(57)【要約】【課題】２次巻線巻回部の分割数を最小限に抑えて、コンパクト化および生産効率の向上を図りつつ、２次巻線巻回部間で巻線を渡す際に、巻線間の絶縁破壊を防止し得る高圧トランスを得る。【解決手段】低圧側のセクション４７ａ、ｂの巻軸（ボビン２１）表面よりも高圧側のセクション４７ｂ、ａの巻軸（ボビン２１）表面が、略巻線の巻回厚分だけ外方に突出するように構成し、低圧側のセクション４７ａ、ｂに巻回された巻線の最上層の高さ位置と、高圧側のセクション４７ｂ、ａに巻回された巻線の最下層の高さ位置とを略同レベルとすることで、低圧側のセクション４７ａ、ｂから渡された巻線５０ａが、高圧側のセクション４７ｂ、ａの最上層の巻線と極めて接近する状態となるおそれを回避し、この間での絶縁破壊を防止する。【選択図】          図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線に印加される交流電圧入力を変圧して、２次巻線から所定の交流電圧出力を発生せしめる高圧トランスであって、
前記２次巻線の巻軸が鍔部によって複数の巻線巻回部に分割され、該鍔部には、一の該巻線巻回部から他の該巻線巻回部へ巻線を渡す溝部が刻設されてなる高圧トランスにおいて、
前記巻軸の中心軸と、２つの前記巻線巻回部間に巻線を渡す前記溝部の一部分とを含む断面において、これら２つの巻線巻回部のうち、高圧側の巻線巻回部の巻軸表面が低圧側の巻線巻回部の巻軸表面よりも外方に突出していることを特徴とする高圧トランス。
【請求項２】
前記一の巻線巻回部と前記他の巻線巻回部とは隣接する巻線巻回部であることを特徴とする請求項１記載の高圧トランス。
【請求項３】
前記巻線巻回部として、少なくとも第１、第２および第３の前記巻線巻回部が、低圧側から高圧側に向かって配列されている場合に、該第１の巻線巻回部から該第２の巻線巻回部に巻線を渡す第１の溝部と、該第２の巻線巻回部から該第３の巻線巻回部に巻線を渡す第２の溝部とが前記巻軸の中心軸を中心として互いに異なる角度位置に配設されていることを特徴とする請求項２記載の高圧トランス。
【請求項４】
前記巻線巻回部として、少なくとも３つ以上の前記巻線巻回部が、低圧側から高圧側に向かって配列されている場合に、奇数番目の巻線巻回部から偶数番目の巻線巻回部に巻線を渡す奇数番目の溝部と、偶数番目の巻線巻回部から奇数番目の巻線巻回部に巻線を渡す偶数番目の溝部とが、前記巻軸の中心軸を中心として互いに１８０度異なる角度位置に配設されていることを特徴とする請求項２記載の高圧トランス。
【請求項５】
前記高圧側の巻線巻回部の巻軸表面は、前記低圧側の巻線巻回部の巻軸表面に対して、該低圧側の巻線巻回部に巻回される該巻軸の径方向の巻線の厚みと同程度だけ外方に突出するように構成されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の高圧トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶表示パネルにおけるバックライト用放電灯の点灯回路に用いられる高圧トランスに関し、特にＤＣ／ＡＣインバータ回路に用いられる高圧トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、ノートパソコン等に使用される各種液晶表示パネルのバックライト用として数本以上の冷陰極放電ランプ（以下、ＣＦＬと称する）を同時に放電、点灯させるようにしたものが知られている。
この種のＣＦＬを点灯させる回路としては、１２Ｖ程度の直流電圧を、高圧トランスを用い、６０ｋＨｚ、１６００〜１８００Ｖ程度の高周波電圧に変換するインバータ回路が一般的である。ＣＦＬの放電開始後において、このインバータ回路は、上記高周波電圧をＣＦＬの放電維持に必要な６００Ｖ程度まで低下させるように制御する。
【０００３】
このようなインバータ回路に使用される高圧トランス（インバータトランス）としては、液晶表示パネルの薄型化の要請から小型サイズのものが多く用いられているが、１枚の液晶ディスプレイに対して、上記ＣＦＬの本数に応じた数だけ必要とされることから、さらなる省スペース化および製造コストの低廉化を図る技術の確立が急務である。このような要請に応じたものとしては、例えば、特開２００１−２６７１５６号公報に記載されたものが知られている。
【０００４】
ところで、高圧トランスにおいて、高圧となる２次巻線の巻線間の絶縁を得る方法として、巻軸に複数の鍔を形成することにより巻線巻回部を分割して、各巻線巻回部（セクション）内の巻線間の電位差を低くする方法が知られている。
【０００５】
図１２、図１３および図１４は、このように複数のセクションが設けられた、高圧トランスのボビンを示すものである。
【０００６】
図示するように、ボビン２２１は、２つの端子台２２７、２２８の各内側に配された鍔板２４１ａ、２４１ｂ間に、１次巻線巻回部２４５および仕切り板（鍔部）２４３によって分割された６つの２次巻線巻回部２４７を備えている。また、１次巻線巻回部２４５と２次巻線巻回部２４７とは仕切り板（鍔部）２４４によって仕切られており、端子台２２７および端子台２２８には、各々端子ピン２１７ａ〜２１７ｄおよび端子ピン２１８ａ、２１８ｂが配されている。また、各仕切り板（鍔部）２４３、２４４には、巻軸の径方向に切り欠かれた巻線渡し溝２５２が設けられている。
【０００７】
このようなボビン２２１に対し、２次側の巻線２５０は、図１５に示すようにして巻回される。すなわち、巻線２５０は、各２次巻線巻回部２４７の一端部から他端部に向けて巻回し、この他端部で折り返す、という操作を繰り返して重ねていき、所定の巻回数まで巻回されると次の２次巻線巻回部２４７に渡される。この際、巻線２５０は低圧側の２次巻線巻回部２４７の最上層（２５０ｂ）から、仕切り板２４３の渡し溝２５２を介して高圧側の２次巻線巻回部２４７の巻軸の表面の位置（２５０ｃ）まで導かれ、巻軸に巻回されることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この場合において、トランス出力電圧を１８００Ｖ仕様とした場合、分割された各２次巻線巻回部２４７の巻線間における最大電位差は１８００／６＝３００Ｖである。
巻線として０．０５ｍｍの線材を使用した場合、各２次巻線巻回部２４７内での最大電位差が３００Ｖ〜４００Ｖであれば絶縁破壊を防止できるとされているので、上記仕様の出力電圧における２次巻線巻回部２４７の分割数は６でもよいことになる。
【０００９】
しかしながら、図１５に示すように、低圧側の２次巻線巻回部２４７の最上層の巻線２５０ｂの位置から、仕切り板２４３の渡し溝２５２を介して高圧側の２次巻線巻回部２４７に渡された巻線２５０ａは、この高圧側の２次巻線巻回部２４７における巻軸表面の巻線２５０ｃの位置まで導かれることになるが、この後巻回される高圧側の２次巻線巻回部２４７の最上層の巻線２５０ｄと、極めて接近する状態となるため、この間で絶縁破壊が生じやすくなる。
【００１０】
このような巻線間の絶縁破壊を防止するためには、２次巻線巻回部２４７の分割数を増加させることが考えられるが、分割数を増やすと、外形寸法が大きくなり、また、巻回時間も増大するので生産効率が低下してしまうため困難である。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、２次巻線巻回部の分割数を最小限に抑えて、コンパクト化および生産効率の向上を図りつつ、２次巻線巻回部間で巻線を渡す際に、巻線間の絶縁破壊を防止し得る高圧トランスを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の高圧トランスは以下のように構成されている。すなわち、次巻線に印加される交流電圧入力を変圧して、２次巻線から所定の交流電圧出力を発生せしめる高圧トランスであって、
前記２次巻線の巻軸が鍔部によって複数の巻線巻回部に分割され、該鍔部には、一の該巻線巻回部から他の該巻線巻回部へ巻線を渡す溝部が刻設されてなる高圧トランスにおいて、
前記巻軸の中心軸と、２つの前記巻線巻回部間に巻線を渡す前記溝部の一部分とを含む断面において、これら２つの巻線巻回部のうち、高圧側の巻線巻回部の巻軸表面が低圧側の巻線巻回部の巻軸表面よりも外方に突出していることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで、上記「巻軸表面」とは、巻線が巻回される部材表面のことを意味し、磁心にボビンが被冠されている場合には、このボビンの表面を意味する。
【００１４】
また、前記一の巻線巻回部と前記他の巻線巻回部とは隣接する巻線巻回部であることが好ましい。
【００１５】
前記巻線巻回部として、少なくとも第１、第２および第３の前記巻線巻回部が、低圧側から高圧側に向かって配列されている場合に、該第１の巻線巻回部から該第２の巻線巻回部に巻線を渡す第１の溝部と、該第２の巻線巻回部から該第３の巻線巻回部に巻線を渡す第２の溝部とが前記巻軸の中心軸を中心として互いに異なる角度位置に配設せしめること、あるいは、前記巻線巻回部として、少なくとも３つ以上の前記巻線巻回部が、低圧側から高圧側に向かって配列されている場合に、奇数番目の巻線巻回部から偶数番目の巻線巻回部に巻線を渡す奇数番目の溝部と、偶数番目の巻線巻回部から奇数番目の巻線巻回部に巻線を渡す偶数番目の溝部とが、前記巻軸の中心軸を中心として互いに１８０度異なる角度位置に配設せしめることが可能である。
【００１６】
また、前記高圧側の巻線巻回部の巻軸表面は、前記低圧側の巻線巻回部の巻軸表面に対して、該低圧側の巻線巻回部に巻回される該巻軸の径方向の巻線の厚みと同程度だけ外方に突出するように構成されていることが好ましい。
ここで、「低電圧側」と「高電圧側」の用語は、相対的に用いられるものである。
【００１７】
なお、前記巻軸の巻芯は、フェライトにより形成されていることが好ましいが、センダストやダストコア等のその他の一般的なコア材料から形成することは勿論可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る高圧トランスについて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図４は、本発明の実施形態に係る高圧トランスの概略構成を説明するもので、図１は上面図、図２は図１に示されるＣ−Ｃ線縦断面図であり、図３は一部側面図、図４は図３に示されるＤ−Ｄ線横断面図である。
【００２０】
本実施形態の高圧トランス１１は、ＣＦＬ（冷陰極放電ランプ）を放電、点灯させるためのＤＣ／ＡＣインバータ回路内で使用されるインバータトランスであり、軟磁性材料であるフェライト等からなる棒状磁芯３０に被冠されたボビン２１に１次側巻線（セクション４５）、および２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）が巻回されている。また、２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）は、一方の側面方向に突出する奇数番目のセクション４７ａおよび他方の側面方向に突出する偶数番目のセクション４７ｂ
から構成されており、１次側巻線（セクション４５）および２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）は、共通の棒状磁芯３０により互いに電磁気的に結合している。
【００２１】
上記２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）は、棒状磁芯３０の軸に沿って巻回されるが、隣接する巻線間に高電圧差が生じて絶縁破壊が生じるのを阻止するため、その軸方向に複数セクション４７ａ、ｂに分割されており、各セクション４７ａ、ｂ間には絶縁性の仕切り板４３ａ、ｂが設けられ、沿面放電の阻止に必要な沿面距離が保持されている。なお、１次側巻線（セクション４５）と２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）の間にも絶縁性の仕切り板４４が設けられている。
【００２２】
１次側巻線（セクション４５）および２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）は、実際には、断面矩形、かつ隣接するセクション４７ａ、ｂ間で互いに側方にずらされた筒状のボビン２１の外周に巻回されており、棒状磁芯３０はそのボビン２１の内方に嵌挿されている。また、ボビン２１の両端面には、鍔板４１ａ、ｂが設けられている。
【００２３】
棒状磁芯３０は、この棒状磁芯３０と同様の材料により形成された枠状磁芯２９と電磁気的に結合され、これにより磁路が形成される。
【００２４】
ただし、棒状磁芯３０と枠状磁芯２９との間のギャップ量は、漏れ磁束をどの程度発生させるかによって決定され、このギャップ量を略０にすることも可能である。また、上記枠状磁芯２９を設けることなく、磁芯は棒状磁芯３０のみで構成し、完全に開磁路構造に形成することも可能である。
【００２５】
１次側巻線（セクション４５）の始端および終端は、巻線用端子台２７に保持固定された端子ピン１７ｂ、ｃに接続されており、また、２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）の始端は上記巻線用端子台２７に保持固定された端子ピン１７ａ、ｄに、一方、その終端は巻線用端子台２８に保持固定された端子ピン１８ａ、ｂに接続される。これら端子台２７、２８は、絶縁材から形成されている。なお、１次側巻線（セクション４５）および２次側巻線（セクション４７ａ、ｂ）の始端および終端の端子ピン１７ａ〜ｄ、１８ａ、ｂへの接続態様はこれに限られるものではない。
【００２６】
図５〜図９は、上記実施形態に係る高圧トランスのボビン２１の概略構成を説明するもので、図５は上面図、図６は底面図、図７はＡ側から見た側面図、図８はＢ側から見た側面図、図９は要部斜視図である。
【００２７】
図示するように、２次側巻線巻回部分において、６つのセクション４７ａ、ｂを分離する仕切り板４３ａ、ｂには、低圧側のセクション４７ａ、ｂから高圧側のセクション４７ｂ、ａに巻線を渡すために、高圧側の略ボビン巻回表面に至るまで切り欠かれた溝部１５２が設けられている。
【００２８】
なお、セクション４７ａ、ｂの、低圧側から数えて奇数番目のセクション４７ａから偶数番目のセクション４７ｂに巻線を渡す溝部１５２は、仕切り板４３ｂのＡ側に形成されており、また、偶数番目のセクション４７ｂから奇数番目のセクション４７ａに巻線を渡す溝部１５２は、仕切り板４３ａのＢ側に形成されている。
【００２９】
ところで、本実施形態のものでは、図１０の断面概念図に示すように、セクション４７ａ，ｂ毎に巻線５０が巻回されることになるが、奇数番目のセクション４７ａから偶数番目のセクション４７ｂに巻線５０ａを渡す部分であるか、偶数番目のセクション４７ｂから奇数番目のセクション４７ａに巻線５０ａを渡す部分であるかを問わず、低圧側のセクション４７ａ、ｂの巻軸（ボビン２１）表面よりも高圧側のセクション４７ｂ、ａの巻軸（ボビン２１）表面が、略巻線の巻回厚分だけ外方に突出している。すなわち、低圧側のセクション４７ａ、ｂに巻回された巻線の最上層の高さ位置と、高圧側のセクション４７ｂ、ａに巻回された巻線の最下層の高さ位置とが略同レベルとされているので、前述した従来技術のように、低圧側のセクション４７ａ、ｂから渡された巻線が、高圧側のセクション４７ｂ、ａの最上層の巻線と極めて接近する状態となるおそれがなく、この間での絶縁破壊を防止できる。
【００３０】
また、巻線を渡す溝部１５２を、図１０に示すように、巻軸の中心軸を中心として互いに１８０度離れた角度位置に交互に設けているので、全体としてバランスのとれた巻線巻回形状とすることができる。
【００３１】
なお、隣接する上記溝部１５２間の角度（巻軸の中心軸を中心とした角度）は１８０度に限られるものではなく、その他の種々の値、例えば９０度とすることが可能である。また、上記実施形態においては、溝部１５２の角度位置が互いに１８０度離れた２位置とされているが、例えば、９０度ずつ離れた４位置とすることも可能である。
【００３２】
また、図１１は上記実施形態の変形例（上記実施形態の部材と対応するものについては、上記実施形態のその部材の番号に１００を加えて表している）であり、上記実施形態のものでは、２次側の巻線巻回部の隣接する各セクション４７ａ、ｂが互いに側方にずれるように構成されているが、この変形例のものでは、２次側の巻線巻回部の隣接する各セクション１４７ａ、ｂが互いに上下方向にずれるように構成されている。なお、本変形例の作用効果は上記実施形態のものと略同様である。
【００３３】
なお、本発明の高圧トランスとしては、上述した実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能であり、例えば、上述した実施形態のものでは、低圧側のセクション４７ａ、ｂに巻回された巻線の最上層の高さ位置と、高圧側のセクション４７ｂ、ａに巻回された巻線の最下層の高さ位置とが略同レベルとされているが、高圧側のセクション４７ｂ、ａの巻軸（ボビン）表面が低圧側のセクション４７ａ、ｂの巻軸（ボビン）表面よりも外方に突出していれば絶縁破壊を防止可能であるから、このような構成も本発明の範囲に含まれるものである。すなわち、低圧側のセクション４７ａ、ｂに巻回された巻線の最上層の高さ位置と、高圧側のセクション４７ｂ、ａに巻回された巻線の第２層の高さ位置とが略同レベルとされているような場合も含む趣旨である。
【００３４】
さらに、前述したように、上記磁芯２９、３０はフェライトにより形成されていることが好ましいが、例えば、パーマロイ、センダスト、鉄カルボニル等の材料を用いることが可能であり、これらの微粉末を圧縮成型したダストコアを使用することも可能である。
【００３５】
さらに、本発明の高圧トランスは、インバータトランスのみならず、その他の種々のトランスに適用することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の高圧トランスによれば、２次巻線の巻軸領域を鍔部によって複数の巻線巻回部に分割し、該鍔部には、一の該巻線巻回部から他の該巻線巻回部へ巻線を渡す溝部を刻設するとともに、巻軸の中心軸と、上記溝部の一部分とを含む断面において、これら２つの巻線巻回部のうち、高圧側の巻線巻回部の巻軸表面が低圧側の巻線巻回部の巻軸表面よりも外方に突出するように構成している。
【００３７】
これにより、低圧側の巻線巻回部に巻回された巻線の最上層の高さ位置と、高圧側の巻線巻回部に巻回された巻線の最上層の高さ位置とがずれ、低圧側の巻線巻回部から渡された巻線が、高圧側の巻線巻回部の最上層の巻線と接近する状態を防止することが可能となり、巻線巻回部の分割数を増加させることなく、巻線間での絶縁破壊のおそれを回避可能である。
【００３８】
したがって、製造コストの上昇あるいは生産性の低下を招来することなく、コンパクトな構成で巻線間での絶縁破壊のおそれを回避可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る高圧トランスにおける上面図
【図２】図１におけるＣ−Ｃ線縦断面図
【図３】本発明の実施形態に係る高圧トランスにおける側面図
【図４】図３におけるＤ−Ｄ線横断面図
【図５】本発明の実施形態に係る高圧トランスのボビンにおける上面図
【図６】本発明の実施形態に係る高圧トランスのボビンにおける底面図
【図７】本発明の実施形態に係る高圧トランスのボビンにおけるＡ側側面図
【図８】本発明の実施形態に係る高圧トランスのボビンにおけるＢ側側面図
【図９】本発明の実施形態に係る高圧トランスのボビンにおけるＢ側要部斜視図
【図１０】本発明の実施形態に係る高圧トランスの作用を説明するための断面概略図
【図１１】本発明の実施形態の変形例に係る高圧トランスのボビンを示す側面図
【図１２】従来技術に係る高圧トランスのボビンを示す上面図
【図１３】従来技術に係る高圧トランスのボビンを示す側面図
【図１４】従来技術に係る高圧トランスのボビンを示す斜視図
【図１５】従来技術に係る高圧トランスの問題点を説明するための図
【符号の説明】
１１      高圧トランス
１７ａ〜１７ｄ、１８ａ，ｂ、１１７ｄ、１１８ｂ、
２１７ａ〜２１７ｄ、２１８ａ，ｂ      端子ピン
２１、１２１、２２１      ボビン
２７、２８、１２７、１２８、２２７、２２８      巻線用端子台
２９      枠状磁芯
３０      棒状磁芯
４１ａ，ｂ、１４１ａ，ｂ、２４１ａ，ｂ      鍔板
４３ａ，ｂ、４４、１４３ａ，ｂ、１４４、２４３、２４４      仕切り板
４５、１４５、２４５      セクション（１次巻線側）
４７ａ，ｂ、１４７ａ，ｂ、２４７      セクション（２次巻線側）
１５２、２５２      溝部
５０、５０ａ、２５０、２５０ａ〜ｄ      巻線
【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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