(57)【要約】【課題】  高圧トランスの薄型化を図る。【解決手段】  １次コイルボビン１の巻溝２に１次コイル３を巻回し、複数の鍔６により巻溝７を形成した２次コイルボビン５の前記巻溝７に２次コイル８を巻回して、前記１次コイルボビン１と２次コイルボビン５を嵌合することにより前記１次コイル３と２次コイル８を同心円状に配置し、これらコイル３，８の中心部にコア１２の一部を挿通してコア１２による閉磁路を形成した高圧トランスにおいて、前記鍔６の平面部に多数の突状部２１を形成したことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍔により巻溝を形成したコイルボビンの前記巻溝にコイルを巻回し、そのコイルの中心部にコアの一部を挿通してコアによる閉磁路を形成した高圧トランスにおいて、前記鍔の平面部に多数の突状部を形成したことを特徴とする高圧トランス。
【請求項２】
１次コイルボビンの巻溝に１次コイルを巻回し、複数の鍔により巻溝を形成した２次コイルボビンの前記巻溝に２次コイルを巻回して、前記１次コイルボビンと２次コイルボビンを嵌合することにより前記１次コイルと２次コイルを同心円状に配置し、これらコイルの中心部にコアの一部を挿通してコアによる閉磁路を形成した高圧トランスにおいて、前記鍔の平面部に多数の突状部を形成したことを特徴とする高圧トランス。
【請求項３】
請求項１または２記載の高圧トランスにおいて、前記多数の突状部が互いに連結していることを特徴とする高圧トランス。
【請求項４】
請求項３記載の高圧トランスにおいて、前記多数の突状部が互いに連結して格子状に形成されていることを特徴とする高圧トランス。
【請求項５】
請求項２記載の高圧トランスにおいて、少なくとも前記コイルの中心部を含むコイルボビンの部分がケースに収納されて、ケースと前記コイルボビンの隙間に樹脂が充填され封止層が形成され、前記封止層の一部が前記多数の突状部と係合していることを特徴とする高圧トランス。
【請求項６】
複数の鍔により形成した複数の巻溝にそれぞれコイルを巻回し、そのコイルの中心部にコアの一部を挿通してコアによる閉磁路を形成した高圧トランスの製造方法において、前記コイルを巻回しない一方の巻溝内に補強部材を着脱可能に挿入して、その隣の巻溝内にコイルを巻回することを特徴とする高圧トランスの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の高圧トランスの製造方法において、前記補強部材の厚さが前記巻溝の幅とほぼ等しく、その補強部材を巻溝に挿入した際に補強部材の少なくとも一部が前記鍔より外側に突出していることを特徴とする高圧トランスの製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の高圧トランスの製造方法において、前記鍔の平面部に多数の突状部が形成されていることを特徴とする高圧トランスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，レーザービームプリンタ，マイナスイオン発生装置，ＤＣ−ＤＣコンバータ等の各種高圧電源回路に使用される出力電圧ＤＣ＋ないし−１０ｋＶ以下の高圧トランスおよびその製造方法に係り、特に高圧トランスの小型化，薄型化の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機，レーザービームプリンタ，マイナスイオン発生装置付き空気清浄機等は、多機能で小型化の特長を出すために、装置内部における高圧電源回路の搭載空間の小型化の要求が高い。
【０００３】
これに対応すべく、高圧トランスの基板搭載面積の小型化を図り、高圧電源回路基板の小型化を図ってきた。しかし、近年さらに高圧電源回路の搭載性の自由度を高めるために、高圧電源回路部の基板面積は小型のまま、高さ方向を低くする（薄型化）する要求が高まってきた。この要求に対応するためには、高圧トランス自体の高さを低くして、高圧電源回路部の薄型化を図る必要がある。
【０００４】
従来例に係る高圧トランスの断面図を図１５に示す。  
図中１は合成樹脂で成形された１次コイルボビンであり、胴部に１次コイル巻溝２を有し、その巻溝２内に１次コイル３が巻回される。４は１次コイルボビン１に植設された基板接続端子で、１次コイル３の始端と終端がそれぞれ接続されている。
【０００５】
５は合成樹脂で成形されて複数の鍔６を有する２次コイルボビンで、複数の鍔６により複数の巻溝７ａ，７ｂが形成され、各巻溝７ａ，７ｂに２次コイル８ａ，８ｂがそれぞれ巻回される。
【０００６】
２次コイル８ａの始端は高圧トランスのグランド端子１０に、２次コイル８ａの終端と２次コイル８ｂの始端の間には高圧整流ダイオード９ａが接続され、２次コイル８ｂの終端には高圧整流ダイオード９ｂが接続され、その高圧整流ダイオード９ｂの反対極は高圧出力端子１１へ接続されている。従って直列で２層に分割されて２次コイル8を構成し、１次コイル３の中心軸と２次コイル８の中心軸が同心円になるように各々配置されている。
【０００７】
これらコイル部は高圧トランスの外装ケース１４内に収納され、その内部空間に絶縁性樹脂が充填されて封止層１５が形成されている。コイルボビンの中心部には一対のコ字形コア１２，１２の内脚磁心１３ａ，１３ｂが各々挿入され、互いのコア１２，１２の内脚どうし並びに外脚どうしを接合して閉磁路が形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高圧トランスの更なる小型化、薄型化を図るためには、ボビン形状の小型化と磁気回路の容積の低減化が必要である。しかし従来のボビン構造で単に鍔の厚さを薄くすると、鍔の強度不足により鍔が欠けたり、あるいは電線巻回時に鍔が変形し、そのために巻線分布の偏りなどを生じる。
【０００９】
また巻溝による分割スリット数を減らして小型化、薄型化を図ると、２次コイルの分布容量が増加して、トランス動作時に最適な同調が得られなくなり、良好な出力電圧特性が出ない。さらには２次コイルの総巻数が物理的に減少するため、２次コイル１巻当たりに印加される電圧が高くなり、信頼性上の問題が生じる。
【００１０】
従って複数に分割して電圧を分担できるスリット構造の２次コイルボビンを有し、鍔の厚さを極限まで薄くして、なお且つ鍔の強度を確保することが要求される。
【００１１】
本発明はこのような背景に顧みてなされたものであり、その目的は、床面積が小さく、良好な出力電圧特性を確保しつつ、高さを低く（薄型化）できる高圧トランスならびにその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、複数の鍔により巻溝を形成したコイルボビンの前記巻溝にコイルを巻回し、そのコイルの中心部にコアの一部を挿通してコアによる閉磁路を形成した高圧トランスにおいて、前記鍔の平面部に多数の突状部を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
前記目的を達成するため本発明の第２の手段は、１次コイルボビンの巻溝に１次コイルを巻回し、複数の鍔により巻溝を形成した２次コイルボビンの前記巻溝に２次コイルを巻回して、前記１次コイルボビンと２次コイルボビンを嵌合することにより前記１次コイルと２次コイルを同心円状に配置し、これらコイルの中心部にコアの一部を挿通してコアによる閉磁路を形成した高圧トランスにおいて、前記鍔の平面部に多数の突状部を形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記多数の突状部が互いに連結していることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記多数の突状部が互いに連結して格子状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第５の手段は前記第２の手段において、少なくとも前記コイルの中心部を含むコイルボビンの部分がケースに収納されて、ケースと前記コイルボビンの隙間に樹脂が充填され封止層が形成され、前記封止層の一部が前記多数の突状部と係合していることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第６の手段は、複数の鍔により形成した複数の巻溝にそれぞれコイルを巻回し、そのコイルの中心部にコアの一部を挿通してコアによる閉磁路を形成した高圧トランスの製造方法において、前記コイルを巻回しない一方の巻溝内に補強部材を着脱可能に挿入して、その隣の巻溝内にコイルを巻回することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第７の手段は前記第６の手段において、前記補強部材の厚さが前記巻溝の幅とほぼ等しく、その補強部材を巻溝に挿入した際に補強部材の少なくとも一部が前記鍔より外側に突出していることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第８の手段は前記第６の手段において、前記鍔の平面部に多数の突状部が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、コイルボビンの鍔の厚さを薄くすることができ、なお且つ鍔の強度が確保でき、高圧トランス全体の薄型化が可能となり、高圧電源回路の薄型化が図れる。
【００２１】
また本発明では、鍔の変形を防止し巻線分布の偏りを抑制して、全てのコイル巻溝の適正な位置にコイルを巻回することができ、信頼性の高い高圧トランスが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１ないし図４は第１実施形態に係る高圧トランスを説明するための図で、図１はその高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図、図２は図１Ａ−Ａ線上の断面図、図３はその２次コイルボビンを用いた高圧トランスの断面図、図４はその高圧トランスの内部結線の一例を示す結線図である。
【００２３】
例えばポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）などの合成樹脂の成形体からなるコイルボビンは、図３に示すように１次コイル３を巻回する１次コイルボビン１と、２次コイル８ａ，８ｂを巻回する２次コイルボビン５とから構成されている。１次コイルボビン１は胴部に１次コイル巻溝２を有し、それに巻回された１次コイル３の始端と終端が１次コイルボビン１に植設された基板接続端子４，４にそれぞれ接続されている。
【００２４】
前記２次コイルボビン５は胴部に複数の鍔６によって仕切られた複数の２次コイル巻溝（分割スリット）７ａ，７ｂを有し、各々の２次コイル巻溝（分割スリット）７ａ，７ｂに２次コイル８ａ，８ｂを巻回している。
【００２５】
本実施形態では簡潔に２スリットで説明しているが、２次コイルボビン５の分割スリットの数や鍔６の数は、高圧トランス全体の高さ方向の制約が許せる範囲で増やしても構わない。
【００２６】
２次コイル８の分布容量を低減し、トランス動作時の同調を最適にして良好な出力電圧特性を得るため、さらには２次コイル８の総巻数を物理的に確保し、２次コイル８の１巻当たりに印加される電圧を低くして信頼性を向上させるため、前述の分割スリット構造の２次コイルボビン５が必要となる。
【００２７】
前記２次コイル８ａの始端は高圧トランスのグランド端子１０に、２次コイル８ａの終端と２次コイル８ｂの始端との間には高圧整流ダイオード９ａが接続され、２次コイル８ｂの終端には高圧整流ダイオード９ｂが接続され、その高圧整流ダイオード９ｂの反対極は高圧出力端子１１へ接続され、直列で２層に分割された２次コイル８を構成している。
【００２８】
図１ならびに図２に示すように、２次コイルボビン５の中央部には、１次コイルボビン１を挿入する貫通穴１６が形成され、図３に示すように前記貫通穴１６内に１次コイルボビン１を挿入することにより、１次コイル３と２次コイル８は中心軸が同心円となるように配置される。
【００２９】
これらを外装ケース１４内に収納し、その内部空間に絶縁性樹脂を充填して封止層１５を形成する。しかる後、１次コイルボビン1の中央穴に、一対のコ字形コア１２ａ，１２ｂの内脚磁心１３ａ，１３ｂを各々挿入し、その内脚磁心１３ａ，１３ｂどうしと外脚磁心どうしを付き合わせて閉磁路を形成して、高圧トランスを構成する。
【００３０】
この高圧トランスにおいて図４に示すように、１次コイル３と同様に１次コイル巻溝２に、例えば制御駆動用の低電圧を得るための３次コイル１７を巻回することもある。
【００３１】
前記コイルボビンを構成する合成樹脂の代表的な物性に曲げ強さや曲げ弾性率が挙げられる。これらの物性は使用する合成樹脂により大きく異なるが、小型、薄型化ボビン構造に最適であり成形性が良好で価格が安価な材料としては、前述のようなポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）などの合成樹脂に限定されてくる。しかしこの合成樹脂は、一般に曲げ剛性が高くないため、構造的に曲げ剛性を高くする必要がある。
【００３２】
そこで本発明では図１ならびに図２に示すように、２次コイルボビン５の最上部側鍔６の上面ならびに最下部側鍔６の下面に、斜めに延びた多数の突状部２１を有し、各突状部２１は互いに交叉するとともに外周の突状部２１とも連結して、全体的に斜めの略格子形をしている。この多数の一体に連続した突状部２１により、鍔６の曲げ剛性を向上させた。
【００３３】
同一材料（例えばポリフェニレンオキシド）で同一厚さの２種類の異なる構造物で、曲げ剛性を比較してみる。すなわち、試料Ｘは従来の均一な厚さの平板構造、試料Ｙは本実施形態のように格子形の凹凸構造で凸部（突状部２１）の厚さは試料Ｘと同一である。
【００３４】
この２種類の試料に同じ曲げモーメントを加えると、試料Ｘは均一な厚さの試料全体に曲げモーメントが連続的に伝動し、全体的に反り変位量が大きくなってしまう。これに対し試料Ｙは格子形の凹凸構造により、曲げモーメントの伝動方向が分散されるために、曲げ剛性が高くなり、そのために反り変位量は少なくなる。
【００３５】
このように略格子形の突状部２１を形成した鍔６を有する２次コイルボビン５は、均一な厚さの平板構造に比較して曲げ剛性が高くなるため、従来と同等の曲げ剛性であれば更なる薄型化が可能となり、結果として高圧トランスの薄型化が図れる。
【００３６】
図５は、本発明の第２実施形態に係る高圧トランスの断面図である。本実施形態において前記第１実施形態と相違する点は、一対のコ字形コア１２ａ，１２ｂをコイル部と共に外装ケース１４の内部に配置し、その内部空間に絶縁樹脂を充填して封止層１５を形成した点である。
【００３７】
図３（第１実施形態）ならびに図５（第２実施形態）に示すように、２次コイルボビン５と外装ケース１４との隙間に溶融状態の絶縁樹脂を注入・充填することにより、２次コイルボビン５の外表面に形成されていた突状部２１ならびに突状部２１と突状部２１の間に形成された凹部２２の表面に沿って良好に密着した状態で絶縁樹脂が冷却固化し、２次コイルボビン５の凹凸部（突状部２１、凹部２２）と封止層１５とが係合して緊密な接合が図れる。
【００３８】
図６ならびに図７は本発明の第３実施形態に係る高圧トランスを説明するための図で、図６は一方側の２次コイル巻溝にコイルを巻回する状態を示す断面図、図７はその際に用いる補強部材の平面図である。
【００３９】
本実施形態の場合は２次コイルボビン５に２つの２次コイル巻溝７ａ，７ｂが設けられており、一方の２次コイル巻溝７ａに２次コイル８ａを巻回するに先だって、２次コイル８ｂを巻回していない隣の２次コイル巻溝７ｂに補強部材２３を挿入する。
【００４０】
この補強部材２３は例えばポリプロピレンやポリアセタールなどの硬質合成樹脂板あるいは金属板などからなり、図７に示すように一方の外周部から中央部に向けて切り込まれた挿通部２４が設けられて、平面形状がほぼＣ字をしている。挿通部２４における半円の内径は、２次コイルボビン５の胴部の外径よりも若干径大になっている。挿通部２４と反対側の外周部には、取手部２５が一体に形成されている。
【００４１】
補強部材２３の板厚Ｔは２次コイル巻溝７の溝幅Ｌとほぼ等しく、補強部材２３の外径Ｒ１は鍔６の外径Ｒ２とほぼ同寸かそれよりも若干大きく設計されている。
【００４２】
前記取手２５の部分を機械的に把持して補強部材２３を図６に示すように、２次コイルボビン５の２次コイル巻溝７ｂに挿入してから、もう一方の２次コイル巻溝７ａに２次コイル８ａを巻回する。この補強部材２３の介挿により、コイルを巻回する時の応力による鍔６の変形が防止できる。２次コイル巻溝７ａへの巻回が終了すると、取手２５の部分を機械的に把持して補強部材２３を抜き取り、今度は２次コイル巻溝７ｂに２次コイル８ｂを巻回する。
【００４３】
本実施形態は簡潔に２スリットで示しているが、スリット総数が３スリット以上の場合は前述の手順を繰り返し補強部材２３を順に装着してコイルを巻回することにより、各鍔６の変形を防止し巻線分布の偏りを抑制して、全てのスリット（２次コイル巻溝７）の適正な位置にコイルを巻回することができる。
【００４４】
このように、２次コイルボビン５の薄型化を図ると同時にコイル製造時の巻線分布の偏りを抑えて、信頼性の高い高圧トランスを提供することができる。
【００４５】
本実施形態では補強部材２３に取手２５を設けたが、補強部材２３の外径Ｒ１を２次コイルボビン５の外径Ｒ２よりも十分に大きくして補強部材２３を機械的に把持できれば、取手２５を省略することができる。
【００４６】
図８は、本発明の第４実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に貫通穴１６を中心にして多数本の突状部２１を放射状の形成している。図示していないが、鍔６の外周部に前記放射状に延びた突状部２１と一体に連結する突状部２１を設けることにより、突状部２１の効果がさらに高まる。
【００４７】
図９は、本発明の第５実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に縦横縞状（格子状）の突状部２１を形成している。
【００４８】
図１０は、本発明の第６実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に斜め方向に延びた多数本の突状部２１を形成している。
【００４９】
図１１は、本発明の第７実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に貫通穴１６を中心にして多数本の突状部２１を同心円状に形成している。
【００５０】
図１２は、本発明の第８実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に貫通穴１６を中心にして多数本の突状部２１を同心円状に形成するとともに、貫通穴１６を中心にして複数本の突状部２１を放射状に形成して、同心円状の突状部２１と放射状の突状部２１とを一体に連結している。
【００５１】
図１３は、本発明の第９実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に個々に突出した多数個の中実状の突状部２１を形成し、各突状部２１は接点部において互いに連結されている。
【００５２】
図１４は、本発明の第１０実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビン５の平面図である。本実施形態では、鍔６の上下両表面に個々に突出した多数個の中空状の突状部２１を形成し、各突状部２１は接点部において互いに連結されている。
【００５３】
前記第９，第１０実施形態では外形が円形の突状部２１を示しているが、突状部２１の外形は例えば楕円、菱形或いは六角形などの多角形でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図２】図１Ａ−Ａ線上の断面図である。
【図３】その高圧トランスの断面図である。
【図４】その高圧トランスの内部結線の一例を示す結線図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る高圧トランスの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイル巻回時の断面図である。
【図７】その２次コイル巻回時に用いる補強部材の平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図１３】本発明の第９実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図１４】本発明の第１０実施形態に係る高圧トランスに用いる２次コイルボビンの平面図である。
【図１５】従来例に係る高圧トランスの断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：１次コイルボビン、２：１次コイル巻溝、３：１次コイル、４：基板接続端子、５：２次コイルボビン、６：鍔、７，７ａ，７ｂ：２次コイル巻溝、８，８ａ，８ｂ：２次コイル、９，９ａ，９ｂ：高圧整流ダイオード、１０：グランド端子、１１：高圧出力端子、１２ａ，１２ｂ：コ字形コア、１３ａ，１３ｂ：内脚磁心、１４：外装ケース、１５：封止層、１６：貫通穴、１７：３次コイル、２１：突状部、２２：凹部、２３：補強部材、２４：挿通部補、Ｔ：補強部材の板厚、Ｌ：２次コイル巻溝の溝幅、Ｒ１：補強部材の外径、Ｒ２：鍔の外径。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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