(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化を抑制できるトランスおよび紫外線照射装置を提供する。【解決手段】トランス１は、光源を点灯させる点灯回路に用いる。トランス１は、複数組のコア１０ａ−１、１０ａ−２、１０ｂ−１、１０ｂ−２と、ボビン２０とを具備する。ボビン２０は、筒状であり、外周２０ｂにコイル３０が巻かれ、内周２０ａに複数組のコア１０ａ−１、１０ａ−２、１０ｂ−１、１０ｂ−２が並べて挿通される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を点灯させる点灯回路に用いるトランスであって、前記トランスは、
複数組のコアと；
外周にコイルが巻かれ、内周に前記複数組のコアが並べて挿通される筒状のボビンと；
を具備するトランス。
【請求項２】
前記複数組のコアは、
前記トランスの被設置面に対する積層方向に並べられる
請求項１に記載のトランス。
【請求項３】
前記コアは、
前記ボビンの内周に挿通される内脚および当該内脚の両側に配置される外脚を具備し、前記内脚および前記外脚の並列方向の長さが６０ｍｍ以下である
請求項１または２に記載のトランス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載のトランスを有する点灯回路と；
前記トランスによって変圧された電力が供給される光源と；
を具備する紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、トランスおよび紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、産業用光源等の高出力を必要とする電源回路用の大型トランスが知られている。かかる大型トランスでは、コイルが巻かれる大型のボビンや、かかるボビンに挿通される大型のコアを具備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３４３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のトランスでは、大型のボビンのサイズに合わせた大きさのコアを必要とするため、例えば市販サイズよりも大きいコアについてはカスタム設計する必要がある。このため、市販サイズよりも大きいコアを必要とするトランスでは、コストが嵩んでしまう。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、大型化を抑制できるトランスおよび紫外線照射装置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】
【０００６】
実施形態に係るトランスは、光源を点灯させる点灯回路に用いる。また、前記トランスは、複数組のコアと、ボビンとを具備する。前記ボビンは、筒状であり、外周にコイルが巻かれ、内周に前記複数組のコアが並べて挿通される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トランスの大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るトランスを具備する点灯装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るトランスの外観を示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るトランスの分解斜視図である。
【図４】実施形態に係るトランスの断面図である。
【図５】実施形態に係るトランスの断面図である。
【図６】実施形態に係るトランスの断面図である。
【図７】変形例に係るトランスの断面図である。
【図８】変形例に係るボビンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明する実施形態に係るトランス１は、光源１００を点灯させる点灯回路Ｓに用いられる。トランス１は、複数組のコアと、ボビンとを具備する。ボビンは、筒状であり、外周にコイルが巻かれ、内周に複数組のコアが並べて挿通される。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態に係るトランス１において、複数組のコアは、トランス１の被設置面に対する積層方向に並べられる。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態に係るトランス１において、コアは、ボビンの内周に挿通される内脚および内脚の両側に配置される外脚を具備し、内脚および外脚の並列方向の長さが６０ｍｍ以下である。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態に係る紫外線照射装置は、トランス１を有する点灯回路Ｓと、トランス１によって変圧された電力が供給される光源１００とを具備する。
【００１３】
以下、図面を参照して、実施形態に係るトランスについて説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【００１４】
（実施形態）
まず、図１〜図３を用いて、実施形態に係るトランス１の概要について説明する。図１は、実施形態に係るトランス１を有する点灯回路Ｓを具備する紫外線照射装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施形態に係るトランス１の外観を示す斜視図である。図３は、実施形態に係るトランス１の分解斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、実施形態に係る点灯回路Ｓは、トランス１と、光源１００とを具備する。点灯回路Ｓは、例えば、半導体の露光工程や、ＵＶ（ultraviolet）インクやＵＶ塗料の乾燥工程、樹脂の硬化工程、殺菌水処理工程において紫外線を照射する紫外線照射装置に用いられる、光源１００を点灯する点灯回路である。
【００１６】
光源１００は、トランス１によって変圧された電力が供給されると、例えば、一対の電極間でアーク放電を行うことにより紫外線を放射する。かかる光源１００は、ロングアーク型の水銀ランプ、あるいはロングアーク型のメタルハライドランプであり、いわゆる高輝度放電灯（ＨＩＤ：High  Intensity  Discharge  lamp）である。なお、光源１００は高輝度放電灯に限定されるものではなく、例えば高周波で誘電体を介して放電させる、いわゆる誘電体バリヤ放電ランプや、バラスト水を処理するための中圧殺菌ランプであってもよい。また、光源１００は、半導体発光素子であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。
【００１７】
トランス１は、後述するボビンや、コイル、コアを具備し、電源１０１から供給される交流電流を変圧して光源１００へ出力する変圧器である。
【００１８】
図２および図３に示すように、実施形態に係るトランス１は、コア１０（図２および図３に示すコア１０ａ−１，１０ａ−２，１０ｂ−１，１０ｂ−２）と、ボビン２０と、コイル３０とを具備する。
【００１９】
コア１０は、例えば、ケイ素鋼板、パーマロイ、フェライト等の導電性材料で構成される。コア１０は、ボビン２０の挿通方向に対向するコア１０とによって組を成すことでコイル３０による磁束を伝搬する。換言すれば、１組のコア１０は、トランス１において１つの閉磁路を形成する。
【００２０】
図２および図３に示す例では、コア１０ａ−１およびコア１０ａ−２が組を成し、コア１０ｂ−１およびコア１０ｂ−２が組を成した場合を示している。
【００２１】
ボビン２０は、筒状の部材であり、外周２０ｂにコイル３０が巻かれ、内周２０ａにコア１０の内脚１０ａ−１ａが挿通される。ボビン２０は、例えば、フェノール樹脂等の樹脂材料を金型に流し込んで成型して製造される。
【００２２】
または、ボビン２０は、複数の端子２０ｃを具備し、かかる複数の端子２０ｃが基板に接続されることで、トランス１が基板に設置される。
【００２３】
コイル３０は、例えば、銅等の金属線材である。また、コイル３０は、電源１０１に接続される１次コイルと、光源１００に接続される２次コイルとを含み、１次コイルおよび２次コイルが絶縁された状態でボビン２０に巻かれる。
【００２４】
ここで、一般的なトランスについて説明する。一般的なトランスは、ボビンに対して１つまたは１組のコアが挿通されて形成される。このとき、トランスの高出力化、すなわち、大電力化に伴い、トランスを大型化しようとした場合、ボビンおよびコアそれぞれを大型化する必要がある。また、必要とするボビンおよびコアのサイズが市販サイズよりも大きい場合には、カスタム設計しなければならない。
【００２５】
しかしながら、カスタム設計によるコアの製造コストは、ボビンの製造コストと比べて、材料コストや金型製作コストが割高になる。つまり、市販サイズよりも大きいコアを必要とするトランスでは、コアが割高になるため、コストが嵩んでしまう。
【００２６】
そこで、実施形態に係るトランス１では、市販サイズのコア１０を複数組挿通できるようにボビン２０をカスタム設計する。具体的には、実施形態に係るトランス１は、内周２０ａに複数組のコア１０が並べて挿通されるボビン２０を具備する。
【００２７】
つまり、実施形態に係るトランス１では、複数組のコア１０を並べて挿通できるような内周２０ａの大きさで設計する。これにより、市販サイズのコア１０を複数組挿通してトランス容量を大きくできる。換言すれば、従来のように１組のコアをカスタム設計により大型化する必要がないため、トランス１の大型化を抑制できる。
【００２８】
なお、図２および図３では、コア１０がいわゆるＥＥ型の形状である場合を例に挙げて説明したが、コア１０が、例えばＥＩ型等の他の形状であってもよい。また、図２および図３では、２組のコア１０である場合を示したが、３組以上であってもよい。
【００２９】
次に、図４を用いて、実施形態に係るトランス１についてさらに説明する。図４は、実施形態に係るトランス１の断面図である。図４では、図２におけるＡ−Ａ線で切断した場合の断面を示す。
【００３０】
図４では、トランス１が基板Ｂ（被設置面の一例）に設置された状態の断面図を示している。図４に示すように、複数組のコア１０ａ，１０ｂは、トランス１の被設置面に対する積層方向（紙面上下方向）に並べられる。また、各組のコア１０ａ，１０ｂは、被設置面に沿う方向で対向した状態でボビン２０の内周２０ａに挿通される。
【００３１】
換言すれば、ボビン２０の内周２０ａを形成する貫通孔は、基板Ｂに沿って延在するとともに、積層方向の長さ（貫通孔高さ）が複数組のコア１０ａ，１０ｂを並べて挿通可能な長さで設計される。
【００３２】
このように、複数組のコア１０ａ，１０ｂを積層方向に重ねて並べることで、トランス１を、基板Ｂに対する実装面積を広げる場合に比べて、トランス１の基板Ｂにおける実装面積を大きくすることなくトランス容量を大きくできる。さらに、トランス１自体の実装面積を大型化することを抑制できるため、基板Ｂの面積も大きくする必要がなくなる。
【００３３】
また、図４に示すように、ボビン２０の内周２０ａのうち、コア１０ａ，１０ｂ以外の空間には、例えば、ワニス等の固定部材４０が満たされている。これにより、コア１０ａ，１０ｂがボビン２０に固定される。
【００３４】
なお、固定部材４０を充填する工程は、複数の端子２０ｃを鉛直方向の上側に向けた状態で、複数の端子２０ｃの積層方向における反対側から固定部材４０へ浸漬することで行う。
【００３５】
また、上記した充填工程において、トランス１を固定部材４０へ浸漬した状態で、トランス１に微振動を与えることで、コア１０ａと内周２０ａとの間に意図的に固定部材４０を介在させてもよい。
【００３６】
なお、図４では、複数組のコア１０ａ，１０ｂそれぞれが接触した状態で積層される場合に限定されず、複数組のコア１０ａ，１０ｂそれぞれが離れた状態で積層されてもよいが、かかる点については、図７で後述する。
【００３７】
次に、図５を用いて、図４のＢ−Ｂ線で切断した場合の断面について説明する。図５は、実施形態に係るトランス１の断面図である。
【００３８】
図５に示すように、各組のコア１０ａ，１０ｂは、基板Ｂと沿う方向の内周２０ａとの間に固定部材４０が介在することで離されている。すなわち、コア１０ａ，１０ｂは、内周２０ａと対向するすべての面が内周２０ａと離れている。
【００３９】
なお、図５の断面視では、矩形状の内周２０ａおよび矩形状のコア１０ａ，１０ｂ（内脚）を一例として示しているが、内周２０ａおよびコア１０ａ，１０ｂの断面視における形状は、矩形状に限定されるものではなく、他の多角形や、円形であってもよい。
【００４０】
次に、図６を用いて、図５のＣ−Ｃ線で切断した場合の断面について説明する。図６は、実施形態に係るトランス１の断面図である。図６に示すように、組を構成する各コア１０ａ−１，１０ａ−２は、ボビン２０の内周２０ａに挿通される内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａと、内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａの両側に配置される外脚１０ａ−１ｂ，１０ａ−２ｂとを具備する。
【００４１】
ここで、コア１０は、内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａおよび外脚１０ａ−１ｂ，１０ａ−２ｂの並列方向の長さＤが６０ｍｍ以下であることが好ましい。換言すれば、長さＤは、通常流通している市販サイズの範囲内であることが好ましい。これにより、コア１０の価格を最小限に抑えることができる。
【００４２】
また、対向するコア１０ａ−１，１０ａ−２の内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａ同士および外脚１０ａ−１ｂ，１０ａ−２ｂ同士は、互いに当接して固定される。なお、内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａについては、必ずしも当接する必要はなく、磁束を調整するために、間隔が空いていてもよい。かかる間隔の設け方は、内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａの先端を削ってもよく、あるいは、対向する外脚１０ａ−１ｂ，１０ａ−２ｂの間に絶縁性の部材を介在させて内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａの間を空けてもよい。
【００４３】
また、図６に示す断面視において、コイル３０は、内脚１０ａ−１ａ，１０ａ−２ａおよび外脚１０ａ−１ｂ，１０ａ−２ｂとは上記した並列方向に挟まれる。これにより、コイル３０で発生する磁界がコア１０内を伝搬することとなる。
【００４４】
上述したように、実施形態に係るトランス１は、光源１００を点灯させる点灯回路Ｓに用いられる。また、トランス１は、複数組のコア１０と、ボビン２０とを具備する。ボビン２０は、筒状であり、外周２０ｂにコイル３０が巻かれ、内周２０ａに複数組のコア１０が並べて挿通される。これにより、トランス１の大型化を抑制できる。
【００４５】
なお、コア１０ａ，１０ｂ配置様式は、上記実施形態に限定されない。図７は、変形例に係るトランス１の断面図である。なお、実施形態と同一の部材については、同一の符号を付与し、以下の説明を省略する。
【００４６】
図７に示す断面視において、固定部材４０は、積層方向に隣り合うコア１０ａ，１０ｂの間、各組のコア１０ａ，１０ｂおよび内周２０ａの間それぞれに介在して設けられる。
【００４７】
つまり、隣り合うコア１０ａ，１０ｂの積層方向に対向する面（積層面）同士が離れ、各組のコア１０ａ，１０ｂおよび内周２０ａ同士が離れている。これにより、コア１０の露出（固定部材４０との接着面も含む）する表面積が増えることで、効率よく放熱できるため、トランス１のヒートサイクル耐性を向上させることができる。
【００４８】
また、固定部材４０の充填工程に起因して、コア１０ａ，１０ｂの積層面全体が離れない場合であっても、積層面の少なくとも一部が離れていれば放熱効率の向上に寄与できる。
【００４９】
また、上記した充填工程において、トランス１を固定部材４０へ浸漬した状態で、トランス１に微振動を与えることで、隣り合うコア１０ａ，１０ｂの間に意図的に固定部材４０を介在させてもよい。
【００５０】
なお、上述した実施形態では、１つの内周２０ａに複数組のコア１０をまとめて挿通する場合を示したが、例えば、複数の内周２０ａそれぞれに複数組のコア１０それぞれを挿通してもよい。かかる点について、図８を用いて説明する。
【００５１】
図８は、変形例に係るボビン２０を示す図である。図８に示すように、ボビン２０は、２つの内周部２０ａ−１，２０ａ−２を隔てる隔壁２０ｄを有する。そして、各内周部２０ａ−１，２０ａ−２に１組のコア１０が挿通される。これにより、隣り合うコア１０同士の間を確実に離すことができるとともに、間隔を一定に保つことができるため、製造誤差を最小限に抑えることができる。
【００５２】
なお、図８に示す例において、各内周部２０ａ−１，２０ａ−２それぞれに１組のコア１０が挿通される場合について説明したが、各内周部２０ａ−１，２０ａ−２それぞれに複数組のコア１０が挿通されてもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態では、複数組のコア１０は、被設置面である基板Ｂに対する積層方向に並べて配置される場合について説明したが、複数組のコア１０は、被設置面と直交する方向に並べて配置されてもよい。
【００５４】
かかる場合、ボビン２０の内周２０ａを形成する貫通孔は、被設置面に対して交差する（例えば直交）方向に延在する。これにより、基板Ｂに対する垂直方向の長さであるトランス１の高さを抑えることができる。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１    トランス
１０    コア
２０    ボビン
２０ａ  内周
２０ｂ  外周
２０ｃ  複数の端子
２０ｄ  隔壁
３０    コイル
４０    固定部材
１００    光源
１０１    電源
Ｂ    基板
Ｓ    点灯回路
【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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