(57)【要約】【課題】  一入力多出力化による高効率化を図ることができ、より一層の部品点数の削減及びコストの削減を図ることが可能で、設置面積の削減効果の高いフェライトコア、インバータトランスを提供する。【解決手段】  一次コイル７が巻回される一次コイル用脚部２と、二次コイル８，９，１０が巻回される二次コイル用脚部３，４，５とを有し、これらが連結部６により磁気的に連結されている。１つの一次コイル用脚部２に対して３つ以上の二次コイル用脚部３，４，５を有するとともに、これら各二次コイル用脚部３，４，５は一次コイル用脚部２に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されている。具体的には、各二次コイル用脚部３，４，５と一次コイル用脚部２との間の距離が略等しく設定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイルが巻回される一次コイル用脚部と、二次コイルが巻回される二次コイル用脚部とを有し、これらが連結部により磁気的に連結されてなるフェライトコアであって、
１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を有するとともに、これら各二次コイル用脚部は前記一次コイル用脚部に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されていることを特徴とするフェライトコア。
【請求項２】
前記各二次コイル用脚部と前記一次コイル用脚部との間の距離が略等しく設定されていることを特徴とする請求項１記載のフェライトコア。
【請求項３】
前記各二次コイル用脚部の断面積が略等しいことを特徴とする請求項２記載のフェライトコア。
【請求項４】
一次コイルが巻回される一次コイル用脚部と、二次コイルが巻回される二次コイル用脚部とを有し、これらが連結部により磁気的に連結されてなる第１のフェライトコアと、
前記第１のフェライトコアの各脚部に巻回される一次コイル及び二次コイルと、
前記第１のフェライトコアの各脚部に突き合わされ、前記第１のフェライトコアとともに閉磁路を構成する第２のフェライトコアとを備え、
前記第１のフェライトコアは、１つの一次コイル用脚部に対して3つ以上の二次コイル用脚部を有するとともに、これら各二次コイル用脚部が前記一次コイル用脚部に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されていることを特徴とするインバータトランス。
【請求項５】
前記第１のフェライトコアにおいて、前記各二次コイル用脚部と前記一次コイル用脚部との間の距離が略等しく設定されていることを特徴とする請求項４記載のインバータトランス。
【請求項６】
前記各二次コイル用脚部の断面積が略等しいことを特徴とする請求項５記載のインバータトランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの一次コイル用脚部に対して複数の二次コイル用脚部を有する、いわゆる多脚型のフェライトコアに関するものであり、さらにはこれを用いたインバータトランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶表示装置のバックライトを点灯する点灯回路等において電圧変換を行うインバータトランスは、通常、同形状に形成された一対のフェライトコアを突き合わせることにより閉磁路を構成するとともに、突き合わされたフェライトコアに巻数の異なる一次コイル及び二次コイルを巻回することにより構成される。フェライトコアの基本的な形状としては、例えば連結部の両端に一対の脚部を有するＵ字形のフェライトコアや、センターコアとその両側に対称に配置されるサイドコアを連結部により連結したＥ字形のフェライトコア等が代表的である。
【０００３】
図８は、一般的なＵ字形のフェライトコア１０１を用いたインバータトランスの一例を示すものである。Ｕ字形のフェライトコア１０１は、互いに平行な一対の脚部１０２が連結部１０３によって磁気的に結合されており、一対のＵ字形フェライトコア１０１を脚部１０２の先端同士が接するように突き合わせることで、ループ状の閉磁路が構成される。そして、一方の脚部１０２に一次コイル１０４を巻回し、他方の脚部１０２に一次コイル１０４とは巻き数の異なる二次コイル１０５を巻回することにより、インバータトランスが構成される。このように構成されるインバータトランスでは、一次コイル１０４及び二次コイル１０５の巻数の設定により、必要な電圧を得ることができる。
【０００４】
図９は、Ｅ字形のフェライトコア１１１を用いたインバータトランスの一例を示すものである。Ｅ字形のフェライトコア１１１では、脚部であるセンターコア１１２と一対のサイドコア１１３が連結部１１４によって磁気的に結合されて構成される。Ｅ字形のフェライトコア１１１においても、一対のＥ字形フェライトコア１１１をセンターコア１１２及びサイドコア１１３の先端同士が接するように突き合わせることで、閉磁路が構成される。
【０００５】
ところで、例えば液晶表示装置においては、大画面化が進んでおり、液晶パネルの背面に設けられるバックライトの本数が増加する傾向にあり、点灯に必要な高電圧に変換するインバータトランスの数も増やす必要が生じている。前述の各インバータトランスは、一次コイルと二次コイルが一対一で対応しており、バックライト１本に対してインバータトランスを１個使用する必要がある。
【０００６】
しかしながら、バックライト1本に対してインバータトランスを1個使用する構成では、バックライトの本数の増加とともにインバータトランスの数も増やす必要があり、部品点数の増加による作業効率の低下や部品コストの増加を招き、またインバータトランスの実装に必要な面積も増大し、液晶表示装置の小型化の妨げになるおそれもある。そこで、このような状況から、１個で２本のバックライトの点灯が可能なインバータトランスが提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照）。
【０００７】
具体的には、特許文献１には、二次巻線を巻回した外脚部を２個設けるとともに、一次巻線を巻回した外脚部は１個設けて互いの外脚部を対向配置し、外脚部の間に中脚部を対向配置した構成のインバータトランスが開示されている。特許文献２には、２つの二次巻線を一次巻線と同じ磁気結合になるように一次巻線に対向して配置し、閉磁路磁心は、第一ボビンの貫通孔に挿通した第一脚部と第二ボビンの貫通孔に挿通した第二脚部とを連接脚で連接した第一磁心と、偏平状の第二磁心とを突き合わせて形成したインバータトランスが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２９１７号公報
【特許文献１】特開２００３−３０９０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これら特許文献に記載される発明では、二次巻線を巻回した外脚部は複数設けるとしているものの、実際には外脚部の数が２つの例が開示されるに止まり、それ以上の構成については全く記載されていない。液晶表示装置では、ますます大画面化する傾向にあり、バックライトの本数もさらに増加する傾向にあるが、このような状況において外脚部の数が２つに限られると、部品点数の削減にも限界があり、実装面積を十分に削減することも難しい。さらに、外脚部の数を増やす場合、磁気抵抗のバラツキによる出力電流のバラツキ等も懸念され、これを解消する技術も必要である。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、一入力多出力化による高効率化を図ることができ、より一層の部品点数の削減及びコストの削減を図ることが可能で、さらに設置面積の削減効果の高いフェライトコアを提供することを目的とし、さらにはインバータトランスを提供することを目的とする。また、本発明は、前記に加えて、磁気抵抗のバラツキによる出力電流のバラツキを解消することができ、各外脚部（二次コイル用脚部）に巻回される二次コイルから均等に出力を取り出すことが可能なフェライトコア及びインバータトランスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上述の目的を達成するために、長期に亘り種々の検討を重ねてきた。その結果、１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を配することで、部品点数を大幅に削減することができ、例えばバックライト本数の一層の増加にも対応可能であるばかりか、実装面積の削減効果も外脚部の数を２つとした場合に比べて格段に大きくなるとの結論を得るに至った。
【００１１】
本発明は、このような知見に基づいて完成されたものであり、本発明のフェライトコアは、一次コイルが巻回される一次コイル用脚部と、二次コイルが巻回される二次コイル用脚部とを有し、これらが連結部により磁気的に連結されてなるフェライトコアであって、１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を有するとともに、これら各二次コイル用脚部は前記一次コイル用脚部に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のインバータトランスは、一次コイルが巻回される一次コイル用脚部と、二次コイルが巻回される二次コイル用脚部とを有し、これらが連結部により磁気的に連結されてなる第１のフェライトコアと、前記第１のフェライトコアの各脚部に巻回される一次コイル及び二次コイルと、前記第１のフェライトコアの各脚部に突き合わされ、前記第１のフェライトコアとともに閉磁路を構成する第２のフェライトコアとを備え、前記第１のフェライトコアは、１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を有するとともに、これら各二次コイル用脚部が前記一次コイル用脚部に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のフェライトコア、インバータトランスでは、１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を備えており、したがって１入力に対して３出力以上が取り出される。ここで、各二次コイル用脚部は前記一次コイル用脚部に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されているので、出力電流に差が生ずることもなく、均等に出力が取り出される。
【００１４】
また、１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を備えているので、一次コイルと二次コイルが一対一で対応するフェライトコア（インバータトランス）を３以上設けた場合と等価となり、部品点数が１／３以下に削減され、それに伴って部品コストも大幅に削減される。
【００１５】
さらに、設置面積の点でも削減効果が格段に大きい。例えば、１つの一次コイル用脚部に対して２つの二次コイル用脚部を備えたフェライトコア（インバータトランス）では、一次コイルと二次コイルが一対一で対応するフェライトコア（インバータトランス）を２個設置した場合と設置面積はほとんど変わらない。これに対して、１つの一次コイル用脚部に対して３つの二次コイル用脚部を備えたフェライトコア（インバータトランス）では、一次コイルと二次コイルが一対一で対応するフェライトコア（インバータトランス）を３個設置した場合に比べて、設置面積は小さくて済む。二次コイル用脚部の数が増えるほど設置面積を小さくするメリットが顕著に現れてくる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフェライトコアやインバータトランスによれば、一入力多出力化による高効率化を図ることができ、より一層の部品点数の削減及びコストの削減を図ることが可能である。また、本発明によれば、例えば１つの一次コイル用脚部に対して２つの二次コイル用脚部を備えたフェライトコア（インバータトランス）に比べて、設置面積を大幅に削減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用したフェライトコア及びインバータトランスについて、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明を適用したフェライトコアの一例を示すものである。本実施形態のフェライトコア１は、中心部に一次コイル用脚部２を配置するとともに、その周囲に３つ以上の、ここでは３本の二次コイル用脚部３，４，５を配置し、これらを板状の連結部６によって磁気的に結合することで構成されている。なお、ここでは３本の二次コイル用脚部３，４，５が一次コイル用脚部２の周りにほぼ等角度間隔で配置されている。
【００１９】
これら一次コイル用脚部２や二次コイル用脚部３，４，５、連結部６は、いずれもフェライト材料により形成されており、これらは焼結等の手法により一体的に形成されている。フェライト材料としては、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等、任意のフェライト材料を使用することが可能であるが、性能向上のためには透磁率や磁束密度が高い軟磁気特性に優れたフェライト材料を用いることが好ましい。
【００２０】
また、前記一次コイル用脚部２や二次コイル用脚部３，４，５は、本実施形態ではいずれも円柱状とされているが、これに限らず、角柱状、多角柱状等、任意の形状とすることが可能である。連結部６についても同様であり、ここでは一次コイル用脚部２や全ての二次コイル用脚部３，４，５を内包する大きさを有する矩形板状とされているが、一次コイル用脚部２と各二次コイル用脚部３，４，５とを繋ぐ磁路が形成されれば任意の形状とすることができる。例えば、図２に示すように、連結部６の不要部分を削除し、磁路部分のみから構成される略々Ｙ字形状とすることも可能である。
【００２１】
前記フェライトコア１においては、図３に示すように、一次コイル用脚部２の周囲に一次コイル７を巻回し、各二次コイル用脚部３，４，５にそれぞれ二次コイル８，９，１０を巻回するとともに、図４に示すように、第２のフェライトコアである板コア１１を一次コイル用脚部２や二次コイル用脚部３，４，５の先端面と接して突き合わせることにより、インバータトランス２０が構成される。
【００２２】
このインバータトランス２０では、一次コイル用脚部２と二次コイル用脚部３、及び一次コイル７と二次コイル８によって第１のトランスが構成され、二次コイル８から所定の電圧に変換された出力が取り出される。同様に、一次コイル用脚部２と二次コイル用脚部４、及び一次コイル７と二次コイル９によって第２のトランスが構成され、一次コイル用脚部２と二次コイル用脚部５、及び一次コイル７と二次コイル１０によって第３のトランスが構成される。すなわち、このインバータトランス２０は、１入力３出力のインバータトランスとして機能する。
【００２３】
前記構成のインバータトランス２０では、一次コイル７の巻数と二次コイル８，９，１０の巻数の比率は、必要な電圧に応じて適宜設定される。一方、各二次コイル８，９，１０の巻数は、各二次コイル８，９，１０からの取り出し出力一定とする場合、同じ巻数とする。
【００２４】
ここで、各二次コイル８，９，１０から一定の出力を得るためには、二次コイル用脚部３，４，５の一次コイル用脚部２からの距離が重要であり、各二次コイル用脚部３，４，５は、前記一次コイル用脚部２に対してそれぞれ磁気抵抗が略等しくなる位置に形成されている必要がある。そのためには、本実施形態のフェライトコア１の場合、各二次コイル用脚部３，４，５と前記一次コイル用脚部２の間の距離を等しく設計することが好ましい。
【００２５】
図１に示すように、各二次コイル用脚部３，４，５と前記一次コイル用脚部２の間の距離をそれぞれＬ1，Ｌ2，Ｌ3とする。各二次コイル用脚部３，４，５と前記一次コイル用脚部２の間の磁気抵抗を考えた場合、これらの間の磁路は連結板６により構成されるが、各二次コイル用脚部３，４，５と前記一次コイル用脚部２の間において連結板６は十分な断面積を有するので、ここでは磁路の断面積Ａは一定と仮定することができる。
【００２６】
磁路を構成する連結板６の透磁率をμとすると、二次コイル用脚部３と一次コイル用脚部２の間の磁気抵抗Ｒ1は、Ｒ1＝Ｌ1／μＡと表すことができる。同様に、二次コイル用脚部４と一次コイル用脚部２の間の磁気抵抗Ｒ2は、Ｒ2＝Ｌ2／μＡと表すことができ、二次コイル用脚部５と一次コイル用脚部２の間の磁気抵抗Ｒ3は、Ｒ3＝Ｌ3／μＡと表すことができる。前記の通り、磁路の断面積Ａは一定であり、同一の連結板６によって磁路が構成されているので、透磁率μも一定である。各二次コイル用脚部３，４，５と前記一次コイル用脚部２の間の磁気抵抗を一定、すなわちＲ1＝Ｒ2＝Ｒ3とするためには、Ｌ1＝Ｌ2＝Ｌ3とすればよいことになる。
【００２７】
以上により、１入力３出力で、各二次コイル８，９，１０から同等の出力を取り出すことが可能なインバータトランスが構築されるが、同様の考えから、１入力３出力以上、例えば１入力４出力のインバータトランス等も簡単に構築することができる。
【００２８】
図５は、１入力４出力のインバータトランスの一例を示すものである。本例では、中央の一次コイル用脚部３１の周りに、すなわち方形状の連結板３２の４隅に、それぞれ二次コイル用脚部３３〜３６を配置し、一次コイル用脚部３１に一次コイル３７を、二次コイル用脚部３３〜３６にそれぞれ二次コイル３８〜４１を巻回している。また、一次コイル用脚部３１と各二次コイル用脚部３３〜３６の間の距離は等しい。これにより、１入力４出力のインバータトランスが構成され、各二次コイル３８〜４１から取り出される出力はほぼ一定である。
【００２９】
本発明のインバータトランスでは、前記の通り、１入力３出力、１入力４出力等、１入力多出力のインバータトランスとすることができ、部品点数の削減や部品コストの削減に繋がる。また、特に、インバータトランスの設置面積を考えたときに、１つの一次コイル用脚部に対して３つ以上の二次コイル用脚部を設けることが格段に有効であり、以下、このことについて説明する。
【００３０】
図６は、１入力２出力とする場合の図面であり、（ａ）は一次コイルと二次コイルが一対一で対応するインバータトランス５１を２個設置した場合、（ｂ）は１つの一次コイル用脚部６１に対して２つの二次コイル用脚部６２，６３を設けた場合を示す。図６（ａ）において、各インバータトランス５１は、１つの一次コイル用脚部５２と１つの二次コイル用脚部５３とから構成されており、これに対応して一次コイル５４と二次コイル５５も１つずつ設けられている。図６（ｂ）においては、一次コイル用脚部６１に一次コイル６４が巻回されるとともに、各二次コイル用脚部６２，６３にそれぞれ二次コイル６５，６６が巻回されている。
【００３１】
ここで、各トランス間の干渉等を考慮して、一次コイルと二次コイルの間隔、及び二次コイル同士の間隔が一定になるように配置すると想定すると、図６（ａ）の各インバータトランス５１における一次コイル用脚部５２と二次コイル用脚部５３の間隔ａ1と、図６（ｂ）のインバータートランスにおける一次コイル用脚部６１と二次コイル用脚部６２，６３の間隔ａ2は、ほぼ等しくする必要がある。また、図６（ａ）の隣接するインバータトランス５１における二次コイル用脚部５３間の間隔ｂ1と、図６（ｂ）のインバータートランスにおける二次コイル用脚部６２，６３間の間隔ｂ2も、やはり等しくする必要がある。
【００３２】
図６（ａ）において、２つのインバータトランスの設置面積はａ1×ｂ1で表すことができ、一方、図６（ｂ）において、インバータトランスの設置面積はａ2×ｂ2で表すことができる。前述の通り、ａ1＝ａ2、ｂ1＝ｂ2であるので、ａ1×ｂ1＝ａ2×ｂ2となり、これらの設置面積はほとんど変わらないことになる。
【００３３】
次に、１入力３出力とする場合を考える。図７は、１入力３出力とする場合の図面であり、（ａ）は一次コイルと二次コイルが一対一で対応するインバータトランス５１を３個設置した場合、（ｂ）は１つの一次コイル用脚部７１に対して３つの二次コイル用脚部７２，７３，７４を設けた場合を示す。図７（ｂ）においては、一次コイル用脚部７１に一次コイル７５が巻回されるとともに、各二次コイル用脚部７２，７３，７４にそれぞれ二次コイル７６，７７，７８が巻回されている。
【００３４】
図７（ａ）において、３つのインバータトランスの設置面積はａ3×ｂ3で表すことができるが、３つのインバータトランスを並べているので、その配列方向における寸法ｂ3は大きなものとなり、設置面積も大きなものとなる。一方、図７（ｂ）において、１入力３出力のインバータトランスの設置面積はａ4×ｂ4で表すことができる。このとき、特に二次コイル用脚部７２，７３，７４の配列方向における寸法ｂ4が前記寸法ｂ3に比べて大幅に削減されることから、設置面積は図７（ａ）の場合に比べて大幅に削減される。なお、１入力４出力とする場合にも、この図７（ｂ）に示す１入力３出力の場合とほぼ同じ設置面積とすることができ、さらに面積削減効果が顕著になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用したフェライトコアの一例を示すものであり、（ａ）は１入力３出力に対応したフェライトコアの平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】１入力３出力に対応したフェライトコアの他の例を示す平面図である。
【図３】図１に示すフェライトコアへの一次コイル及び二次コイルの巻回状態を示す平面図である。
【図４】図１に示すフェライトコアを用いて構成されるインバータトランスの一例を示す側面図である。
【図５】１入力４出力に対応したフェライトコアへの一次コイル及び二次コイルの巻回状態を示す平面図である。
【図６】（ａ）は一次コイルと二次コイルが一対一で対応するインバータトランスを２個設置した場合の平面図、（ｂ）は１つの一次コイル用脚部に対して２つの二次コイル用脚部を設けた場合の平面図である。
【図７】（ａ）は一次コイルと二次コイルが一対一で対応するインバータトランスを３個設置した場合の平面図、（ｂ）は１つの一次コイル用脚部に対して３つの二次コイル用脚部を設けた場合の平面図である。
【図８】従来のＵ字形のフェライトコアを用いたトランスの一例を示す側面図である。
【図９】従来のＥ字形のフェライトコアを用いたトランスの一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  フェライトコア、２，３１，５２，６１，７１  一次コイル用脚部、３，４，５，３３，３４，３５，３６，５３，６２，６３，７２，７３，７４  二次コイル用脚部、６  連結板、７，３７，５４，６４，７５  一次コイル、８，９，１０，３８，３９，４０，４１，５５，６５，６６，７６，７７，７８  二次コイル、１１  板コア、２０，５１  インバータトランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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