画成する隔壁によって、１次コイルと２次コイルとの間に、所望の絶縁距離を得ることができる。

加えて、第２のボビンの一側面に沿って外側コアを配置し、この外側コアに対して反対側となる他の側面に、第１のボビンの収納部の開口部を形成するとともに、当該開口部から１次コイルの端子が植設された端子装着部を突出させているために、上記１次コイルとコア部材との間にも、十分な絶縁距離を確保することができる。

以上のように、本発明に係る絶縁トランスによれば、製品全体の大型化を招くことなく、簡易な構造によって所望とされる１次側と２次側との間の絶縁距離を確保することが可能となる。

本発明に係る絶縁トランスの一実施形態を示す分解斜視図である。図１の第１のボビンの形状を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は側面図である。図１の第２のボビンの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図３のＸ−Ｘ線視断面図である。上記絶縁トランスの全体形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線視図である。図５（ａ）の側面図である。

図１〜図６は、本発明に係る絶縁トランスを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、１次コイルが巻回される第１のボビン１と、２組の２次コイルが巻回される第２のボビン２とに分割されている。
第１のボビン１は、図２に示すように、電気絶縁性を有する合成樹脂からなる方形筒状の巻線部３の外周に１次コイル（図示を略す。）が巻回され、この巻線部３の軸線方向両端側に、鍔部４が形成されたものである。

そして、両方の鍔部４の外面側には、それぞれ巻線部３の軸線と直交する方向に延出するとともに、先端部に１次コイルの端部が接続される端子５が植設された端子装着部６が一体に形成されている。また、この第１のボビン１の中心部には、後述するＵ字状コア７の内側コア７ａが挿入される孔部８が形成されている。

他方、第２のボビン２は、図３および図４に示すように、同様に電気絶縁性を有する合成樹脂からなる全体として略方形筒状の部材で、その軸線方向の両端部側に、それぞれ２次コイル９が巻回される巻線部１０が形成されている。なお、各巻線部１０の外周には、高圧の２次コイル９における沿面放電を防止するための複数の仕切り板１０ａが軸線方向に等間隔をおいて一体に形成されている。また、第２のボビン２の中心部には、Ｕ字状コア７の内側コア７ａが挿入される孔部１１が形成されている。

そして、各巻線部１０の両端部には、それぞれ巻線部１０の軸線と直交する方向に、第２のボビン２の一側面２ａ側へと突出する端子装着部１２、１３が形成されている。ここで、第２のボビン２の両端部に位置する端子装着部１２は、巻線部１０の孔部１１が開口するように、その表面１２ａが孔部１１の内壁面と同一平面上に連続するように形成されている。

そして、各端子装着部１２は、孔部１１側に面する先端部の一方の面１２ｂに、突起部１４が一体に形成されるとともに、この面１２ｂの裏面側の面１２ｃには、２次コイル９の端部が巻回された端子１５が突設されている。また、端子装着部１３にも、同様に２次コイル９の端部が巻回された端子１５が突設されている。さらに、両端子装着部１３間には、Ｕ字状コア７の外側コア７ｂが載置される支持部２１が形成され、この支持部２１の先端部に、上面が端子装着部１２の突起部１４と同一平面上となる突起部２２が形成されている。

そして、第２のボビン２は、２組の巻線部１０間に位置する中央部分に、第１のボビン１の収納部１６が形成されている。
この収納部１６は、端子装着部１２、１３が突出する一側面２ａの反対側の側面２ｂに開口部１７が形成された箱状の空間で、内壁には巻線部１０の孔部１１と連通する開口部１８が穿設されている。

そして、この収納部１６内に第１のボビン１が挿入されている。ここで、第１のボビン１は、図１に示すように、２つ割れの絶縁カバー１９によって１次コイルの外周面、鍔部４の外面および孔部８の内周面の全面が覆われた状態で上記収納部１６内に設けられている。すなわち、この絶縁カバー１９は、第１のボビン１の鍔部４の端面を覆う平板部１９ａと、１次コイルの外周を覆う外被部１９ｂと、第１のボビン１の孔部８の内周面を覆う内被部１９ｃとから形成されたもので、外被部１９ｂの開口部に端子装着部６が配置されている。

なお、平板部１９ａおよび外被部１９ｂは、第１のボビン１を収納部１６内に収納した際に、その一部が収納部１６から突出する大きさに形成されている。そして、第１のボビン１は、平板部１９ａおよび外被部１９ｂの一部ならびに端子装着部６を開口部１７から突出させて収納部１６内に収納されている。

以上の構成からなる第１のボビン１および第２のボビン２の周囲には、閉磁路を形成するコア部材２０が配置されている。ここで、コア部材２０は、一対のＵ字状コア７によって全体としてロ字状に形成されたもので、各々のＵ字状コア７の一方の辺部が、内側コア７ａとして第２のボビン２の孔部１１から、収納部１６内の第１のボビン１の孔部８を覆う絶縁カバー１９の内被部１９ｃ内に挿入されている。

また、Ｕ字状コア７の他方の辺部は、外側コア７ｂとして第２のボビン２の端子装着部１２の面１２ａ上から第２のボビン２の一側面２ａに沿って配置され、端子装着部１２および支持部２１の突起部１４、２２上に載置されている。
ここで、突起部１４、２２の高さ寸法は、図６に示すように、外側コア７ｂの下面と端子１５との間の空間距離Ｌが、１ｍｍ以上になるように設定されている。

そして、一対のＵ字状コア７は、内周コア７ａおよび外周コア７ｂの端面同士を当接して配置されている。
また、２次コイル９の外周には、絶縁テープ２３が巻回されている。

以上の構成からなるインバータトランスによれば、第２のボビン２の各々２次コイル９が巻回される２組の巻線部１０の間に収納部１６を形成し、この収納部１６内に１次コイルが巻回された第１のボビン１を収納しているために、収納部１６を画成する隔壁によって、１次コイルと２次コイル９との間に所望の絶縁距離を得ることができる。

また、第２のボビン２の外周部に端子装着部１２、１３を形成し、この端子装着部１２の一方の面１２ｂに突起部１４を形成して外側コア７ｂを位置決めすることにより、外側コア７ｂと、端子装着部１２、１３の他方の面１２ｃ側から突出する２次コイルの端子１５との間に、安全規格上ギャップとして規定されている１ｍｍ以上の空間距離Ｌを形成することができる。この結果、上記２次コイルとコア部材との間にも、確実に絶縁距離を確保することができる。

加えて、第２のボビン２の一側面２ａに沿って外側コア７ｂを配置し、この外側コア７ｂに対して反対側となる他の側面２ｂに、第１のボビン１の収納部１６の開口部１７を形成するとともに、この開口部１７から第１のボビン１における１次コイルの端子５が植設された端子装着部６を突出させている。このため、外側コア７ｂと１次コイルの端子５との間に長い絶縁距離を形成することができる。

しかも、第１のボビン１の鍔部４の端面、１次コイルの外周面および孔部８の内周面を、絶縁カバー１９によって覆うとともに、当該絶縁カバー１９の一部も開口部１７から突出させている。これにより、第１のボビン１に巻回した１次コイルと、孔部８、１１内に挿入された内側コア７ａとの間にも、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、全体としてロ字状の閉磁回路を形成するコア部材２０を、一対のＵ字状コア７によって構成した場合に付いてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば孔部８、１１内に挿入されるＩ型の内側コアと、第２のボビンの外周に配設されたＣ側の外側コアとの両端部同士を互いに磁気的に接続することによって構成することも可能である。

薄型テレビジョン等の表示装置として用いられている液晶ディスプレイの冷陰極管を点灯させるためのインバータトランス等として用いられる１入力２出力型の絶縁トランスとして利用可能である。

１第１のボビン
２第２のボビン
２ａ一側面
２ｂ反対側の側面
３、１０巻線部
５、１５端子
６、１２、１３端子装着部
７Ｕ字状コア
７ａ内側コア
７ｂ外側コア
８、１１孔部
９２次コイル
１２ｂ一方の面
１２ｃ他方の面
１４、２２突起部
１６収納部
１７開口部
２０コア部材

Claims

１次コイルが巻回された筒状の第１のボビンと、２次コイルが巻回された２組の巻線部間に上記第１のボビンの収納部が形成された筒状の第２のボビンと、上記第１および第２のボビンの孔部内に挿入された内側コアおよび上記第２のボビンの外周に沿って配置された外側コアとによって閉磁路を形成するコア部材とを備えてなり、
かつ上記コア部材は、上記内側コアと、この内側コアと平行に上記第２のボビンの一側面に沿って配設された上記外側コアとによってロ字状に形成されてなり、かつ上記収納部は、上記一側面に対して反対側に位置する他側面に、上記第１のボビンが挿入される開口部が形成されるとともに、上記第１のボビンは、上記１次コイルの端部が巻回された端子が植設された端子装着部を上記開口部から突出させて上記収納部内に収納されていることを特徴とする絶縁トランス。