JPH0268911A - 変成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種の音響機器、映像機器、産業機器などに使
用する変成器に関するものである。

従来の技術 第９図は従来の変成器を示し、第１０図は従来の変成器
の横からみた断面図を示したものである。

又第１１図は従来の変成器の上から見た断面図、更に第
１２図はその出力波形を示す。第９図及び第１１図を用
いて説明する。

巻線構造は第９図のように端子性ボビンムの筒状部１に
設けた中鍔２と下端鍔３の間に１次巻線１７．３次巻線
１９を巻回し、更に下端鍔３′と中鍔２の間に２次巻線
１８を中鍔２ａ　、２ｂ　、２ｃにより分割して巻回す
る構造である。

一般に蛍光灯などに使用するインバーター用スイッチン
グトランスは周波数が数十キロヘルスと高く、かつ二次
側出力電圧は数キロボルトと高い電圧が使用されるため
、端子性ボビンムの筒状部１に設けた中鍔２によって１
次巻線１７．３次巻線１９と２次巻線１８と分離する構
造である。

第９図、第１０図、第１１図を用いて説明する。

まず１次巻線、３次巻線工程について説明する０１次巻
線はボビンムの筒状部１に設けた中鍔２と下端鍔３の間
に１次巻線１７を規定数巻回する。

そしてその巻初めリード１７ａ１巻終シリード線１７ｂ
はそれぞれ溝８ｂを通して規定の金属ピン端子４ｍ、＋
ｂに巻付けられる。更に３次巻線１９を１次巻線１７の
上に巻回し、巻初めリード線１７０　、１７ｄはそれぞ
れ溝８０．溝８ｄを通して規定の金属ピン端子４ｃ、４
ｄに巻付けられる。

次に２次巻線工程について説明する。２次巻線１８は下
端鍔３′と中鍔２ａの間の筒状部１に規定巻数巻回する
。更に中鍔２ａに設けた溝９ａを通し更に次の中鍔２ａ
と中鍔２ｂの間の筒状部１に規定巻数巻回する。その後
、中鍔２ｂに設けた溝９ｂを通し中鍔２ｂと中鍔２Ｃの
間の筒状部１に規定数巻回する。そして中鍔２Ｃに設け
た溝９ｃを通して中鍔２Ｃと中鍔２の間の筒状部１に規
定数巻回し、２次巻線１８を完成する。巻初めリード線
１８１Ｌは規定の溝８ｅを通して規定の金属ビン端子４
ｅに巻付けられる。又巻終りリード線１８ｂは中鍔２Ｃ
に設けた突起２０’に引っかけられ、更に中鍔２ｂの上
部を通過し、その後中鍔２＆に設けた突起２１′に引っ
かけられ、規定の溝８ｆを通して規定の金属ビン端子４
ｆに巻付けられる。そのようにして完成されたコイルは
金属ピン端子４１Ｌ〜４ｆ’に巻付けられたリード線１
７！Ｌ〜１７ｄ、１８１Ｌ、１８ｂと半田接続する。そ
の後、更に磁性材２０を端子性ボビンムの鉄心挿入孔６
に挿入して変成器を完成する。

発明が解決しようとする課題 この変成器は金属ピン端子４を植設し、筒状部１に数個
の中鍔２，２ａ、２ｂ、２ｃを設けた構造の端子性ボビ
ンムで、中鍔２と両端鍔３の間の筒状部１に１次巻線１
７、その上に３次巻線１９を巻回し、それぞれの金属ピ
ン端子４ＩＬ〜４ｄに巻付けて接続し、一方の２次巻線
１８は両端鍔３′と中鍔２の間の筒状部１に設けた中鍔
２１Ｌ、２ｂ。

２ｏの間の筒状部１にそれぞれ分割して巻回するもので
、その巻終りリード線１８ｂは、中鍔２ｃに設けた突起
２０’に引っかけられ次に中鍔２ｂの上部を通過し、更
に中鍔２ａの突起２　ａ／に引っかけられその後金属ビ
ン端子４ｆに巻付けて接続する。そうして完成した巻線
済みコイルと金属ピン端子を半田により接続する。その
後、端子性ボビンムの鉄心挿入孔６に磁性材２ｏを挿入
し磁路を構成する構造の変成器であるが以下のような問
題がある。

第３図、第１０図、第１１図を用いて説明する。

この変成器は第３図に示すような蛍光灯を点灯するイン
バーター回路に使用するスイッチングトラツ ンスであり、使用周波数は数十キロヘル擲と高く、かつ
出力電圧は数キロボルトと高電圧にて使用する、いわゆ
る蛍光灯に必要な電圧をトランスによって昇圧し取り出
すものである。

従って２次巻線１８は巻数が数千巻数と多い上、線径が
極細線である。以下第１０図により説明すると、２次巻
線１８は上述の如く高電圧を有するため、レヤーショー
トの防止を目的に巻初めリード線１８＆及び２次巻線１
８と巻終りリード線１８ｂとは一定の空間距離を確保す
る必要がある。

従って巻終りリード線１８ｂは巻線終了後、２次巻線１
８と一定の空間距離を確保するための高さを有する中鍔
２＆〜２ｃに引っかけられてから金属ピン端子４ｆに巻
付けて接続される構造である。

つまり巻終りリード線１８ｂがたるむと２次巻線１８に
接触しレヤーショートが発生する。そのため巻終りリー
ド線１８ｂは空間距離を保持させるために、金属ビン端
子４ｆと中鍔２Ｇとの間で常時引っ張られていなければ
ならない。つまり少しの衝撃等によってピン端子４ｆが
曲がると巻終りリード線１８ｂが引っ張られて断線が発
生することになる。又、巻終りリード線１８ｂは中鍔２
１Ｌ〜Ｃの間あるいは両端鍔３′の間をブリッジしてい
る構造であるためピン端子あるいは異物が引っかかりや
すく断線が発生する原因となる。従って後工程の半田、
磁性材２ｏの組立、防湿処理、検査などの作業は、特に
巻終りリード線１８ｂに接触しないようにする必要があ
り自動組立化ができない理由とされ、コスト的にも高い
ものとなっていた。

又セットメーカーにおいても上記理由により変成器のプ
リント基板への自動実装化が困難であり、セットに衝撃
加重がかかった場合変成器のビンが曲がり巻線リード線
が引っばられて断線が発生する構造的な欠点を有してい
た。

次に電気性能については第１１図、第１２図を用いて説
明する。

１次巻線１７と２次巻線１８は中鍔２によって分離され
ている構造である。従って１次巻線１７に電流を流すこ
とにより、一般的には透磁率の高い磁性材２０の中を磁
束２２は通過するが使用周波数が高い上、更にボビンの
構造が上述のように中鍔２で並列に分離されているため
、すべて磁束２２のように磁性材２ｏを通過せず、一部
漏れ磁束２３となる。

上記のような巻線の構成を一般的には分割方式と呼び漏
れ磁束が多く１次巻線の上に２次巻線を巻線する嵌合方
式と比較して結果として、１次。

２次間の結合度が悪く、かつ効率の悪い変成器となって
しまう等の欠点を有している。更にその２次側の出力波
形２８についても結合度あるいは漏れインダクタンス等
の影響により第１２図に示すように高調波成分を含んだ
ものとなり結果として蛍光灯発光効率の低下あるいはノ
イズが発生する要因とされている。

以上のように品質面、信頼性面、電気性能面、コスト面
等多くの欠点を有しているのが実情であった。

そこで本発明は高電圧が発生する２次巻線を下側ボビン
に巻回し、その上に上側ボビンを被せて１次、３次巻線
を巻回し、更に下側ボビンの両端鍔の切欠きより充填剤
を注入する構造とした。従って上記構造にすることによ
り１次巻線と２次巻線との間の絶縁距離がプラスチック
ス成型品により確保でき限界破壊耐電圧の向上を図るこ
とが可能となり更に下側ボビンの高圧が発生する２次巻
線内に充填剤を充填し、かつ含浸させることにより１次
巻線と２次巻線間の限界破壊耐電圧の一層のレベルアッ
プが図れ、又２次巻線間内での層間耐電圧のレベルアッ
プをも図ることが可能となる。

更に２次巻線全体に１次巻線が被うような構造のため、
漏れ磁束を著しく減少させ、結合度が良くなり結果とし
て効率が向上し、更にはノイズが出力波形に含まない性
能が実現できる。

課題を解決するための手段 上記課題を解決する本発明の技術的手段は、左右両端鍔
に充填剤を注入する切欠きを設けた下側ボビンに２次巻
線を巻回し、その上に被せるように一対の２分割され、
かつ、その筒状部には巻線位置規制するための突起ある
いはしやへい板、又は偏肉を形成したプラスチックス成
型の上側ボビンを上下よりはめ合せ嵌合することで一体
結合した上側ボビンに、１次、３次巻線を巻回すると共
に、２次巻線内に充填剤を含浸させる構成としたもので
ある。

作用 上記構成とすることで２次巻線と１次、３次巻線とはプ
ラスチックス成型品で完全に絶縁され、又上側ボビンに
下側ボビンの２次巻線の高電圧部に対応する位置に、巻
線位置規制突起等を設は巻線位置を規制することにより
、２次巻線と１次。

３次巻線間の絶縁距離を大きくとること力；可能で絶縁
破壊電圧のレベルアップ、ひいては、変成器の寿命時間
の向上につながることになる。又、注型剤を下側ボビン
の両端鍔の切欠きより、高電圧が発生する下側ボビンの
２次巻線の中に流入し２次巻線の線と線の間に含浸させ
ることにより２次巻線間の層間破壊電圧、あるいは２次
と１次、３次巻線間の絶縁破壊電圧のレベルアップが図
れ、−層の寿命時間の向上を図ることが可能となる。

更には、高電圧の２次巻線は極細線が使用されるが、上
側ボビンで被われて２次巻線を保護する構造となるため
、表面に露出せず後工程での打こん、引っかけなどによ
る、断線不良が低減できる。又２次巻線は右両端鍔より
巻初めて左両端鍔にて巻終る構造のため、巻終りリード
線は従来のように折り返すことがないため宙に浮かずボ
ビンに密着するため異物が引っかかることによる断線が
低減できる。更には巻終りリード線は巻回された線輪の
上を通過しない構造としたため２次巻線の巻初め巻線と
巻終りリード線間のレヤーショートは全く配慮する必要
がない。結果として２次巻線より発生する高電圧使用条
件下で２次巻線間内での絶縁性能が向上し変成器の寿命
時間が大幅に向上することになる。以上説明したように
このボビン構造は極細線である２次巻線が断線発生を生
じにくい構造である。従って巻線半田付け、コア組立等
後工程での作業がスムースに行えることになシ歩留りの
向上又自動化がやりやすくなる。次に電気性能面につい
て説明すると下側ボビンに２次巻線が巻回され、その上
にほぼその巻線幅に近い幅の１次巻線で被われる構造と
するため１次巻線の電流より発生した磁束は、はぼ真下
の２次巻線の巻線幅内を通過することになシ、分割構造
のボビンと比較して格段に漏れ磁束が少なく結果として
結合度が高く、高効率で、ノイズの少ない変成器とする
ことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明の一実施例における斜視図、第２図
は本発明の断面図、第３図は本発明の変成器が使用され
る回路図、第４図は本発明の下側ボビン、上側ボビンの
構成の斜視図、第６図は本発明の下側ボビンの上部から
見た斜視図、第６図は本発明の上部からみた断面図、第
７図は同変成器の出力波形図、第８図ａ、ｂは他の上側
ボビンの要部斜視図を示す。

まず第４図、第６図を用いて説明する。

端子付ボビンムは筒状部１１Ｌ〜１ｄを有しその左右両
端鍔にはそれぞれ両端鍔３，３′を設け、更に金属ビン
端子４を数本植設して構成されている。

更に両端鍔３，３′にはリード線を配線する溝８および
リード線を引っかける突起６が設けられている。又両端
鍔３の反対側の上端部には充填剤を注入する切欠き７を
設け、筒状部１１Ｌ〜１ｄには数個の中鍔２ａ〜２Ｃが
設けられ、更にそれぞれの中鍔２ａ〜２Ｃにはリード線
が通過する溝９１Ｌ〜９Ｃを設ける。

次に上側ボビンについて説明する。この上側ボビンＢは
一対の２つに分割された構造であり、そして筒状部１ｏ
の左右両端には鍔１１が設けられ、又筒状部１ｏには突
起１２が設けられている。更に分割された一方の切断面
には壁板１３、もう−方の端面には壁板１３に対応する
切欠き１４を設け、又左右両端鍔１１の外周部の切断面
には穴１６が又穴１６に対応する突起１６を設けた構造
とする。上述した下側ボビンムに上記構造の上側ボビン
Ｂを上下よりはさみ込み、壁板１３は切欠き１４に挿入
し、又突起１６は穴１６にはめ込んで一体結合する構成
である。

次に組立方法について説明する。変成器の回路の一実施
例を第３図に示しており、１次巻線１７．２次巻線１８
．３次巻線１９より構成され、特に２次巻線１８につい
ては蛍光灯に必要な出力電圧を有するため高電圧でかつ
使用線径は極細線が使用される。まず２次巻線工程につ
いて第１図、第４図、第６図を用いて説明する０２次巻
線１８の巻初めリード線１８＆はリード線溝８ａを通し
て突起６ａに引っかけて金属ビン端子４１Ｌの根元に巻
付けられる。そして２次巻線１８は両端鍔３′と中鍔２
１Ｌとの間の筒状部１＆の間に規定数巻回され、更に中
鍔２ａに設けた溝９１Ｌを通して次の中鍔２ａと中鍔２
ｂの筒状部１ｂに規定数巻回され、更に中鍔２ｂに設け
た溝９ｂを通す。以下順次同じような工程を径て最終の
中鍔２Ｃと両端鍔３の筒状部１ｄに規定数巻線を巻回す
る。そうして巻回された２次巻線１８の巻終１−ド線１
８ｂはリード線溝８ｂを通して突起５ｂに引っかけられ
金属ビン端子４ｆの根元に巻付けられる０次に上述の上
側ボビンＢの両端鍔１１の外周部を下側ボビンムの両端
鍔３，３′の内側に添わせて上下より、はさみ込むよう
に圧入嵌合して一体化する。尚、上側ボビンＢの嵌合状
態は壁板１３が切欠き１４に入り込む形ではめ合され、
又突起１６は穴１６に入シ込む形で接合して結合する。

次に上側ボビンＢに１次巻線１７．３次巻線１９の工程
について第１図を用いて説明する。前述した２次巻線１
８の工程と同じように１次巻線１７の巻初めリード線１
７１Ｌ、１７ｂは下側ボビンムのリード線溝８０．８（
ｉを通し突起に引っかけられてから金属ピン端子４ａ、
＋ｂの根元に巻付けられる。

そして上側ボビンＢの端鍔１１より１次巻線１７は巻回
を開始し、規定数巻回して完了する。巻終りリード線１
７０．１７ｄは下側ボビンムのリード線溝８（１，８１
５を通して突起５に引っかけられ金属ビン端子４０，４
ｄの根元に巻付けられる。

次に３次巻線１９の巻初めリード線１９１Ｌは前述の１
次巻線１７と同様に溝８ｆを通して突起６に引っかけら
れて金属ピン端子４ｇの根元に巻付けられる。そして、
上側ボビンＢの突起１２より３次巻線１９を開始し規定
数巻回して完了する。終了した巻終りリード線１９ｂは
溝８ｇを通して突起５に引っかけられ金属ビン端子４ｈ
の根元に巻付けられる。以上のような工程で巻線を完了
し、その後金属ピン端子４ａ〜４ｈは巻付けられたリー
ド線１８１Ｌ、１８ｂ　　、１９＆、１９ｂ　　、１７
ａ〜ｄは半田付けによシ接続される。

以降の工程は第１図、第２図、第４図を用いて説明する
。以上のように巻線し、金属ピン端子４ａ〜４ｈに半田
接続されたコイルは下側ボビンムの鉄心挿入孔６の中に
下側ボビンムの両端鍔３゜３′に設けた切欠き７に対応
する切欠き２１を有したＥ−Ｉ型、又はＥ−Ｅ型の磁性
材２ｏを突合せ、挿入する。

その後テープ又は接着剤等により固定しプラスチックス
よシなる保護ケース２４の中に挿入する。

次にそうしたケース挿入済みコイルのケース開放口より
充填剤２ｅを注入し、磁性材２ｏ、巻線１７．１８，１
９、下側ボビンム、上側ボビンＢの中などに浸透させて
更にプラスチックスよシなる底板２５を挿入嵌合して変
成器を完成する。

第２図は完成後の変成器の断面図を示したものである。

高電圧が発生する２次巻線１８．１次巻線１７．３次巻
線１９はプラスチック成型品の上側ボビンＢの筒状部１
ｏで完全に絶縁され、かつ最も高電位部分となる下側ボ
ビンムの両端鍔３′と中鍔２＆間の２次巻線１８に対応
する位置に上側ボビンＢに巻線位置規制を目的とする突
起１２を設け１次巻線１７、あるいは３次巻線１９が巻
線できないようにする、いわゆる下側ボビンムの高電位
巻線と上側ボビンＢの巻線間の絶縁距離を大きくするこ
とで絶縁耐電圧のレベルアンプを図り更には下側ボビン
ムの両端鍔３，３′に切欠き７を設は充填剤２６をこの
切欠き７より高電圧が発生する２次巻線１８の中へ注入
し線輪閣内に含浸させることで２次巻線１８の線と線間
の線間耐電圧あるいは２次巻線１８と１次巻線１７．３
次巻線１９との線間耐電圧レベルアップが図られ信頼性
の優れた変成器が実現できる。

一方電気性能は絶縁構造を嵌合方式としたため２次巻線
の真上に１次巻線を巻回し、かつ１次と２次巻線の巻線
幅をほぼ同じにすることができた。

すなわち第６図本発明の上から見た断面図の如く、１次
巻線２０より発生する磁束２２、漏れ磁束２３は、２次
巻線１８のほぼ全巻線を通るようになり、漏れ磁束が少
なく、結果として変成器結合度が高く効率が高い、かつ
出力電圧波形２７は第７図のように高調波成分が少なく
、ノイズの発生の少ない変成器とすることができた。

尚第４図の実施例の上側ボビンＢの突起１２は第８図ａ
、ｂの偏肉部１２１Ｌ又はしゃへい板１２ｂと同様とす
る。

発明の詳細 な説明したように本発明は１次、３次巻線と２次巻線を
分割した一対のプラスチックス成型ボビンを互いにはめ
合して一体結合することで絶縁し、更に突起しゃへい板
、偏肉などにより１次。

３次巻線位置を規制することで１次、３次巻線と２次巻
線間の絶縁距離を大きくし、更に２次巻線を巻回する下
側ボビンに切欠きを設け、その切欠きを通じて充填樹脂
を注入し２次巻線を含浸する構造のいわゆる嵌合方式の
変成器であるため、すなわち下側ボビンを２次巻線専用
とすることで片方の鍔から巻初め、他方の鍔にて巻線を
完了することができ、つまり巻終りリード線はボビンの
中鍔部の間の空間を引廻すことが不要であり、付ずいす
るたるみ防止のためのある程度の張力を加えることが全
く不要で、結果として作業取扱い等の不注意、異物接触
、ひっかけ打こん等による断線不良が低減できセントに
おける変成器のビン曲がり等による断線についても大幅
に低減できる。

その上巻終りリード線を折シ返す必要がないため、巻線
、配線の自動化が容易となる。次に位置規制用の突起等
を設けた２分割のプラスチックス上側ボビンをはめ合せ
嵌合して一体結合することで２次巻線と１次、３次巻線
の絶縁性能を大幅に向上することができる。つまり絶縁
構成をプラスチックス成型品で完全に行うと共に２次巻
線の高圧部に対応する部分に位置規制突起を設け、上側
ボビンの１次、３次巻線を規制することで２次巻線と１
次、３次巻線間の空間距離が大きくすることが可能とな
り大幅な絶縁耐電圧の向上を図ることにつながる。更に
２次巻線を上側ボビンで被うため、２次巻線が露出せず
、打こん、引っかけ等断線不良がなくなり、後の巻線、
半田、組立工程などの作業がスムースに行うことができ
る。又、下側ボビンの両端鍔の切欠きよシ充填剤を注入
して２次巻線内を含浸することで２次巻線内での絶縁耐
電圧のレベルアップ、更には上側ボビンの１次、３次巻
線間との絶縁耐電圧の一層のレベルアップを図ることが
できる。

また、漏れ磁束が少なく効率的で出力としても高周波成
分が少なくノイズの少ないものとできる。

以上によシ本発明の最終目的である断線品質に優れ効率
が良好でノイズ発生がなく、かつ絶縁性に優れた変成器
をボビン嵌合構造にて達成したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変成器の一実施例で変成器の構造を示
す分解斜視図、第２図は同変成器の断面図、第３図は同
変成器の使用回路図、第４図は本発明のボビンの構造を
示す斜視図、第６図は本発明の下側ボビンの上部から見
た斜視図、第６図は同変成器を上から見た断面図、第７
図は同出力波形図、第８図ａ、ｂは他の上側ボビンの斜
視図、第９図は従来の変成器の斜視図、第１０図は従来
の変成器の断面図、第１１図は従来の変成器の上部から
みた断面図、第１２図は同出力波形図を示すＯ ム・・・・・・端子付ボビン（下側ボビン）、Ｂ・・・
・・・上側ボビン、１・・・・・・筒状部、２・・・・
・・中鍔、３・・・・・・両端鍔、４・・・・・・金属
ピン端子、５・・・・・・両端鍔に設けた突起、６・・
・・・・鉄心挿入孔、７・・・・・・突起、８・・・・
・・リード線溝、９・・・・・・中鍔に設けた溝、１ｏ
・・・・・・上側ボビンＢの筒状部、１１・・・・・・
端鍔、１２・・・・・・突起、１３・・・・・・壁板、
１４・・・・・・切欠き、１６・・・・・・穴、１６・
・・・・・突起、１７・・・・・・１次巻線、１８・旧
・・２次巻線、１９・・・・・・３次巻線、２０・・・
・・・磁性材、２１・・・・・・磁性材に設けた切欠き
、２２・・・・・・磁束、２３・・・・・・漏れ磁束、
２４・・・・・・保護ケース、２°６・・・・・・底板
、２６・・・・・・充填剤、２７・・・・・・本発明の
変成器の出力波形。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 第 図 箔 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央に磁性材を貫通させると共に外周に下側巻線
   を巻回するプラスチックス成型品の筒状部を設け、更に
   両端外周部にはそれぞれ鍔を設けた下側ボビンに、下側
   巻線を巻回し、更に、両端に鍔を有した、上側巻線の高
   圧側に対向する部分に、巻線位置を規制する突起あるい
   は偏肉部を設けたプラスチックス成型品よりなる一対の
   ２分割された上側ボビンで被い、更に上側巻線を巻回し
   た変成器。
2. （２）下側ボビンの少なくとも一方の鍔に絶縁剤を充填
   するための切欠きを設けた請求項１記載の変成器。