JP4980196B2

JP4980196B2 - 電源用トランス

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Publication number: JP4980196B2
Application number: JP2007278225A
Authority: JP
Inventors: 明史小杉; 喜一菊地; 康夫保坂
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP2009105348A; US7804390B2; US20090108979A1; KR20090042156A

Description

本発明は、電源用トランスに関し、さらに具体的には、液晶ＴＶやカーナビゲーション装置等の電子機器の表示パネルのバックライト等をインバータ駆動する電源用トランスに関する。

液晶ＴＶやカーナビゲーション装置等の電子機器には、冷陰極蛍光管その他の放電灯を用いたバックライト装置を備えている。これらの放電灯を点灯させるため、低電圧の直流電源から高電圧を得るためにインバータ回路が用いられるようになっている。

インバータ回路を駆動するための電源用トランスとして、例えば、図１２に示すように、特許文献１には、フェライトコアからなる磁芯１１５を用いたトランス１１０において、該トランス１１０は、Ｉ型コア１１５ａとＵ型コア１１５ｂの組み合わせで構成され、１次側巻線１１１と２次側巻線１１２が施されたボビン１１３の筒部１１３ａに形成された図示省略した磁芯挿通孔に前記Ｉ型コア１１５ａは取り付けられ、前記Ｕ型コア１１５ｂは、前記ボビン１１３の巻軸方向に対して垂直方向の上方に位置し、前記Ｉ型コア１１５ａとの対向は、前記ボビン１１３の磁芯挿通孔の外でおこなわれているバックライト用トランス１１０が提案されている。

しかしながら、上述したバックライト用トランス１１０において、使用するスイッチングパルスが可聴周波数帯の場合は、高調波による共振現象で、トランス全体に音鳴りが生じる。

また、特許文献２には、例えば、図１３に示すように、ＥＩ型磁芯２１５におけるＥ型磁芯２１５ｂの中心磁脚２１５ｂ１とＩ型磁芯２１５ａとの突合せ面の磁気ギャップ２１５ｇに、両面に接着剤２１６を塗布したスペーサ２１７を介在させ、コイル部品２１０における唸り音の発生を低減させることが提案されている。
特開平９−１８６０２４号公報特開１１−２３３３４８号公報

上記前者の背景技術に記載されたように、ボビン１１３の筒部１１３ａの磁芯挿通孔に一組のコア１１５の少なくとも一方が挿通された電源用トランス１１０においては、コア１１５の脱落を防止する等の目的で、一組のコア１１５が前記ボビン１１３の基台１１３ｂ、１１３ｂにそれぞれ接着固定されると、上記音鳴りの音圧レベルが増大するという課題があった。また、上記音鳴りの音圧レベルは製品間でばらつきが大きく、製品毎の音圧レベルの確認が課題となっていた。また、上記後者の背景技術に記載されたように、ＥＩ型磁芯２１５におけるＥ型磁芯２１５ｂの中心磁脚２１５ｂ１とＩ型磁芯２１５ａとの突合せ面の磁気ギャップ２１５ｇに、両面に接着剤２１６を塗布したスペーサ２１７を介在させると、唸り音の音圧レベルは低減される傾向にあるものの、その音圧ばらつきが拡大する。このため、製品毎の音圧レベルの確認が課題となっていた。また、上記前者の背景技術に記載されたバックライト用トランス１１０において、上記後者の背景技術に記載されたようにコアの突合せ面に接着剤を塗布したスペーサを介在させると、期待したような音鳴りの抑制効果が得られなかった。また、一次巻線１１１と二次巻線１１２との磁気結合が低下してしまうという課題があった。

本発明者等は、ボビンの筒部の磁芯挿通孔に一組のコアの少なくとも一方が挿通されるとともに、一組のコアがボビンの基台にそれぞれ接着固定されている電源用トランスにおいては、図１４に示すように、磁芯挿通孔内のＩ型コア１１５ａ’ 及び磁芯挿通孔外のＵ型コア１１５ｂ’は、ボビンの磁芯挿通孔の長さ方向の中程において上下方向にそれぞれ大きく振動していることに着目した。そして、本発明者等が鋭意検討した結果、磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとをボビンの筒部に形成した開口を通じて互いに接着固定することで、この振動を抑制できることを見出し、本発明に至った。

本発明は、使用するスイッチングパルスが可聴周波数帯を含む電源用トランスにおいて、音鳴りの音圧レベルを低減することを目的とする。また、本発明は、音鳴りの音圧レベルの製品間ばらつきを低減して安定生産することが可能な電源用トランスを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の電源用トランスは、（１）一次巻線と、二次巻線と、前記一次巻線と二次巻線とが分割して巻回されるボビンと、該ボビンに装着され閉磁路を形成して前記一次巻線と二次巻線とを磁気結合させる一組のコアと、を備え、前記ボビンは、磁芯挿通孔が形成され巻線巻回領域が中間鍔により複数の区画に仕切られた筒部と、該筒部の少なくとも両端に設けられ複数の端子がそれぞれ植設された複数の基台と、を有し、前記一次巻線は前記筒部の一部の区画に巻回されその端部のそれぞれが前記複数の基台のうちの少なくとも一つの基台の互いに異なる接続端子に接続されており、前記二次巻線は前記筒部の他の区画に巻回されるとともにその端部のそれぞれが前記複数の基台のうちの少なくとも前記と異なる基台の互いに異なる接続端子に接続されており、前記一組のコアは、前記磁芯挿通孔に少なくとも一方が挿通されるとともに、少なくとも一部が前記基台にそれぞれ接着固定されている電源用トランスにおいて、前記ボビンの筒部には前記巻線が巻回される複数の区画の間に前記磁芯挿通孔内に挿入されたコアの一部を露出する開口が形成されており、前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが前記筒部の開口を通じて互いに接着固定されている。（・・・以下第１の課題解決手段と称する。）

また、上記電源用トランスの主要な形態の一つは、前記第１の課題解決手段に加えてさらに、（２）前記一組のコアは、Ｉ型コアとＵ型コアとからなる。（・・・以下第２の課題解決手段と称する。）

また、上記電源用トランスの他の主要な実施形態の一つは、前記第１の課題解決手段に加えてさらに、（３）前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとの間にスペーサが挿入され、該スペーサを介して前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが接着固定されている。（・・・以下第３の課題解決手段と称する。）

また、本発明の電源用トランスの他の形態の一つは、前記第３の課題解決手段に加えてさらに、（４）前記スペーサは非磁性材料からなる。（・・・以下第４の課題解決手段と称する。）

また、本発明の電源用トランスの他の形態の一つは、前記第３の課題解決手段に加えてさらに、（５）前記スペーサは前記筒部の中間鍔により位置決めされている。（・・・以下第５の課題解決手段と称する。）

また、本発明の電源用トランスの他の形態の一つは、前記第３の課題解決手段に加えてさらに、（６）前記スペーサは前記筒部に嵌合する切欠きが形成されている。（・・・以下第６の課題解決手段と称する。）

また、本発明の電源用トランスの他の形態の一つは、前記第３の課題解決手段に加えてさらに、（７）前記スペーサの硬度は前記接着剤の硬度より高い。（・・・以下第７の課題解決手段と称する。）

上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記ボビンの筒部には前記巻線が巻回される複数の区画の間に前記磁芯挿通孔内に挿入されたコアの一部を露出する開口が形成されており、前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが前記筒部の開口を通じて互いに接着固定されている。このため、ボビンの磁芯挿通孔の長さ方向の中程における前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとの磁歪に起因するそれぞれのたわみ振動が前記接着固定により相互に規制される。

上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記一組のコアは、Ｉ型コアとＵ型コアとからなる。このため、簡易な構造でありながら音鳴りの音圧レベルが低減された電源用トランスを提供することができる。

上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとの間にスペーサが挿入され、該スペーサを介して前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが接着固定されている。このため、接着剤の塗布状態に多少のばらつきがあっても、前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが一定の間隔で保持される。これにより、振動の抑制度合いの製品毎のばらつきが低減され、音鳴りの音圧のばらつきが低減される。

上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記スペーサは非磁性材料からなる。このため、一次巻線と二次巻線との磁気結合を低下させることなく、音鳴りの音圧のバラツキを低減することができる。

上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記スペーサは前記筒部の中間鍔により位置決めされている。このため、組み立てが容易で、音鳴りの音圧レベルおよび音圧のばらつきを低減することができる。

上記第６の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記スペーサは前記筒部に嵌合する切欠きが形成されている。このため、組み立てが容易で、音鳴りの音圧レベルおよび音圧のばらつきを低減することができる。

上記第７の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記スペーサの硬度は前記接着剤の硬度より高い。このため、前記一組のコアの振動の共振点が高周波側に移動するので、音鳴りの音圧レベルを低減するとともに製品毎の音圧ばらつきを低減することができる。

本発明の電源用トランスによれば、ボビンの磁芯挿通孔の長さ方向の中程における前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとの磁歪に起因するそれぞれのたわみ振動が前記接着固定により相互に規制されるので、音鳴りの音圧レベルを大幅に低減することができる。本発明の前記目的とそれ以外の目的、構成特徴、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなろう。

以下、本発明の電源用トランスの第１の実施形態について、図１〜４を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態の電源用トランス１０の全体構造を示す外観斜視図である。図２は本実施形態の電源用トランス１０の内部構造を示す上記図１のＡ−Ａ線における縦断面図である。図３は、本実施形態の電源用トランス１０の内部構造を説明するための分解斜視図である。図４は、本実施形態の電源用トランス１０の組み立て手順の一例を示す縦断面図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態の電源用トランス１０は、一次巻線１１と、二次巻線１２と、前記一次巻線１１と二次巻線１２とが分割して巻回されるボビン１３と、該ボビン１３に装着され閉磁路を形成して前記一次巻線１１と二次巻線１２とを磁気結合させる一組のコア１５と、を備えるものである。具体的には、前記ボビン１３は、磁芯挿通孔１３ｃが形成され巻線巻回領域が中間鍔１３ｄにより複数の区画に仕切られた筒部１３ａと、該筒部１３ａの少なくとも両端に設けられ複数の端子がそれぞれ植設された複数の基台１３ｂ，１３ｂと、を有する。また、前記一次巻線１１は前記筒部１３ａの一部の区画に巻回されその端部１１ａのそれぞれが前記ボビン１３の複数の基台のうちの少なくとも一つの基台１３ｂの互いに異なる接続端子１４に接続されている。また、前記二次巻線１２は前記筒部１３ａの他の区画に巻回されるとともにその端部１２ａのそれぞれが前記ボビン１３の複数の基台のうちの少なくとも前記と異なる基台１３ｂの互いに異なる接続端子１４に接続されている。また、前記一組のコア１５は、前記磁芯挿通孔１３ｃに少なくとも一方が挿通されるとともに、少なくとも一部が前記基台１３ｂに接着剤１６によりそれぞれ接着固定されている。そして、前記ボビン１３の筒部１３ａには前記巻線１１，１２が巻回される複数の区画の間の上面側に前記磁芯挿通孔１３ｃ内に挿入されたコア１５ａの一部を露出する開口１３ｆが形成されている。さらに、前記磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３
ｃ外のコア１５ｂとの間にスペーサ１７が挿入され、該スペーサ１７を介して、前記磁芯挿通孔１３ｃ内のＩ型コア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のＵ型コア１５ｂとが前記筒部１３ａの開口１３ｆを通じて互いに接着固定されている。

次に、本実施形態の電源用トランス１０について、さらに図４を参照しながらより具体的に説明する。上記ボビン１３は、図４（Ａ）に示すように、筒部１３ａと、該筒部１３ａの一方及び他方の端部にそれぞれ設けられた基台１３ｂ、１３ｂとを有し、前記筒部１３ａの中心を貫通するように磁芯挿通孔１３ｃが形成されている。前記筒部１３ａは、一次巻線１１が巻回される領域と二次巻線１２が巻回される領域とが中間鍔１３ｄにより分割されるとともに、前記二次巻線１２が巻回される領域は、同様に中間鍔１３ｄによりさらに複数の領域に区画されている。

そして、前記ボビン１３の筒部１３ａには一次巻線１１が巻回される区画と二次巻線１２が巻回される区画との間の上面側に、２つの中間鍔１３ｄに挟まれるように、前記磁芯挿通孔１３ｃ内に挿入された例えばＩ型のコア１５ａの一部を露出する平面視形状が略矩形の開口１３ｆが形成されている。

上記基台１３ｂ、１３ｂにはそれぞれ、例えば平面視形状が略Ｅ字型や略Ｕ字型等の複数の接続端子１４，１４が植設されている。前記複数の接続端子１４，１４は、一端側の端子部１４ａと、他端側の接続片１４ｃと、前記端子部１４ａと前記接続片１４ｃとの間を接続するとともに前記基台１３ｂに埋め込まれる図示省略した植設部とで構成されている。平面視形状が略Ｅ字型の接続端子１４の場合には、例えば一つの接続片１４ｃに対し、２つの端子部１４ａが図示省略した植設部により接続されている。前記端子部１４ａは、前記基台１３ｂの端面から水平方向に突出されたのち、前記基台１３ｂの底面より下側に突出するようにそれぞれ所謂ガルウィング形状に屈曲されている。また、前記接続片１４ｃは、前記基台１３ｂの端面から水平方向に突出している。前記平面視形状が略Ｕ字型の接続端子１４の場合には、例えば一つの接続片１４ｃに対して一つの端子部１４ａが図示省略した植設部により接続されている。その他の構成は前記略Ｅ字型の場合と同様である。

上記一次巻線１１は、例えば複数のマグネットワイヤーを撚り合わせてなる所謂リッツ線等からなり、図４（Ｂ）に示すように、上記ボビン１３の筒部１３ａのうち、一端側の一次巻線１１を巻回するための領域に巻回されている。そして、該一次巻線１１の端部１１ａ，１１ａは、前記ボビン１３の一方の基台１３ｂの下部に形成された図視省略した引き出し溝を介して前記基台１３ｂの先端側に引き出され、該基台１３ｂに植設された接続端子１４の接続片１４ｃに前記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、溶融半田中への浸漬等により前記接続端子１４と導電接続されている。

上記二次巻線１２は、上記一次巻線１１に比べて細い線径の絶縁被覆導線が用いられており、上記ボビン１３の筒部１３ａのうち、二次巻線１２を巻回するための区画された複数の領域に一端側から前記ボビン１３の中央の鍔に向かって順次巻回されるとともに、その端部１２ａ，１２ａは、前記ボビン１３の他方の基台１３ｂの下部に形成された図視省略した引き出し溝を介して前記基台１３ｂの先端側に引き出され、該基台１３ｂに植設された接続端子１４の接続片１４ｃに前記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子１４と導電接続されている。本実施形態の電源用トランス１０の需要者は、例えば液晶表示パネル等を備えた電子機器の筐体内の電源部の回路基板上に本電源用トランス１０をＳＭＤ実装し、前記回路基板上のランド電極と前記端子部１４ａとを半田等の導電接合材により接続して用いる。

上記一組のコア１５はそれぞれ、例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライト等の磁性材料からなる。そして、図４（Ｃ）に示すように、前記一組のコア１５のうちの前記Ｉ型コア１５ａが上記ボビン１３の磁芯挿通孔１３ｃに一端側から挿入され、前記磁芯挿通孔１３ｃの一端側の前記ボビン１３の一方の基台１３ｂの凸部に突き当てられて、前記Ｉ型コア１５ａの両端がそれぞれ前記磁芯挿通孔１３ｃから突出し、前記基台１３ｂ上に露出するように位置決めされている。そして、前記ボビン１３の筒部１３ａの一次巻線１１が巻回される区画と二次巻線１２が巻回される区画との間の上面側に形成された開口１３ｆから、前記磁芯挿通孔１３ｃ内に挿入されたＩ型コア１５ａの上面側の一部が露出されている。

そして、図４（Ｄ）に示すように、前記開口１３ｆ上であって、該開口１３ｆの両側の中間鍔１３ｄ、１３ｄに挟まれる位置に、例えば一般的に高耐熱性、高強度、低熱膨張性等の特徴を有する液晶ポリマーからなる棒状のスペーサ１７が、例えば外周にエポキシ樹脂系接着剤１６を塗布した状態で挿入、位置決めされている。

そして、図４（Ｅ）に示すように、前記Ｉ型コア１５ａの上面に上方から前記Ｕ型コア１５ｂの脚部１５ｃの先端がそれぞれ突き当てられるとともに、前記Ｕ型コア１５ｂの下面の一部が前記スペーサ１７を介して前記磁芯挿通孔１３ｃ内のＩ型コア１５ａと前記接着剤１６により接着固定されている。

さらに、図４（Ｆ）に示すように、前記一組のコア１５は、前記ボビン１３の磁芯挿通孔１３ｃの長さ方向の端部が前記基台１３ｂにそれぞれ例えばエポキシ系接着剤１６により接着固定されている。そして、前記一組のコア１５は、上記のように、前記Ｕ型コア１５ｂの脚部１５ｃの先端がそれぞれ前記Ｉ型コア１５ａの一方の主面に突き当てられた状態で固定されることにより閉磁路を形成して、前記一次巻線１１と前記二次巻線１２とを磁気結合させるように構成されている。

本実施形態においては、前記一組のコア１５に一次巻線１１と二次巻線１２とが一組巻回された通常形態の電源用トランスであるが、本発明はこれに限定するものではない。図示省略するが、例えば、閉磁路を形成する一組のコアに一次巻線と二次巻線とを二組巻回した所謂ツイン構造を有する電源用トランスであってもよい。具体的には、例えば、前記ボビンの筒部の複数の区画に、一端側から第１の二次巻線、第１の一次巻線、第２の一次巻線、第２の二次巻線の順に巻回されてもよい。そして、例えば、前記ボビンの筒部には前記第１の一次巻線が巻回される区画と前記第２の一次巻線が巻回される区画との間に前記磁芯挿通孔内に挿入されたコアの一部を露出する開口が形成されており、前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが前記筒部の開口を通じて互いに接着固定されたものであってもよい。また、他の例として、例えば、前記ボビンの筒部の複数の区画に、一端側から第１の二次巻線、共通の一次巻線、第２の二次巻線の順に巻回されてもよい。そして、例えば、前記ボビンの筒部には前記第１の二次巻線が巻回される区画と前記共通の一次巻線が巻回される区画との間、及び前記第２の二次巻線が巻回される区画と前記共通の一次巻線が巻回される区画との間に、前記磁芯挿通孔内に挿入されたコアの一部を露出する開口がそれぞれ形成されており、前記磁芯挿通孔内のコアと磁芯挿通孔外のコアとが前記筒部のそれぞれの開口を通じて互いに接着固定されたものであってもよい。

上記一次巻線１１の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記一次巻線１１としては、上記ボビン１３の筒部１３ａの周囲に巻回されるものであって、絶縁被覆導線が好ましく、ポリウレタン樹脂被覆導線やポリエステル樹脂被覆導線、エナメル樹脂被覆導線等がより好ましい。また、該一次巻線１１の金属線は、単線に限定するものではなく、所謂リッツ線等の撚り線であってもよい。また、該一次巻線１１の金属線は円形の断面形状に限定するものではなく、長方形の断面形状の平角線や正方形の断面形状の四角線等を用いることもできる。また、前記絶縁被覆導線の外周を低融点の樹脂で被覆した自己融着線を用いてもよい。上記一次巻線１１の端部１１ａ、１１ａのそれぞれは、前記ボビン１３の筒部の少なくとも両端に設けられた複数の基台のうちの少なくとも一つの基台１３ｂに植設された互いに異なる接続端子１４の接続片１４ｃにそれぞれ上記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子１４と導電接続されることが好ましい。

上記二次巻線１２の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記二次巻線１２としては、上記ボビン１３の筒部１３ａの周囲に区画された複数の領域に分割して巻回されることが好ましい。また、上記一次巻線１１と同様に、絶縁被覆導線が好ましく、ポリウレタン樹脂被覆導線やポリエステル樹脂被覆導線、エナメル樹脂被覆導線等がより好ましい。また、該二次巻線１２の金属線は、単線に限定するものではなく、撚り線であってもよい。また、該二次巻線１２の金属線は円形の断面形状に限定するものではなく、長方形の断面形状の平角線や正方形の断面形状の四角線等を用いることもできる。また、前記絶縁被覆導線の外周を低融点の樹脂で被覆した自己融着線を用いてもよい。上記二次巻線１２は、高電圧を発生させるために巻回数を多くする必要があるので、該二次巻線１２の線径は、一般に上記一次巻線１１の線径より細いことが好ましい。また、上記二次巻線１２の端部１２ａ、１２ａのそれぞれは、上記一次巻線１１の端部１１ａと同様に、前記ボビン１３の筒部１３ａの少なくとも両端に設けられた複数の基台のうちの少なくとも前記と異なる基台１３ｂに植設された複数の接続端子１４，１４のうちの互いに異なる接続端子１４の接続片１４ｃにそれぞれ上記絶縁被覆が剥離された状態でからげられ、半田等により前記接続端子１４と導電接続されることが好ましい。

上記ボビン１３の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記ボビン１３の材質としては、絶縁性樹脂が好ましく、耐熱性を有し、前記複数の接続端子１４，１４のインジェクションモールドが可能なフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、液晶ポリマー等の絶縁性樹脂がより好ましい。上記ボビン１３は、筒部１３ａと該筒部１３ａの一方及び他方の端部にそれぞれ設けられた基台１３ｂとを少なくとも有することが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば複数の放電管を点灯させるための複数の二次巻線を備えた所謂ツイン構造を有するものにおいては、前記筒部１３ａの中間領域にさらに基台を設け、該基台に接続端子を植設してもよい。上記ボビン１３の筒部１３ａは、一次巻線１１が巻回される領域と二次巻線１２が巻回される領域とが中間鍔１３ｄにより区分されていることが好ましい。また、前記二次巻線１２が巻回される領域は、さらに中間鍔１３ｄにより複数に区画されていることが好ましい。上記二次巻線１２が巻回される領域を複数に区画する中間鍔１３ｄには、隣あわせる領域間に二次巻線１２を順次巻回するための渡り溝が設けられることが好ましい。上記ボビン１３の基台１３ｂは、上記一次巻線１１の端部１１ａ又は二次巻線１２の端部１２ａがからげ固定される接続端子１４，１４が植設されることが好ましい。該基台１３ｂに植設される接続端子１４，１４としては、インバータ回路が形成される基板上に面実装され、リフロー半田付けされる場合には所謂ガルウィンタイプが好ましく、回路基板に設けたスルーホールに接続端子が挿通され、フロー半田付けされる場合には、前記基台１３ｂを垂直に貫通するピンタイプが好ましい。上記ボビン１３の磁芯挿通孔１３ｃは、前記筒部１３ａの中心を貫通するように形成されることが好ましい。また、上記二次巻線１２が巻回される領域の筒部１３ａの前記磁芯挿通孔１３ｃの内部寸法は、上記Ｉ型コア１５ａを挿入するために、該Ｉ型コア１５ａの外形よりもやや大きく形成されることが好ましい。

次に、上記接続端子１４の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記接続端子１４としては、上記基台１３ｂに埋め込まれる植設部と該基台１３ｂから突出する端子部１４ａおよび接続片１４ｃを有することが好ましい。

次に、上記一組のコア１５の好まし
い実施形態は次の通りである。すなわち、上記一組のコア１５の材質としては、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、圧粉磁芯、積層金属板その他、各種の磁性材料を用いることができる。上記一組のコア１５の構造としては、前記ボビン１３の磁芯挿通孔１３ｃに少なくとも一方が挿入され、組み合わされた状態で磁路を形成するものが好ましい。上記一組のコア１５，１５の外観形状としては、例えば液晶表示パネル等の枠部に沿って収容するためには、Ｕ−Ｕ型、Ｕ−Ｉ型等が好ましい。また、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、薄型の電源用トランスを得るために、Ｅ−Ｅ型、Ｅ−Ｉ型、ロ−Ｉ型等であってもよい。

次に、上記接着固定の好ましい実施形態は次の通りである。即ち、上記接着固定としては、接着剤１６を介在させて磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂとを前記筒部１３ａに形成した開口１３ｆを通じて固定することが好ましい。接着剤１６のみを介在させて固定してもよいが、磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂとを所定の間隔で安定して固定するために、例えば、スペーサ１７が挿入され、該スペーサ１７を介して前記磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂとを互いに接着剤１６で接着固定することが好ましい。上記接着固定に用いる接着剤１６としては、絶縁性樹脂を主成分とするものが好ましく、必要により無機フィラー等を含有してもよい。高耐熱性を有するエポキシ樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤等の中から選択して用いることができるが、上記磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂの振動を相互に規制するために、エポキシ樹脂系接着剤がより好ましい。

次に、上記スペーサ１７の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記スペーサ１７の材質としては、上記磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂとの間に挿入した際に磁路の短絡を生じて一次巻線１１と二次巻線１２との磁気結合が低下することがないように、非磁性の絶縁体が好ましい。例えば、上述したボビン１３の材質として例示した絶縁性樹脂から選択されることが好ましく、強度の点から液晶ポリマーがより好ましい。また、上記スペーサ１７の形状としては、前記磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂとの間に挿入可能なものであれば特に限定はなく、各種形状の中から適宜選択することができる。前記ボビン１３における一次巻線１１が巻回される区画と二次巻線１２が巻回される区画とは、なるべく近づけるためには、前記スペーサ１７が棒状や板状であることがより好ましい。また、ボビン１３の筒部１３ａへの取り付けを容易にするために、前記ボビン１３の筒部１３ａの外側に嵌合するように切欠きを形成したものがより好ましい。また、上記スペーサ１７の硬度は前記接着剤１６の硬度より高いことが好ましい。これによれば、音鳴りの音圧ばらつきが低減される。

次に、本発明の電源用トランスの第２の実施形態について、図５〜図８を参照して説明する。図５は本実施形態の電源用トランス２０の全体構造を示す外観斜視図である。図６は本実施形態の電源用トランス２０の内部構造を示す上記図５のＢ−Ｂ線における縦断面図である。図７は本実施形態の電源用トランス２０の内部構造を示す上記図５のＣ−Ｃ線における縦断面図である。図８は本実施形態の電源用トランス２０の内部構造を説明するための分解斜視図である。

図５〜図８に示すように、本実施形態の電源用トランス２０は、先の実施形態の電源用トランス１０と同様に、一次巻線２１と、二次巻線２２と、前記一次巻線２１と二次巻線２２とが分割して巻回されるボビン２３と、該ボビン２３に装着され閉磁路を形成して前記一次巻線２１と二次巻線２２とを磁気結合させる一組のコア２５と、を備えるものである。具体的には、前記ボビン２３は、磁芯挿通孔２３ｃが形成され巻線巻回領域が中間鍔２３ｄにより複数の区画に仕切られた筒部２３ａと、該筒部２３ａの少なくとも両端に設けられ複数の接続端子２４がそれぞれ植設された複数の基台２３ｂ，２３ｂと、を有する。また、前記一次巻線２１は前記筒部２３ａの一部の区画に巻回されその端部２１ａのそれぞれが前記ボビン２３の複数の基台のうちの少なくとも一つの基台２３ｂの互いに異なる接続端子２４に接続されている。また、前記二次巻線２２は前記筒部２３ａの他の区画に巻回されるとともにその端部２２ａのそれぞれが前記ボビン２３の複数の基台のうちの少なくとも前記と異なる基台２３ｂの互いに異なる接続端子２４に接続されている。また、前記一組のコア２５は、前記磁芯挿通孔２３ｃに少なくとも一方が挿通されるとともに、少なくとも一部が前記基台２３ｂに接着剤２６によりそれぞれ接着固定されている。そして、前記ボビン２３の筒部２３ｃには一次巻線２１が巻回される区画と二次巻線２２が巻回される区画との間の上面側に前記磁芯挿通孔２３ｃ内に挿入されたコア２５の中心磁脚２５ａの一部を露出する開口２３ｆが形成されている。さらに、前記磁芯挿通孔２３ｃ内のコア２５の中心磁脚２５ａと磁芯挿通孔２３ｃ外のコア２５の側磁脚２５ｂとの間に例えば板状のスペーサ２７が挿入され、該スペーサ２７を介して、前記Ｅ型コア２５の前記磁芯挿通孔２３ｃ内の中心磁脚２５ａと磁芯挿通孔２３ｃ外の側磁脚２５ｂとが前記筒部２３ａの開口２３ｆを通じて接着剤２６により互いに接着固定されている。

本実施形態の電源用トランス２０が先の実施形態の電源用トランス１０と異なる点の第１は、前記一組のコア２５の形状の変更にある。具体的には、前記一組のコア２５が、それぞれ中心磁脚２５ａと該中心磁脚２５ａを挟むように両側に配置された側磁脚２５ｂ、２５ｂと、前記中心磁脚２５ａ及び前記側磁脚２５ｂ、２５ｂのそれぞれ一端側を連結するヨーク部２５ｃとからなる、一対のＥ型コアからなるものである。そして、ボビン２３の筒部２３aを貫通するように形成された磁芯挿通孔２３ｃには、前記一対のＥ型コア２５，２５の中心磁脚２５ａ，２５ａのそれぞれ先端側が挿入され、前記磁芯挿通孔２３ｃ内の長さ方向の中程で互いに突き合わされている。また、磁芯挿通孔２３ｃ外において、前記一対のＥ型コア２５，２５のそれぞれ側磁脚２５ｂ、２５ｂが、前記と同様に前記ボビンの磁芯挿通孔２３ｃの長さ方向の中程で互いに突き合わされている。

本実施形態の電源用トランス２０が先の実施形態の電源用トランス１０と異なる点の第２は、上記一組のコア２５の形状変更に対応して、スペーサ２７の形状を変更した点にある。具体的には、スペーサ２７の形状が、前記ボビン２３の磁芯挿通孔２３ｃ内の前記Ｅ型コア２５の中心磁脚２５ａと該中心磁脚２５ａを挟んで前記磁芯挿通孔２３ｃ外の両側に配置された前記Ｅ型コア２５の側磁脚２５ｂ、２５ｂとの間にそれぞれ先端部が挿入されるように、前記筒部２３ａに嵌合する切欠き２７ｃが形成された略Ｕ型の板状を呈している。その他の構成および作用効果は前記第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態においては、前記一対のＥ型コア２５に一次巻線２１と二次巻線２２とが一組巻回された通常形態の電源用トランスであるが、本発明はこれに限定するものでななく、例えば、閉磁路を形成する一組のコアに一次巻線と二次巻線とを二組巻回した所謂ツイン構造を有する電源用トランスであってもよい。具体的には、例えば、前記一対のＥ型コアの２つの側磁脚にそれぞれ前記と同様のボビンを装着し、前記それぞれのボビンに前記と同様に一次巻線と二次巻線とを巻回してもよい。そして、例えば、前記それぞれのボビンの筒部には一次巻線が巻回される区画と二次巻線が巻回される区画との間の上面側に前記磁芯挿通孔内に挿入されたコア２５の一対の側磁脚２５ｂ、２５ｂの一方の一部を露出する開口が形成されている。さらに、前記磁芯挿通孔内のコア２５の側磁脚２５ｂと磁芯挿通孔外のコア２５の中心磁脚２５ａとの間に上記と同様の板状のスペーサが挿入され、該スペーサを介して、前記Ｅ型コア２５の前記磁芯挿通孔内の側磁脚２５ｂと磁芯挿通孔外の中心磁脚２５ａとが前記筒部の開口を通じて接着剤により互いに接着固定されているものであってもよい。

次に、本発明の電源用トランスの実施例について、比較例とともに説明する。（実施例１）本発明の第１の実施例の電源用トランス１０は、前記第１の実施形態に記載した通りの構成である。図１〜図３に示すように、本実施例の電源用トランス１０は、一次巻線１１と、二次巻線１２と、前記一次巻線１１と二次巻線１２とが分割して巻回される液晶ポリマー製のボビン１３と、該ボビン１３に装着され前記一次巻線１１と二次巻線１２とを磁気結合させるＭｎ−Ｚｎ系フェライトからなる一組のコア１５と、を備えるものである。具体的には、前記ボビン１３は、磁芯挿通孔１３ｃが形成され巻線巻回領域が中間鍔１３ｄにより複数の区画に仕切られた筒部１３ａと、該筒部１３ａの両端にそれぞれ設けられ複数の接続端子１４，１４がそれぞれ植設された一対の基台１３ｂ，１３ｂと、を有する。また、前記一次巻線１１は前記筒部１３ａの一部の区画に巻回されその端部１１ａが前記ボビン１３の一方の基台１３ｂの接続端子１４に接続されている。また、前記二次巻線１２は前記筒部１３ａの他の区画に巻回されるとともにその端部１２ａが前記ボビン１３の他方の基台１３ｂの接続端子１４に接続されている。また、前記一組のコア１５は、前記磁芯挿通孔１３ｃに少なくとも一方が挿通されるとともに、前記ボビンの磁芯挿通孔１３ｃの長さ方向の端部が前記基台１３ｂにそれぞれエポキシ樹脂系接着剤を用いて接着固定されている。そして、前記ボビン１３の筒部１３ａには一次巻線１１が巻回される区画と二次巻線１２が巻回される区画との間の上面側に前記磁芯挿通孔１３ｃ内に挿入されたコア１５ａの一部を露出する開口１３ｆが形成されている。さらに、前記磁芯挿通孔１３ｃ内のコア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のコア１５ｂとの間に、厚み寸法が２ｍｍ、長さ寸法が３５ｍｍ、高さ寸法が１．５ｍｍの液晶ポリマー製の長棒状のスペーサ１７が挿入されている。そして、該スペーサ１７を介して、前記磁芯挿通孔１３ｃ内のＩ型コア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のＵ型コア１５ｂとが前記筒部１３ａの開口１３ｆを通じてエポキシ樹脂系接着剤１６を用いて互いに接着固定されている。

（実施例２）本発明の第２の実施例の電源用トランスは、前記実施例１においてスペーサ１７を用いず、磁芯挿通孔１３内のＩ型コア１５ａと磁芯挿通孔１３ｃ外のＵ型コア１５ｂとを上記と同様のエポキシ樹脂系接着剤のみで接着固定したこと以外は前記実施例１と同様に構成した。

（比較例１）第１の比較例の電源用トランスは、前記実施例１において、ボビンの筒部に開口を形成せず、前記磁芯挿通孔内のコアと前記磁芯挿通孔外のコアとを相互に接着固定せず、代わりに、前記一次巻線と二次巻線とが巻回されたボビンと前記磁芯挿通孔外のＵ型コアとの隙間にワニスを含浸させた後、硬化させたものである。

（比較例２）第２の比較例の電源用トランスは、前記実施例１において、ボビンの筒部に開口を形成せず、前記磁芯挿通孔内のコアと前記磁芯挿通孔外のコアとを相互に接着固定せず、代わりに、前記磁芯挿通孔の長さ方向に沿った中程において、前記一次巻線と二次巻線とが巻回されたボビンと前記磁芯挿通孔外のＵ型コアとを上記と同様のエポキシ樹脂系接着剤で接着固定したものである。

（参考例）参考例の電源用トランスは、前記実施例１において、ボビンの筒部に開口を形成せず、前記磁芯挿通孔内のコアと前記磁芯挿通孔外のコアとを相互に接着固定せず、代わりに、前記磁芯挿通孔の長さ方向に沿った中程において、前記一次巻線と二次巻線とが巻回されたボビンと前記磁芯挿通孔外のＵ型コアとの間に棒状のスペーサを挿入し、該スペーサを介して、前記ボビンと前記磁芯挿通孔外のＵ型コアとを上記と同様のエポキシ樹脂系接着剤で接着固
定したものである。

上記実施例、比較例および参考例の電源用トランス各７５個について、それぞれ図９に示す放電灯点灯装置のインバータ回路にトランスＴ１として挿入した。尚、図９において、一点鎖線で囲まれる範囲が放電灯点灯装置で、４つの電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと称する）Ｑ１〜Ｑ４と、コンデンサＣ１，インバータトランスＴ１，電流検出用の抵抗器Ｒ１，駆動制御回路、電流検出回路、発振回路、点灯時周波数シフト回路、放電灯Ｌａｍｐ−１〜Ｌａｍｐ−ｎ（ｎは自然数）から構成され、フルブリッジのインバータ回路を備えている。本実施例では、放電灯Ｌａｍｐ１〜Ｌａｍｐ−ｎとして、例えば、外部電極型蛍光管（ＥｘｔｅｒｎａｌＥｌｅｃｔｒｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）を使用している。ここで、入力電圧は２４Ｖ，出力電圧はＬａｍｐの両端に１ｋＶｒｍｓの電圧を印加するものである。動作周波数は５０ｋＨｚ，負荷電流は全Ｌａｍｐトータルで約１００ｍＡである。そして、所定の条件で起動した後、ＡＤＩＭ＝０Ｖ、バースト周波数２７０Ｈｚの条件下で、デューティを２０〜１００％に変化させたときの前記電源トランスから発生する音鳴りの音圧レベルを防音室内において前記電源用トランス上１０ｃｍの位置に設置した騒音計により測定し、７５個の平均値を図１０に示した。図１０より明らかなように、本発明の実施例１または実施例２の電源用トランスを用いた場合には音鳴りの音圧レベルが３２ｄＢ程度であるのに対し、比較例２または参考例の電源用トランスでは、音圧レベルが３６ｄＢを越えており、比較例１のワニス含浸の電源用トランスにおいては３８ｄＢを越えるものであった。

次に、上記実施例、比較例および参考例の電源用トランス各７５個について、それぞれ図９に示す放電灯点灯装置のインバータ回路にトランスＴ１として挿入し、所定の条件で起動した後、ＡＤＩＭ＝０Ｖ、バースト周波数２７０Ｈｚの条件下で、デューティを２０％に固定したときの前記電源トランスから発生する音鳴りの音圧レベルを前記と同様に測定し、７５個の電源用トランスの測定結果のばらつき度合いを図１１に示した。図１１より明らかなように、本発明の実施例１または実施例２の電源用トランスを用いた場合には音鳴りの音圧レベルが３２ｄＢ程度であるが、接着剤のみで接着固定した実施例２の電源用トランスに比べて、スペーサ１７を介して接着固定した実施例１の電源用トランス１０のほうが、音圧レベルのばらつきがより小さくなっていることが分かる。同様に、比較例２または参考例の電源用トランスでは、音圧レベルが３６ｄＢを越えているが、接着剤のみで接着固定した比較例２に比べて、スペーサを介して接着固定した参考例の電源用トランスのほうが、音圧レベルのばらつきがやや小さくなっていることが分かる。また、比較例１のワニス含浸の電源用トランスにおいては３８ｄＢを越えているが、音圧レベルが高いところで比較的ばらつきが小さいという結果であった。

本発明によれば、液晶ＴＶ等、バックライトを有する各種電子機器の電源用トランスとして好適である。

本発明の電源用トランスの第１の実施形態の全体構造を示す外観斜視図である。上記実施形態の電源用トランスの内部構造を示す上記図１のＡ−Ａ線における縦断面図である。上記実施形態の電源用トランスの内部構造を説明するための分解斜視図である。上記実施形態の電源用トランスを組み立て手順の一例を示す縦断面図である。本発明の電源用トランスの第２の実施形態の全体構造を示す外観斜視図である。上記実施形態の電源用トランスの内部構造を示す上記図５のＢ−Ｂ線における縦断面図である。上記実施形態の電源用トランスの内部構造を示す上記図５のＣ−Ｃ線における縦断面図である。上記実施形態の電源用トランスの内部構造を説明するための分解斜視図である。本発明の実施例の電源用トランスの音圧レベルの測定に用いた放電灯点灯装置を示す回路図である。本発明の実施例の電源用トランスの音圧レベルの測定結果を示す図である。本発明の実施例の電源用トランスの音圧レベルの製品間ばらつきの測定結果を示す図である背景技術の一例を示す外観斜視図である。背景技術の他の例を示す説明図である。上記背景技術におけるコアの磁歪振動の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０：電源用トランス１１：一次巻線１１ａ：端部１２：二次巻線１２ａ：端部１３：ボビン１３ａ：筒部１３ｂ：基台１３ｃ：磁芯挿通孔１３ｄ：中間鍔１３ｅ１：一次巻線区画１３ｅ２：二次巻線区画１３ｆ：開口１４：接続端子１４ａ：端子部１４ｃ：接続片１５：コア１５ａ：Ｉ型コア１５ｂ：Ｕ型コア１５ｃ：磁脚１６：接着剤１７：スペーサ２０：電源用トランス２１：一次巻線２１ａ：端部２２：二次巻線２２ａ：端部２３：ボビン２３ａ：筒部２３ｂ：基台２３ｃ：磁芯挿通孔２３ｄ：中間鍔２３ｅ１：一次巻線区画２３ｅ２：二次巻線区画２３ｆ：開口２４：接続端子２４ａ：端子部２４ｃ：接続片２５：コア２５ａ：中心磁脚２５ｂ：側磁脚２５ｃ：ヨーク２６：接着剤２７：スペーサ２７ｃ：切欠き

Claims

磁芯挿通孔が形成され巻線巻回領域が中間鍔により複数の区画に仕切られた筒部と、該筒部の少なくとも両端に設けられ、複数の端子がそれぞれに植設された複数の基台と、を有し、前記複数の区画の間に開口が形成されたボビンと、
前記筒部の一部の区画に巻回され、その端部のそれぞれが前記複数の基台のうちの少なくとも一つの基台の互いに異なる接続端子に接続された一次巻線と、
前記筒部の他の区画に巻回されるとともに、その端部のそれぞれが前記複数の基台のうちの少なくとも前記と異なる基台の互いに異なる接続端子に接続された二次巻線と、
前記磁芯挿通孔に挿通され前記開口を介してその面の一部が露出する磁芯挿通孔内の第１のコア部と、前記第１のコア部の両端に接着固定され、前記開口を介して露出する前記第１のコア部の面の一部と対向する前記磁芯挿通孔外の第２のコア部と、を有し、前記第１及び第２のコア部の少なくとも一部が前記基台にそれぞれ接着固定されるとともに、閉磁路を形成して前記一次巻線と二次巻線とを磁気結合させる一組のコアと、
前記開口に嵌合し、前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に接着固定され、非磁性材料からなる棒状又は板状のスペーサと、
を具備することを特徴とする電源用トランス。
前記第１のコア部はＩ型コアからなり、前記第２のコア部はＵ型コアからなることを特徴とする請求項１記載の電源用トランス。
前記一対のコアは、中心磁脚と前記中心磁脚の両側に配置された２つの側磁脚とをそれぞれ有する一対のＥ型コアが相互に突き合わされてなり、前記第１のコア部は前記一対のＥ型コア各々の前記中心磁極で構成され、前記第２のコア部は前記一対のＥ型コア各々の前記２つの側脚部で構成されることを特徴とする請求項１記載の電源用トランス。
前記スペーサは前記筒部の中間鍔により位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の電源用トランス。
前記スペーサは前記筒部に嵌合する切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１記載の電源用トランス。
前記スペーサの硬度は、前記第１のコア部と前記第２のコア部との間に前記スペーサを接着固定する接着剤の硬度より高いことを特徴とする請求項３記載の電源用トランス。