JP4889369B2 - インバータトランス - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ノートパソコン、液晶テレビ等に使用される各種表示パネルのバックライト用の冷陰極放電ランプ（ＣＣＦＬ）を放電、点灯させるＤＣ／ＡＣインバータ回路で使用されるインバータトランスに関する。

従来、この種のインバータトランスとしては、下記特許文献１、２に記載されたものが知られている。

下記特許文献１に記載のインバータトランスは、１つのボビンに対して１次巻線と２次巻線とを同軸上に並べて配置したものであり、下記特許文献２に記載のインバータトランスは、１次巻線と２次巻線とが同心状に位置するように、２次巻線が巻回された大径のボビンの内部に、１次巻線が巻回された小径のボビンを配置したものである。

特開２００４−３１６４７号公報 特開２００５−３２７９７７号公報

上記特許文献１に記載のインバータトランスは、必要とするボビンが１種類なので、金型代などに費やされる製造コストを抑えることが可能であるが、１次巻線と２次巻線とを並べて配置する構成を採っているので、磁路長が長くなり１次巻線と２次巻線との結合度が低下するという問題がある。

一方、上記特許文献２に記載のインバータトランスは、２次巻線の内側に１次巻線を配置する構成を採っているので、磁路長が短くなり１次巻線と２次巻線との結合度を高めることが可能であるが、径寸法が互いに異なる２種類のボビンを必要とするので、製造コストを抑えることが難しいという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、１次巻線と２次巻線との結合度を高めることができるとともに、製造コストを抑えることが可能なインバータトランスを提供することを目的とする。

本発明に係るインバータトランスは、１次巻線と該１次巻線に電磁結合される２次巻線と磁束が通るコアとを備えた、放電灯を点灯するためのインバータトランスにおいて、
前記コアに前記１次巻線を直に巻回し、
前記コアに巻回された前記１次巻線を覆うように、絶縁性部材を介して前記２次巻線を巻回し、
前記絶縁性部材に第１の端子台および第２の端子台を形成し、前記１次巻線の始端部および終端部を共に前記第１の端子台の側に引き出して端子に接続するとともに、前記２次巻線の始端部および終端部を前記第１の端子台の側および前記第２の端子台の側にそれぞれ引き出して端子に接続する、ことを特徴とする。

前記コアは、前記１次巻線が巻回される巻軸部と、該巻軸部の両端にそれぞれ設けられた、該巻軸部よりも太く形成された太軸部とを備え、
前記各太軸部の少なくとも一方には、前記巻軸部に巻回された前記１次巻線を該巻軸部から引き出すための溝部が形成されている、とすることができる。

また、本発明に係るインバータトランスは、１次巻線と該１次巻線に電磁結合される２次巻線と磁束が通るコアとを備えた、放電灯を点灯するためのインバータトランスにおいて、
前記コアは、絶縁性を有する磁性材料で形成されるとともに、前記１次巻線が直に巻回される巻軸部と、該巻軸部の両端にそれぞれ設けられた、該巻軸部よりも太く形成された太軸部とを備え、
前記各太軸部の一方のみに、前記巻軸部に巻回された前記１次巻線の始端部および終端部を該巻軸部から引き出すための溝部が形成されており、
前記巻軸部に巻回された前記１次巻線を覆うように、前記２次巻線が巻回された中空のボビンが配されてなる、ことを特徴とする。

前記ボビンに第１の端子台および第２の端子台を形成し、前記１次巻線の始端部および終端部を共に前記第１の端子台の側に引き出して端子に接続するとともに、前記２次巻線の始端部および終端部を前記第１の端子台の側および前記第２の端子台の側にそれぞれ引き出して端子に接続する、とすることができる。
また、前記溝部は、互いに平行に延びる２本の溝部からなり、前記１次巻線の始端部および終端部は該２本の溝部の一方および他方をそれぞれ通って引き出される、とすることができる。

また、本発明において、前記コアはニッケル系の磁性材料で形成することができる。

本発明のインバータトランスによれば、コアに１次巻線を直に巻回するとともに、この１次巻線を覆うように絶縁性部材を介して２次巻線を巻回する構成を有していることにより、１次巻線と２次巻線とを並べて配置する構成のものに比べて磁路長を短くすることができるので、１次巻線と２次巻線との結合度を高めることが可能である。

また、１次巻線をコアに直に巻回することにより、１次巻線を巻回するためのボビンが不要となるので、１次巻線用の小径ボビンと２次巻線用の大径ボビンとを必要とするものに比べて、製造コストを抑えることが可能である。

以下、本発明に係るインバータトランスの実施形態について、添付した各図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るインバータトランスの平面図（一部を破断して示す）であり、図２はその斜視図（２次巻線が巻回されていない状態）である。また、図３は図１に示すＩ型コアの底面側からの斜視図であり、図４はその底面図（１次巻線が巻回された状態）である。なお、以下の説明では、図２に示す３次元直交座標系のＸ軸の方向を前後（矢線の向きが前）、Ｙ軸の方向を左右（矢線の向きが右）、Ｚ軸の方向を上下（矢線の向きが上）と称する。また、他の図における３次元直交座標系は、図２のものと各軸の向きが一致するように示されている。

本実施形態のインバータトランス１は、例えば、ノートパソコン、液晶テレビ等に使用される各種表示パネルのバックライト用の冷陰極放電ランプ（ＣＣＦＬ）を放電、点灯させるＤＣ／ＡＣインバータ回路で使用されるものであり、図１に示すように、１次巻線２と、該１次巻線２に電磁結合される２次巻線３と、これら１次巻線２および２次巻線３を貫く磁束が通るコア４と、プラスチック等の絶縁材料で形成されたボビン端子台５とを備えてなる。

上記ボビン端子台５は、上記２次巻線３が巻回される中空のボビン６と、該ボビン６の左右両端にそれぞれに配置された第１および第２の端子台７Ａ，７Ｂとが、互いに一体に形成されてなる。上記ボビン６は、その左右両端にそれぞれ配されたエンド鍔６１と、該一対のエンド鍔６１の間に配された複数（本実施形態では６枚）の仕切り鍔６２とを有しており、該各仕切り鍔６２によって複数（本実施形態では７つ）のセクションに区分された巻回領域に、上記２次巻線３が巻回されるようになっている。また、上記各仕切り鍔６２には、上記２次巻線３を隣接する巻回セクションに渡すための切欠部６３（図２参照）が形成されている。一方、上記第１の端子台７Ａには、３個の１次側端子８Ａ〜８Ｃおよび１個の２次側端子９Ａが保持され、上記第２の端子台７Ｂには、１個の２次側端子９Ｂおよび１個の予備端子１０が保持されており、上記２次巻線３の各端部は上記２次側端子９Ａ，９Ｂの各絡げ部９ａにそれぞれ接続されるように構成されている。

上記コア４は、磁性材料、例えば、フェライト（その他に、パーマロイやセンダスト等の材料や、これらの微粉末を圧縮成型したダストコアを使用することも可能）により形成された、互いに別体のＩ型コア４ＡとＵ型コア４Ｂとが組み合わされてなる。

上記Ｉ型コア４Ａは、図３に示すように、角柱状の巻軸部４１と、該巻軸部４１の左右両端にそれぞれ設けられた、該巻軸部４１よりも太く形成された太軸部４２Ａ，４２Ｂとが、互いに一体に形成されてなるものであり、太軸部４２Ａの底面には、左右方向に互いに平行に延びる２本の溝部４３Ａ，４３Ｂが形成されている。このＩ型コア４Ａには、ニッケル系等の絶縁抵抗が高い磁性材料からなるコアを使用することにより、以下に示すように、上記１次巻線２を直に巻回することが可能となる。

すなわち、上記巻軸部４１は、図４に示すように、上記１次巻線２が直に巻回されるように構成されており、巻軸部４１に巻回された１次巻線２の始端部２ａおよび終端部２ｂは、上記各溝部４３Ａ，４３Ｂを経由して外部に引き出され、上記１次側端子８Ａ〜８Ｃのいずれかにそれぞれ接続されるようになっている。また、上記１次巻線２が巻回されたＩ型コア４Ａは、図２に示すように、上記ボビン６の中空部６４内に挿通保持される（巻軸部４１はその全体が中空部６４内に挿通され、太軸部４２Ａ，４２Ｂはその互いに対向する側の一部がそれぞれ中空部６４内に挿通される）。この状態において、図１に示すように、上記２次巻線３が上記ボビン６に巻回されることにより、絶縁性部材としてのボビン６を介して２次巻線３が、Ｉ型コア４Ａに巻回された１次巻線２を覆うように配置されることとなる。

一方、上記Ｕ型コア４Ｂは、図１に示すように、上記ボビン６の外部に配置され、その左右の端部４４Ａ，４４Ｂが、上記Ｉ型コア４Ａの左右の太軸部４２Ａ，４２Ｂにそれぞれ連結されるように構成されている（リーケージインダクタンス調整のためのエアギャップを介して連結するようにしてもよい）。これにより、上記コア４の内部には、インバータトランス１の駆動時に１次巻線２と２次巻線３とを貫く磁束が通る磁路Ｃが形成されるようになっている。なお、このＵ型コア４Ｂには、上述のニッケル系等のコアの他に、マンガン系等の絶縁抵抗が低い磁性材料からなるコアを使用することが可能である。

このように本実施形態のインバータトランス１によれば、１次巻線２を覆うように絶縁性のボビン６を介して２次巻線３を巻回しているので、１次巻線２と２次巻線３とを並べて配置する場合に比べて磁路Ｃの長さを短くすることができる。したがって、１次巻線２と２次巻線３との結合度を高めることが可能である。

また、１次巻線２をＩ型コア４Ａに直に巻回しているので、１次巻線２を巻回するためのボビンが不要となる。したがって、１次巻線２を巻回するためのボビンを用いた場合に比べて、製造コストを抑えることが可能であり、組立作業も容易となる。また、１次巻線用のボビン厚分だけ小型化することが可能となる。

なお、上記実施形態では、左右の太軸部４２Ａ，４２Ｂのうちの一方（太軸部４２Ａ）のみに溝部４３Ａ，４３Ｂが形成されているが、他方の太軸部４２Ｂに同様の溝部を形成してもよい。また、コアの全体形状や断面形状等は、適宜変更することが可能である。

また、上記Ｉ型コア４Ａには、マンガン系等の絶縁抵抗が低い磁性材料からなるコアにコーティングを行って絶縁性を高めたものを用いることも可能である。

一実施形態に係るインバータトランスの平面図（一部破断） 図１に示すインバータトランスの斜視図（２次巻線未装着） 図１に示すＩ型コアの底面側からの斜視図 １次巻線が巻回されたＩ型コアの底面図

符号の説明

１ インバータトランス
２ １次巻線
２ａ （１次巻線の）始端部
２ｂ （１次巻線の）終端部
３ ２次巻線
４ コア
４Ａ Ｉ型コア
４Ｂ Ｕ型コア
５ ボビン端子台
６ ボビン
７Ａ 第１の端子台
７Ｂ 第２の端子台
８Ａ〜８Ｃ １次側端子
９Ａ，９Ｂ ２次側端子
９ａ 絡げ部
１０ 予備端子
４１ 巻軸部
４２Ａ，４２Ｂ 太軸部
４３Ａ，４３Ｂ 溝部
４４Ａ，４４Ｂ （Ｕ型コアの）端部
６１ エンド鍔
６２ 仕切り鍔
６３ 切欠部
Ｃ 磁路

Claims (6)

1. １次巻線と該１次巻線に電磁結合される２次巻線と磁束が通るコアとを備えた、放電灯を点灯するためのインバータトランスにおいて、
   前記コアに前記１次巻線を直に巻回し、
   前記コアに巻回された前記１次巻線を覆うように、絶縁性部材を介して前記２次巻線を巻回し、
   前記絶縁性部材に第１の端子台および第２の端子台を形成し、前記１次巻線の始端部および終端部を共に前記第１の端子台の側に引き出して端子に接続するとともに、前記２次巻線の始端部および終端部を前記第１の端子台の側および前記第２の端子台の側にそれぞれ引き出して端子に接続する、ことを特徴とするインバータトランス。
2. 前記コアは、前記１次巻線が巻回される巻軸部と、該巻軸部の両端にそれぞれ設けられた、該巻軸部よりも太く形成された太軸部とを備え、
   前記各太軸部の少なくとも一方には、前記巻軸部に巻回された前記１次巻線を該巻軸部から引き出すための溝部が形成されている、ことを特徴とする請求項１記載のインバータトランス。
3. １次巻線と該１次巻線に電磁結合される２次巻線と磁束が通るコアとを備えた、放電灯を点灯するためのインバータトランスにおいて、
   前記コアは、絶縁性を有する磁性材料で形成されるとともに、前記１次巻線が直に巻回される巻軸部と、該巻軸部の両端にそれぞれ設けられた、該巻軸部よりも太く形成された太軸部とを備え、
   前記各太軸部の一方のみに、前記巻軸部に巻回された前記１次巻線の始端部および終端部を該巻軸部から引き出すための溝部が形成されており、
   前記巻軸部に巻回された前記１次巻線を覆うように、前記２次巻線が巻回された中空のボビンが配されてなる、ことを特徴とするインバータトランス。
4. 前記ボビンに第１の端子台および第２の端子台を形成し、前記１次巻線の始端部および終端部を共に前記第１の端子台の側に引き出して端子に接続するとともに、前記２次巻線の始端部および終端部を前記第１の端子台の側および前記第２の端子台の側にそれぞれ引き出して端子に接続する、ことを特徴とする請求項３記載のインバータトランス。
5. 前記溝部は、互いに平行に延びる２本の溝部からなり、前記１次巻線の始端部および終端部は該２本の溝部の一方および他方をそれぞれ通って引き出される、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のインバータトランス。
6. 前記コアはニッケル系の磁性材料で形成されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインバータトランス。

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