(57)【要約】【課題】  点灯回路基板上に搭載する部品点数を削減し、実装スペース及び製造コストを低減する。【解決手段】  １本の巻軸２２の両端と中間にブロックが設けられ、それら端部ブロック２４，２５と中間ブロック２６によって巻軸が２つの巻線部に区画されているボビン２０と、両巻線部に巻装される２種のコイルと、巻軸内に挿入される単一の棒状コア４０と、棒状コアと組み合わされる２個の四角枠状コア４２，４３を具備し、各四角枠状コアは、２種のコイルのそれぞれを取り囲むと共に棒状コアに対して相対向する２辺で接触又は近接し、且つ中間ブロックの位置で間隔をあけて配置され、２つの独立した閉磁路が形成される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の巻軸の両端と中間にブロックが設けられ、それら端部ブロックと中間ブロックによって前記巻軸が２つの巻線部に区画されているボビンと、両巻線部に巻装される２種のコイルと、前記巻軸内に挿入される単一の棒状コアと、該棒状コアと組み合わされる２個の四角枠状コアとを具備し、各四角枠状コアは、前記２種のコイルのそれぞれを取り囲むと共に前記棒状コアに対して相対向する２辺で接触又は近接し、且つ前記中間ブロックの位置で間隔をあけて配置され、それによって２つの独立した閉磁路が形成されるようにしたことを特徴とする複合トランス。
【請求項２】
棒状コア及び四角枠状コアの前記棒状コアに接触あるいは近接する部分の断面は矩形状をなし、中間ブロックには外方向の突出部が設けられ、該突出部によって２個の四角枠状コアの間隔が維持されている請求項１記載の複合トランス。
【請求項３】
端部ブロック及び中間ブロックには端子が装着され、巻線端末が接続されると共に該端子で基板に実装可能になっている請求項１又は２記載の複合トランス。
【請求項４】
２種のコイルの一方は、２巻線よりなり、その２巻線を囲み、棒状コアの上面と四角枠状コアの対向する２辺の底面が接触するように該四角枠状コアを配置することで閉磁路構造としたバランスコイル部を構成している請求項１乃至３のいずれかに記載の複合トランス。
【請求項５】
２種のコイルの他方は、一次側の低圧巻線と、２次側の複数に分割巻きした高圧巻線からなり、インバータトランス部を構成している請求項４記載の複合トランス。
【請求項６】
インバータトランス部における四角枠状コアと棒状コアの組み合わせは、バランスコイル部寄りの辺では互いに接触し、それと反対側の辺ではギャップシートが介在することによりギャップが設けられている片側ギャップ構造である請求項５記載の複合トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種のコイルを単一のボビンに巻装し、共通の棒状コアと２個の四角枠状コアの組み合わせにより、各々独立した機能を有する２つの閉磁路を形成した複合トランスに関するものである。このトランスは、例えば液晶ディスプレイ装置のバックライトに使用するバランスコイル一体型インバータトランスなどに有用である。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビや液晶ディスプレイ装置などのバックライトには、複数本の冷陰極管が用いられている。例えば、３２インチ型液晶テレビでは、１６本の冷陰極管が液晶パネルの背面に適度の間隔で配置されて画面全体の輝度を保っている。複数の冷陰極管を点灯させたときに、各冷陰極管の輝度ばらつきを抑え、むらのない照明を実現するためには、個々の冷陰極管の管電流を一定に保つ必要がある。そこで、冷陰極管の並列点灯方式においては、２本の冷陰極管をバランスコイルを介してインバータ回路に接続する構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
バランスコイルを組み込んだ冷陰極管点灯回路の基本構成を図６に示す。冷陰極管点灯回路は、インバータトランス１０とスイッチング駆動回路１２を備えたインバータ回路、及びバランスコイル１４、負荷となる２本の冷陰極管１６などから構成される。そして、液晶パネルの大きさ（言い換えれば冷陰極管の配列本数）に合わせて、前記冷陰極管点灯回路を繰り返し展開することで点灯装置全体を構成している。そこで、実際には、インバータトランス１０とスイッチング駆動回路１２及びバランスコイル１４などをユニット化し、複数のユニットを搭載した点灯回路基板を冷陰極管群の背面や側面に設置して各冷陰極管との必要な配線を行うことで液晶パネルを製造している。
【０００４】
しかし、液晶パネルの大型化に伴い、必要とする冷陰極管の本数が増加し、点灯回路基板上に搭載される部品点数も増加し、実装スペースが大きくなるのみならず、製造コストが増加するなどの問題が生じている。
【特許文献１】特開平１１−１６７９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、点灯回路基板上に搭載する部品点数を削減し、実装スペース及び製造コストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、１本の巻軸の両端と中間にブロックが設けられ、それら端部ブロックと中間ブロックによって前記巻軸が２つの巻線部に区画されているボビンと、両巻線部に巻装される２種のコイルと、前記巻軸内に挿入される単一の棒状コアと、該棒状コアと組み合わされる２個の四角枠状コアとを具備し、各四角枠状コアは、前記２種のコイルのそれぞれを取り囲むと共に前記棒状コアに対して相対向する２辺で接触又は近接し、且つ前記中間ブロックで間隔をあけて配置され、それによって２つの独立した閉磁路が形成されるようにしたことを特徴とする複合トランスである。
【０００７】
ここで、棒状コア及び四角枠状コアの前記棒状コアに接触あるいは近接する部分の断面は矩形状をなし、中間ブロックには外方向の突出部が設けられ、該突出部によって２個の四角枠状コアの間隔が一定以上に維持されている構造が好ましい。また、端部ブロック及び中間ブロックには端子を装着しておき、巻線端末が接続されると共に該端子で基板に実装可能とする。
【０００８】
本発明に係る複合トランスの典型的な例は、バランスコイル一体型インバータトランスである。２種のコイルの一方は、２巻線よりなり、その２巻線を囲み、棒状コアの上面と四角枠状コアの対向する２辺の底面が接触するように該四角枠状コアを配置することで閉磁路構造としたバランスコイル部を構成している。２種のコイルの他方は、一次側の低圧巻線と、２次側の複数に分割巻きした高圧巻線からなり、インバータトランス部を構成している。インバータトランス部における四角枠状コアと棒状コアの組み合わせは、バランスコイル部寄りの辺では互いに接触し、それと反対側の辺ではギャップが設けられている片側ギャップ構造とするのがよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、単一のボビンを用い、単一の棒状コアと２個の四角枠状コアの組み合わせを使用しており、ボビンと一方のコアを共有化しているため、部品点数の削減と低コスト化を図ることができる。ここで、２個の四角枠状コアを互いに一定距離以上離間させて配置しているため、両方の磁気回路が互いに独立し磁気的干渉を最小限に抑えた小型の複合トランスが構成できる。また、単一のボビンに全てのコイルを巻線する構成であるために、巻線作業が一度で済み作業効率も改善される。これらによって、バランスコイル部とインバータトランス部が一体化された複合トランスが得られ、液晶パネルの薄型化あるいは小型化に貢献できる。
【実施例】
【００１０】
本発明に係る複合トランスで用いるボビンの一例を図１に示す。ここで示す例は、バランスコイル部とインバータトランス部とが一体になった複合トランスで用いるボビンである。図１において、Ａはボビンの上面を表し、Ｂはそのｘ−ｘ断面を、Ｃはｙ−ｙ断面を表している。このようなボビンは、例えば合成樹脂を射出成形することによって一体的に作製される。なお、各コアは、磁性材料、例えばフェライトなどからなるが、各コアは同じ材質でもよいし、異なる材質でもよい。
【００１１】
ボビン２０は、１本の巻軸２２と、その両端に位置する端部ブロック２４，２５と、中間に位置する中間ブロック２６を有し、それら端部ブロック２４，２５と中間ブロック２６によって前記巻軸２２がバランスコイル部２８用の巻線部とインバータトランス部３０用の巻線部とに区画されている。巻軸２２の各巻線部は、図１のＢ（断面ｘ−ｘ）に示すように、四角筒状をなし、内部は棒状コア（後述する）が丁度挿入できる形状になっており、外周には両端のフランジ３２が、また中間部には必要に応じて１枚以上の仕切り板３４が配設されている。バランスコイル部２８用の巻線部は、中間の仕切り板３４で２領域に分けられており、インバータトランス部３０用の巻線部は、仕切り板３４で一次側（ｐ領域）と２次側（ｓ領域）に分けられると共に、２次側は更に多数の仕切り板３４ａで細かく分けられている。ここではインバータトランス部３０の２次側（ｓ領域）がバランスコイル部２８寄りに設けられる。従って、バランスコイルとインバータトランスの巻線作業は、ボビン２０を巻線機にセットすることにより一度で済ますことができる。
【００１２】
図１のＣ（断面ｙ−ｙ）に示すように、中間ブロック２６（端子ブロック２４，２５も同様）の部分では、巻軸２２は上面が開放された状態であり、棒状コア（後述する）を挿通したときには該棒状コアの上部が露出するような樋形状になっている。また、２個の四角枠状コア（後述する）を一定距離以上離間させるため、前記中間ブロック２６の上面には適当な厚さＧのスペーサ３６が突設されている。更に、端部ブロック２４，２５及び中間ブロック２６には端子３８が装着されて、巻線端末が接続されると共に、該端子３８で基板に実装可能になっている。
【００１３】
このようなボビン２０と組み合わせるコアの形状の例を図２に示す。棒状コア４０は、断面矩形状で前記ボビン２０の巻軸２２内に丁度嵌入する寸法であり、前記ボビン２０の全長よりもやや短めの長さＬ１に設定されている。Ａに示す例では、両方の四角枠状コア４２，４３（４２：バランスコイル用、４３：インバータトランス用）は、共に両側部が比較的厚く、それに直交する辺は比較的薄い形状である。両方の四角枠状コア４２，４３の薄い２辺の下面が前記棒状コア４０の上面に接触又は近接するように組み合わされる。但し、バランスコイル用の四角枠状コア４２の長さＬ２の方が、インバータトランス用の四角枠状コア４３の長さＬ３よりも短い。
【００１４】
図２のＢに示す例では、一方の四角枠状コア（インバータトランス用）４３は、Ａの例と同様、両側部が比較的厚く、それに直交する辺は比較的薄い形状であるが、他方の四角枠状コア（バランスコイル用）４４は、４辺全てが比較的薄く同じ厚さの（上下面が平行平面となる）形状としている。一方の四角枠状コア４３の薄い２辺の下面、及び他方の四角枠状コア４４の対向する２辺の下面が前記棒状コアの上面に接触又は近接する。
【００１５】
四角枠状コアの配置において、Ａの例では、２個の四角枠状コア４２と４３（Ｂの例では四角枠状コア４３と４４）とは、一定の間隙Ｇ（図１参照）が生じるように離間させて配置する。従って、棒状コア４０の長さ寸法Ｌ１は、２個の四角枠状コア４２，４３の長さ寸法Ｌ２，Ｌ３の和よりも前記間隙Ｇ以上長くなるように（即ち、Ｌ１≧Ｌ２＋Ｌ３＋Ｇ）設定する。
【００１６】
組み立てた状態を図３に示す。以下、図２のＡに示すコアを用いた場合について説明する。ボビン２０のバランスコイル部２８用の巻線部の２領域に、同一の線径の線材を同一の巻数となるように巻線し、インバータトランス部３０用の巻線部のｐ領域に１次側を巻線し、ｓ領域の複数に仕切られた部分に２次側を分割巻きする。巻線端末は、端子に絡げて半田付けすることなどにより接続する。ボビン２０の巻軸２２に棒状コア４０を挿入して、接着などにより固定する。このとき、両方の端部ブロック２４，２５と中間ブロック２６の部分では、棒状コア４０の上部が露出した状態となっている。そこで、２個の四角枠状コア４２，４３を被せて固定する。バランスコイル部２８では、四角枠状コア４２と棒状コア４２は接触し、インバータトランス部３０では四角枠状コア４３と棒状コア４０とは僅かなギャップが介在（通常、ギャップシートを挟む）しており近接している。
【００１７】
このようにして、バランスコイル部２８とインバータトランス部３０が一体化された複合トランスが得られる。ここで、バランスコイル部２８とインバータトランス部３０は、個別の四角枠状コア４２，４３を使用し、且つ互いに離間して構成されているので、それぞれ独立した磁路を形成し、互いの磁気的干渉が最少となるように抑止している。それを保証するため、中間ブロック２６の上面にスペーサ３６を設けており、その厚み分Ｇ以上の間隙が２個の四角枠状コア４２，４３の間で確保できるようになっている。
【００１８】
このような複合トランスにおけるギャップと磁路の関係を図４に示す。Ａに示す例は、インバータトランス部３０において、対向する両辺の部分にギャップを設けた（例えば、厚み１００μｍ程度のギャップシートを介装させる）両側ギャップ構造である。それに対してＢに示す例は、インバータトランス部３０において、対向する２辺の一方のバランスコイル部３０寄りの辺ではギャップシートが無くコアが接触し、他方の辺（バランスコイル部とは反対側の辺）のみにギャップを設けた（例えば、厚み２００μｍ程度のギャップシートを介装させる）片側ギャップ構造である。
【００１９】
図４のＡに示すような両側ギャップ構造は、通常の単一構造のトランスでは一般的であるが、本発明のような複合トランスの場合は、インバータトランス部３０で発生する漏れ磁束（矢印５０で示す）がバランスコイル部２８に悪影響を与え、磁気的な干渉が生じるおそれがある。なお、白抜き矢印はインバータトランス部３０における磁束を示す。これを避けるためには、２個の四角枠状コア４２，４３同士の間隙Ｇを大きくしなければならない。それに対して図４のＢに示すような片側ギャップ構造にすると、インバータトランス部３０のバランスコイル部２８寄りの位置では棒状コア４０と四角枠状コア４３が接触しているので漏れ磁束が発生し難く、そのため磁気的な干渉が生じず、２個の四角枠状コア４２，４３同士の間隙Ｇをより一層狭くすることができる。
【００２０】
測定結果の一例を図５に示す。バランスコイル無しの場合に比べて本発明のような複合トランスに組み込んだバランスコイルを設けることによっも、大きな負荷ばらつき（図６で一方の負荷に対する他方の負荷のばらつき）に対する電流ばらつきを低く抑えることができる。このとき、両側ギャップ構造（図４のＡ）よりも片側ギャップ構造（図４のＢ）の方が、電流ばらつきは小さくなる。なお、測定では、両側ギャップ構造についてはギャップがそれぞれ１００μｍ（両側で合計２００μｍ）の試料を、両側ギャップ構造についてはギャップが２００μｍの試料を用いた。電流ばらつきが抑えられる理由は、インバータトランス部３０のバランスコイル部２８近傍側での磁気的結合が向上し、漏れ磁束が生じ難く、そのためバランスコイル部２８への悪影響が生じ難くなるためである。このような片側ギャップ構造により、両側ギャップ構造に比べてインバータトランス部３０とバランスコイル部２８の磁気的な分離が可能となり、インバータトランスとバランスコイルの機能を十分に満足させることができる。なお、片側ギャップ構造の場合、図４のＢでは極端に描いているために四角枠状コアが傾いて見えるが、２００μｍ程度の高低差であるので、実際には殆ど傾きは生じず、安定に組み立てることができた。
【００２１】
ところで、上記の実施例ではバランスコイル部の２巻線を同一巻数としているが、バランスコイル部の２巻線の巻数比を調整すると、それによってインバータトランス部からバランスコイル部に僅かに流れ込む磁束を打ち消すことができ、バランスコイルの性能をより一層向上させることができる。更に、四角枠状コア同士の間隔を適切に設定することでも、バランスコイルの性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明で用いるボビンの一例を示す説明図。
【図２】本発明で用いるコアの例を示す説明図。
【図３】ボビンにコアを装着した状態を示す説明図。
【図４】磁路の説明図。
【図５】負荷のばらつきに対する電流のばらつきの関係を示すグラフ。
【図６】冷陰極管点灯回路の一例を示す回路図。
【符号の説明】
【００２３】
２０  ボビン
２２  巻軸
２４，２５  端部ブロック
２６  中間ブロック
２８  バランスコイル部
３０  インバータトランス部
３８  端子
４０  棒状コア
４２，４３  四角枠状コア
【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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