(57)【要約】      （修正有）【課題】トランスの小型化を図ると共に、製造の際の作業性を改善し、一次巻線と二次巻線との結合性を密にした高圧トランスを提供する。【解決手段】ボビン１の巻芯部３に一次巻線８と二次巻線６とを巻回し、ボビン１の中空孔12に磁性体からなるコアを挿入してなる高圧トランスであって、ボビン１は、巻芯部３の両端に複数の端子５を備える端子部2a,2bを有するとともに、巻芯部内に一次巻線８を形成する薄板状の導体を一体成形して、一次巻線８を含む巻芯部３の外周に二次巻線６を形成した。【選択図】図２
2006147688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンの巻芯部に一次巻線と二次巻線とを巻回し、前記ボビンの中空孔に磁性体からなるコアを挿入してなる高圧トランスであって、
前記ボビンは、前記巻芯部の両端に複数の端子を備える端子部を有するとともに、前記巻芯部内に一次巻線を形成する薄板状の導体を一体成形してなり、前記一次巻線を含む前記巻芯部の外周に二次巻線を形成したことを特徴とする高圧トランス。
【請求項２】
前記一次巻線が、前記二次巻線の低電圧側の内周に同心状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧トランス。
【請求項３】
前記二次巻線が複数のセクションに分割されてなり、前記一次巻線が配設されたセクションにおけるセクション間の幅は、前記一次巻線が配設されていないセクション間の幅に比して幅広にて形成され、かつ前記一次巻線が配設されたセクションにおける巻芯部の径は、前記一次巻線が配設されていないセクションにおける巻芯部の径に比して大径に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧トランス。
【請求項４】
前記一次巻線が１ターンまたは２ターンからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高圧トランス。
【請求項５】
前記端子部の底面に、プリント基板上への位置決め用のボスが設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高圧トランス。
【請求項６】
前記二次巻線の高電圧側は、斜向重ね巻きされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧トランス、特に液晶表示装置等の、高電圧を必要とする放電管点灯用の高圧トランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置のバックライト装置、ファクシミリ、複写機等の光源として冷陰極ランプやメタルハライドランプ等の放電灯が用いられている。これらのランプを点灯させるためには高電圧が必要で、冷陰極ランプを点灯させる場合には、高圧トランスを用いて発振回路の出力を数ｋＶに昇圧してランプを点灯させる。このような高圧トランスは、例えば、特許文献１に示すように、フランジによって巻芯部分が軸方向に同軸で直列に複数のセクションに分割されたボビンの中空孔にフェライトからなるコアを挿入し、線状の導電部材を用いて一次巻線及び二次巻線をそれぞれ巻回している。
【０００３】
上記巻線のコイルに流れる電流が大電流容量を必要とする場合には、線径の太い導電部材が使われる。一次巻線に大電流容量を流す必要がある場合、一次巻線に線径の太い導電部材を使用することになるが、一次巻線のコイル径が大きくなってしまい、トランスが大型化してしまうという問題がある。
【０００４】
このため、特許文献２に示すように、薄板導体を用いて一次巻線を構成し、大電流容量を流すことができるとともに、トランスを小型化できる放電ランプ点灯用高圧トランスが提案されている。
【０００５】
この特許文献２に記載の高圧トランスの分解斜視図を図１０に示す。図１０において、高圧トランスは、例えば、Ｕ型コア１００と棒状コア1００ａとを組み合わせて閉磁路にし、一次巻線１０１,１０１ａを薄板状の導体でＵ字状に形成する。そして、一次巻線１０１をボビン１０３のフランジ１０４に形成した挿入孔１０５ａ、１０５ｂに挿入し、かつ一次巻線１０１ａをボビンのフランジ１０４ａに形成した挿入孔１０５ｃ、１０５dに挿入する。また、二次巻線１０２、１０２aの各々を単層整列巻きにして二段に重ねて、二次巻線の電気容量を大きなものにし、かつ隣り合う線間の絶縁性を向上させるとともに線間での電位差を小さくして隣接する線間の電位差に起因する短絡を減少させている。また、磁気回路を閉磁路としたことにより高圧トランスの小型化を達成している。
【特許文献１】特開平  ８−１５３６３４号公報
【特許文献１】特開平１０−２４１９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２の高圧トランスでは、一次巻線に大電流容量を流すことができるが、軸方向に一次巻線と二次巻線が並んで配設された構造であるため、一次巻線と二次巻線との結合が悪く、一次巻線と二次巻線の結合を高くする、いわゆる、密結合のトランスを作製する場合には、トランスとしての性能が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
また、薄板状の一次巻線をフランジに形成した挿入孔に挿入後、絶縁を確保するために厚い樹脂で被覆する必要があり、製造の際の作業性が良くないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みて、トランスの形状の小型化を図ると共に、製造の際の作業性を改善し、一次巻線と二次巻線との結合性を密にした高圧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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、ボビンの巻芯部に一次巻線と二次巻線とを巻回し、前記ボビンの中空孔に磁性体からなるコアを挿入してなる高圧トランスであって、前記ボビンは、前記巻芯部の両端に複数の端子を備える端子部を有するとともに、前記巻芯部内に一次巻線を形成する薄板状の導体を一体成形してなり、前記一次巻線を含む前記巻芯部の外周に二次巻線を形成したことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の好ましい実施形態によれば、一次巻線が、二次巻線の低電圧側の内周に同心状に配設されている。また、二次巻線が複数のセクションに分割されてなり、一次巻線が配設されたセクションにおけるセクション間の幅は、前記一次巻線が配設されていないセクション間の幅に比して幅広にて形成され、かつ前記一次巻線が配設されたセクションにおける巻芯部の径は、前記一次巻線が配設されていないセクションにおける巻芯部の径に比して大径に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の他の構成によれば、一次巻線が１ターンまたは２ターンからなる。また、端子部の底面に、プリント基板上への位置決め用のボスが設けられていることを特徴としている。
また、他の実施形態によれば、高電圧側の二次巻線を斜向重ね巻きにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高圧トランスは、一次巻線が薄板上の導体からなり、インサートモールドによる一体成形によって一次巻線がボビンの巻芯部内に埋め込まれた構造であることから、一次巻線をボビンに巻回する作業をなくして、寸法精度の維持と生産性を向上させることができる。
【００１３】
また、二次巻線の巻回部分の外径を従来の高圧トランスと同程度に維持して、巻芯部内に一次巻線を埋め込むことにより、小型かつ結合性を高めた高圧トランスを構成できる。
【００１４】
さらに、一次巻線が二次巻線の低電圧部と同心で内側に配設することにより、一次巻線と二次巻線の電圧の差が小さくなり、トランスの信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の高圧トランスを図面に基づいて説明する。
図１〜図４に本発明に係る高圧トランスを示す。図１は、本発明に係る高圧トランスの平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３はボビンの斜視図であり、図４は、コアをボビンに組み合わせる前の状態を示す高圧トランスの底面図である。
【００１６】
図１及び図２において、ボビン１は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂で形成されるもので、巻芯部３内に一次巻線８がインサート成形されており、巻芯部３の外周部を複数のセクションａ〜ｈに分けて、そこに二次巻線６を巻回した構成となっている。
【００１７】
このボビン１の両端に設けられた端子部２ａ、２ｂには、それぞれ端子５ａ〜５ｋが備えられ、端子部２ａ、２ｂの間は、巻芯部３が連結されて一体構造となっている。
【００１８】
巻芯部３は、図２に示すように、巻芯部内に２個の薄板状の導体８ａ、８ｂがインサート成形により埋設されている。この薄板状の導体８ａ、８ｂは、一次巻線８を構成するもので、１ターンまたは２ターンからなっている。一次巻線８は、この図の左側、即ち、二次巻線６の低電圧側に配置されている。
【００１９】
また、巻芯部３には、複数のセクションａ〜ｈを形成するためにフランジ４ａ〜４ｇが設けられており、図１、図２の例では、ａセクション〜ｈセクションの８セクションに分割されている。ｂセクション及びｃセクションの２セクションにおけるセクションの幅は等しく、かつｄセクション〜ｈセクションにおけるセクション幅よりも大きく形成され、ｄセクション〜ｈセクションの５セクションにおけるセクションの幅はそれぞれ等しく形成されている。
【００２０】
また、ａセクション〜ｃセクションの３セクションにおける巻芯部の外径は、ｄセクション〜ｈセクションの５セクションにおける巻芯部３ｂの外径よりも大きく形成され、二次巻線の低電圧側のセクションに対して高電圧側のセクションの溝深さが浅くなっている。
二次巻線６ａ〜６ｇは、ｂセクション〜ｈセクションの７セクションにそれぞれ巻回され、各セクションにおける電圧がほぼ等しくなるようにされている。
【００２１】
図示の例では、端子５ａ、５ｂ、５ｆ、５ｇは一次巻線用の端子であって、端子５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｋは二次巻線用の端子であり、端子５ｃは、ＧＮＤ用端子となっている。
【００２２】
本実施形態では、ａセクションには巻線が巻回されていないが、このａセクションには、例えば、帰還コイルなどの三次巻線を巻回してもよい。ａセクションに三次巻線を巻回した場合には、三次巻線は端子５ｄ、５ｅへ引出す構造となっている。
【００２３】
上記のように、一次巻線８ａ、８ｂが巻芯部３にインサート成形されたボビン１は、図３に示す外形状を有しており、中央に貫通孔１２を有し、両端部に形成される端子部２ａ、２ｂの一方側を一段高くした面１３を有して、コア１１の挿入を容易にしている。
【００２４】
また、ボビン１は、ボビン外径寸法に合わせて７つのフランジが設けられ、これらのフランジは、上面または下面にぞれぞれ1つのスリット溝７が形成され、二次巻線の分割巻きを可能にしている。
【００２５】
このボビン１は、巻芯部３の複数のセクションに対応して二次巻線６ａ〜６ｇが巻回された後、図４に示すようにコア１１の中央脚部１１ａが巻芯部３の貫通孔１２に挿入されるように、コア１１とボビン１が組み立てられる。
【００２６】
コア１１は、フェライトからなり、この実施形態では、Ｅ型コア１１の中央脚部１１ａがボビン１の貫通孔１２に挿入されるが、コア形状はＥ型コアに限定されるものではなく、例えば、ＥＩコア、Ｕ型コア等でも勿論良い。
【００２７】
例えば、図８に示すように、２つのＵ字状コアが、１つまたは２つのボビンの両端側から挿入され、両コアの端部同士を接触させ、接着剤を介して互いに連結することにより、コア１１がボビン１に取り付けられる。
【００２８】
そして、ボビン１は、コア１１が組み合わされた状態で、バックライトインバータ回路等のプリント基板(図示略)に組み付けられて固定され、この回路基板にボビン１の端子がはんだ付けされる。
【００２９】
なお、ボビン１をプリント基板に取り付け固定するために、図４に示すように、端子部の底面にボス９が形成されており、このボス９は、プリント基板(図示略)に設けた孔に挿入することによってボビン１をプリント基板上の正しい位置に容易に取り付けることができる。また、１０ａ〜１０ｅは、巻線のリード線を引き出すための溝である。
【００３０】
図２のように巻芯部３の中に埋設される一次巻線８は、導電性の薄板にて形成されるが、本発明の好ましい実施形態では、図５に示すように、８ａと８ｂからなる２ターンコイルを形成している。
【００３１】
図５において、本発明に使用される薄板状の導体からなる一次巻線８が示されている。この一次巻線８は、多段順送りプレスにより、打ち抜き工程と折曲げ工程とを順次行い、リードフレーム１５に沿う各フレーム毎に、２つのコ字状に立設した一次巻線８ａ、８ｂ、横方向に伸びるリード線１６、両縁に形成されるリードフレーム１５に連結された端子部分５ａ〜５ｈが形成される。
【００３２】
これらの一次巻線８ａ、８ｂは、コイル部と端子５ｂ、５ｆおよび５ａ、５ｇがそれぞれ連結されて形成されている。そして、２つのＵ字状またはコ字状の薄板にて形成された一次巻線８ａ、８ｂが巻芯部３にインサート成形されている。一次巻線８を１ターンコイルとして使用する場合は、巻線８ａ、８ｂのいずれかのコイルを使用すればよく、２ターンコイルとして使用する場合は、例えば、プリント基板(図示略)に形成した配線パターン上に端子５ｂと端子５ｇを接続して、巻線８ａと巻線８ｂが直列になるように構成すればよい。
【００３３】
本発明では、図示するように、２つのコイル８a、８ｂを一次巻線として用いており、１ターンのみのコイルとする場合は、２つのコイルを並列接続する。また２ターンのコイルとする場合は、２つのコイルを直列接続することにより、１ターンまたは２ターンのいずれの場合も共通したボビンを用いることができる。
【００３４】
本発明では、一次巻線８は、リードフレーム１５によって金型に位置決めされてインサート成形される。図６ａの平面図から明らかなように、リードフレーム１５に連結されたままのボビン１が成形される。そして、端子部分５ａ〜５ｈとリードフレーム１５との連結部分を切断して、一次巻線８ａ、８ｂがインサート成形されたボビン１が作り出される。
【００３５】
このように、ボビン１にインサート成形される一次巻線８は、リードフレーム１５上に形成され、図６ａのＡ−Ａ線から見た図６ｂの断面図で明らかなように、高さ位置を合わせて、左右の幅寸法を変えた２つのコ字形状となっている。それぞれの一次巻線８ａ、８ｂは、その両端部から外側に折り曲げられたＬ字状のリード線１６が伸びている。また、一次巻線８の一端側から延びたリード線１６に続く一次巻線用の２つの端子５ｆ、５ｇと他の端子５ａ〜５ｅが、一次巻線、ＧＮＤ端子及び三次巻線用の端子を形成する。一方、ボビン１の他端側の端子部２ｂには、４つの二次巻線用の端子５ｈ、５ｉ、５ｊ、５ｋが形成される。
【００３６】
ここでは、一次巻線、リード線、および端子を一体にプレス成形した形で説明したが、ボビンに薄板状の導体がインサート成形される形式であれば、導体の形状は、コ字状、Ｕ字状、四角形等いずれの形状であってもよい。また、単に、一次巻線の端子がボビンの側面から張り出す形であってもよく、端子部側の端子部分と、一次巻線とが切り離された形も可能である。一例として、図７において、一次巻線の断面形状を示す。
【００３７】
さらに、本発明の好ましい実施形態では、図９ａに示すように、二次巻線を複数のセクションに分けて巻回するために、ボビンの巻芯部の外周に複数のフランジを形成しているが、これらのフランジをなくしたボビンを用いることも可能であり、この場合、図９ｂに示すように、二次巻線の高電圧側において、耐圧を維持するために、巻線を斜向重ね巻きにし、往路と複路の巻き方向を逆にして順次巻回する方式で二次巻線を巻回することもできる。これにより、ボビン本体のより多くの多数個取り成形を可能にし、かつ二次巻線の巻回工程のコストを低下させることができる。
【００３８】
また、本発明において、一次巻線８がインサートされた部分の低電圧側のセクション外径が、高電圧側のセクション外径よりも大きいことから、巻芯部３の外周部における二次巻線６のセクション幅は、高電圧側のセクション幅に対して広くしている。これは、高圧トランスの結合度をより高めるとともに、低電圧側と高電圧側において、二次巻線６の高さを全体として同一にし、低電圧側の外形状がいたずらに太くならないようにしている。つまり、高電圧側の二次巻線は、巻線の半径方向の幅を厚くし、一方、低電圧側の二次巻線は、巻線の半径方向の幅を薄くして、二次巻線の高さを全体として同一にし、各セクションにおける電圧が等しくなるように構成されている。
【００３９】
以上のように、本発明の高圧トランスは、一次巻線８が薄板上の導体からなり、インサートモールドによる一体成形によって一次巻線がボビンの巻芯部３内に埋め込まれた構造であることから、一次巻線８を巻回する作業工程をなくして、作業効率を高めてボビンの生産性を向上させることができる。
【００４０】
また、ボビンの巻芯部に巻回される二次巻線は、低電圧側と高電圧側の巻線の高さをほぼ同一にして、巻芯部内に一次巻線を形成するので、小型でかつ結合性を高めた高圧トランスを作ることができる。
【００４１】
さらに、一次巻線８の位置決めが金型精度により決定されるため、ボビン内の一次巻線８の位置精度の維持が図られるとともに、設計上におけるトランスの入力電圧に基づいて、一次巻線８の配置を自由に変更でき、さらに、トランスの結合係数を高くするように配置することも可能である。
【００４２】
また、従来からボビン１に複数の端子５がインサート成形されているが、このインサート成形時に一次巻線８も一緒にインサート成形されるので、作業サイクル時間を過渡に長くする必要がない。
【００４３】
また、一次巻線８を二次巻線６の低電圧部６ａ、６ｂと同心で内側に配設することにより、一次巻線８と二次巻線６の電圧の差が小さくなり、高電圧側である二次巻線の隣接する線間の電位差に起因する短絡、放電によるボビンの破損等を減少させて、トランスの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る高圧トランスの二次巻線を巻回した状態を示すボビン形状を示す平面図である。
【図２】図１の巻芯部の断面構造を示す断面図である。
【図３】本発明に係るボビンの形状を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るボビンとコアとの組合わせを示し、かつボビン底面側から見た構成図である。
【図５】本発明に用いる一次巻線の形状を示す斜視図である。
【図６】図６ａは、本発明のボビンと一次巻線が一体成形された状態を示す概略構成図であり、図６ｂは、Ａ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図７】本発明に係る他の一次巻線の形状を示す断面図である。
【図８】図８ａは、１つのボビンにコアを連結したものを示し、図８ｂは、２つのボビンにコアを連結したものを示す概略図である。
【図９】図９ａは、ボビンの巻芯部の断面構造を示し、図９ｂは、他の実施形態による巻芯部の断面構造を示す各断面図である。
【図１０】従来の高圧トランスの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ボビン
２ａ、２ｂ  端子部
３  巻芯部
４ａ〜４ｇ  フランジ
５ａ〜５ｈ  端子
７  スリット溝
６  二次巻線
８  二次巻線
９  ボス
１１  コア
１２  貫通孔
１５  リードフレーム
１６  リード線
【図１】
2006147688.tif 000003
【図２】
2006147688.tif 000004
【図３】
2006147688.tif 000005
【図４】
2006147688.tif 000006
【図５】
2006147688.tif 000007
【図６】
2006147688.tif 000008
【図７】
2006147688.tif 000009
【図８】
2006147688.tif 000010
【図９】
2006147688.tif 000011
【図１０】
2006147688.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図５において、本発明に使用される薄板状の導体からなる一次巻線８が示されている。この一次巻線８は、多段順送りプレスにより、打ち抜き工程と折曲げ工程とを順次行い、リードフレーム１５に沿う各フレーム毎に、２つのコ字状に立設した一次巻線８ａ、８ｂ、横方向に伸びるリード線１６、両縁に形成されるリードフレーム１５に連結された端子部分５ａ〜５ｋが形成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明では、一次巻線８は、リードフレーム１５によって金型に位置決めされてインサート成形される。図６ａの平面図から明らかなように、リードフレーム１５に連結されたままのボビン１が成形される。そして、端子部分５ａ〜５ｋとリードフレーム１５との連結部分を切断して、一次巻線８ａ、８ｂがインサート成形されたボビン１が作り出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
１  ボビン
２ａ、２ｂ  端子部
３  巻芯部
４ａ〜４ｇ  フランジ
５ａ〜５ｋ  端子
７  スリット溝
６  二次巻線
８  一次巻線
９  ボス
１１  コア
１２  貫通孔
１５  リードフレーム
１６  リード線
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006147688.tif 000013
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2006147688.tif 000014