JPH03171607A - インバータ用トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、例えば放電灯用電子安定器が備える高周波イ
ンバータ回路などに使用されるインバータ用トランスに
関する。

［従来の技術］ 安定器を薄く形成することは照明器具全体の薄形化を図
るため有効である。高周波インバータ回路を備える放電
灯用電子安定器は、４０〜５０Ｋ　Ｈ　ｚの動作周波数
で放電灯を点灯させるもので、商用交流電源の周波数で
点灯させる従来の例えば漏洩変圧器形の安定器に比較し
て、トランスを小形・軽量化できる。

前記電子安定器に採用されるインバータ用トランスの一
例が第５図および第６図に示されている。

第５図中３１は鉄心構体で、これは一対のフェライト製
鉄心３２．３３を組合わせて形成されている。一次側お
よび二次側の鉄心３２．３３は、第６図に示すように各
部が同一の厚みに成形されたＥ形鉄心であり、これらは
中央脚３２ａ，３３ａの先端を突き合わせるとともに、
側脚３２ｂ，３３ｂの先端を夫々突き合わせて鉄心構体
３１を形成している。そして、一次側鉄心３２の中央脚
３２Ｂには、一次巻線３４が巻き付けられた巻枠３５が
嵌合して取付けられているとともに、二次側鉄心３３の
中央脚３３ａには、二次巻線３６が巻き付けられた巻枠
３７が嵌合して取付けられている。なお、第５図中３５
ａ，３７ａは夫々巻き枠３５．３７に一体に形成された
取付け部で、これを介して図示しない回路基板などに取
付けられるようになっている。

また、他のインバータ用トランスとして、第７図および
第８図に示すものも提案されている。このトランスは、
端面から見た形状が略Ｈ状をなす一対のＥ形鉄心４１．
４２を組合わせてなる鉄心構体４３に、各鉄心４１．４
２の中央脚に嵌合する巻枠４４，４５を介して一次巻線
４６、および二次巻線４７を夫々取付けてなる構成であ
る。そして、各巻枠４４．４５、および各巻線４６．４
７の厚みは、いずれも上記鉄心構体４３の最大厚みより
も小さくなるようにしてある。したがって、各巻線４６
．４７に必要な巻線長さを確保するために、このトラン
スの幅Ｗは、上記第５図および第６図のトランスに比較
して大きく形成されている。

［発明が躬決しようとする課題］ しかし、第５図および第６図のインパータ用トランスで
は、各巻線３４．３６が鉄心構体３１の上下両側面より
も突出する構成であるため、全体の厚さ寸法が比較的大
きいという！？！Ｊ　ａがある。なお、この従来例の構
成において更に薄くするには、このトランスの動作周波
数を上げれば理論上は可能であるが、そのようにすると
、効率が低下するたけでなく、このトランスの周囲に配
設された電子部品への周波数障害などを引起こし易くな
り、かつ、コストもかさむため、夫際的ではない。

また、第５図、第６図のインバータ用トランス、および
第７図、第８図のインバータ用トランスは、その巻線が
夫々露出されているために、各巻線の露出された平坦面
部分から外部に磁束が翻れ出るという問題があった。そ
のため、トランスのエネ？必要とするととともに、この
トランスの周囲尋配設される電子部品を磁気的影響が問
題とならない捏度に離して設けなければならない。取分
け、第７図．第８図のインバータ用トランスでは、その
幅Ｗが大きいことにより、各巻線４５．４６の上下平坦
面部分の面積も大きく、この平坦面部分から外部に漏れ
る磁束が多い。なお、第８図中矢印は漏れ磁束を示して
いる。しかも、このインバータ用トランスからの漏れ磁
束は、金属製の安定器ケースを通り、このケースに渦電
流を発生させるから、鉄損が大きい。そのため、これを
避けるために、このトランスの巻線４５．４６と上記安
定器ケースの間には、ある程度の空間距離を設ける必■
がある。したがって、トランス自体は薄いにも拘らず安
定器全体としては、さほど薄形にできないという問題が
あった。そして、以上のように空間距離を設けることに
より、トランスから安定器ケースへの熱伝導が妨げられ
、トランスの温度が上昇し易いという問題もあった。

本発明の１」的は、外部への磁束の漏れを防止できると
ともに、温度上昇を少なくできるインバータ用トランス
を得ることにある。また、本発咽は、薄形に形成できる
インバータ用トランスを得ることを他の目的としている
。

［課題を角タ決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のインバータ用トラ
ンスにおいては、複数の鉄心を組合わせてなる鉄心構体
と、この鉄心構体に取付けられた一次巻線および二次巻
線と、これら両巻線を覆って上記鉄心構体の厚み方向両
側に夫々設けられた一対のフェライト板とを具備したも
のである。

また、薄形化するために、複数の鉄心を組合わせて形成
されるとともに端面から見た形状が略Ｈ状をなす鉄心構
体と、この鉄心構体に取付けられるとともに上記鉄心構
体の最大厚み寸法よりも小さい１ｑみに巻かれた一次巻
線および二次巻線と、これら両巻線を覆って上記鉄心構
体の厚み方向両側に夫々設けられるとともに外面が上記
鉄心構体の厚み方向の両面と略面一に配置された一対の
フェライト板とを具備して形成するとよい。

［作用コ 請求項ｌの発明によれば、一次巻線と二次巻線における
鉄心構体から露出された部分をフェライト板で覆ってい
るので、これら巻線から外部に出る磁束を、フェライト
板を通して鉄心構体に戻すことができる。それによって
、外部への磁束の漏れを防止できるとともに、エネルギ
ー変換効率を向上できる。なお、フェライトの電気抵抗
は実質的に無限大に近いので、このフェライト板に渦電
流を生じることはない。そして、以上のように磁束の漏
れを防止できるから、このトランスを金城製ケースに対
して離すことなく、フェライト板を上記ケースに接触さ
せて設けることが可能となり、トランスに発生した熱を
フェライト板を通して上記ケースに放出できる。

また、請求項２の発明によれば、鉄心構体の端面形状が
略Ｈ状であるから、この構体に取付けられる巻線の厚み
を小さくして、この巻線を覆うフェライト板を鉄心構体
の最大厚み寸法内に収めることができる。したがって、
薄形のインバータ用トランスを構成できる。

〔丈施例コ 以下、本発明の一尖施例を第１図から第４図を参！！α
して説明する。

第４図に示す放電灯点灯装置１は、商用交流電諒２に接
続された直流電源回路３と、この回路３の出力端に接続
されたインバータ回路４とを有している。そして、イン
バータ回路４が備えるトランス５の二次巻線には、チョ
ークコイル６を介してけい光ランプなどの放電灯７が接
続されている。

囚示のインバータ回路４は、例えばスイッチングトラン
ジスタ８のオン・オフに伴って、このトランジスタ８の
エミッタに接続されたコンデンサつと上記トランス５の
一次巻線１０とがなす共振同路を共振動作させることに
より、トランス５の二次巻線１］から放電灯７の動作電
圧を放出させるとともに、チョークコイル６の限流作用
により放電灼７の点灯時の放電電流を制限するものであ
る。なお、第４図中１２は上記トランジスタ８のエミッ
タ・コレクタ間に並列接続されたトランジスタ保護用の
ダイオードである。

次に、上記トランス５の構成を第１図から第３図により
詳しく説明する。このトランス５は、第１図および第２
図に示すように鉄心構体１３と、これに取付けられる一
対の巻き枠１４．１５および上記巻線１０．１１と、一
対のフェライト板１６とから形成されている。

鉄心構体１３は同一構造をなす一対の鉄心１７．１８か
らなり、これらは第３図に示すように中央脚１９の一端
部両側に、この中央脚１９に対して直角に連なる連結部
２０を介して側脚２１を夫々一体に設けて形威されてい
る。中央脚１９と側脚２１とは互いに平行に設けられて
おり、したがって、各鉄心１７．１８はＥ形の平面形状
をなしている。そして、中央脚１つおよび連結部２０は
側脚２１よりも薄く形成されていて、側脚２１の厚み方
向中央部に位置して側脚２１に一体に連なっている。し
たがって、各鉄心１７．１８は連桔部２０を有した側の
端面から見た形状が略Ｈ状をなしている。また、これら
の鉄心１７．１８は、フェライトまたは電磁鋼板で形威
されていて、その中央脚１つの先端面同志および側脚２
１の先端面同志を突き合わせて連結することにより、鉄
心構体１３を形成している。

上記一対の巻き枠１４．１５はいずれも仕切り板部によ
り区画された複数の巻胴部（図示しない）を有している
。そして、一方の巻き枠１４には上記一次巻線１０が巻
き付けられているとともに、この巻きＰ？！１４は一方
の鉄心１７の中央脚１つに嵌合して取付けられている。

同様に他方の巻き枠１５には上記二次巻線１１が巻き付
けられているとともに、この巻き枠１５は他方の鉄心ｌ
８の中央脚１つに嵌合して取付けられている。

これら各巻線１０．１１はその厚みＸが、鉄心構体１３
の最大の厚みをなす側脚２１の厚みＹよりも小さくなる
ように巻かれている。そして、巻き枠１４、１５の仕切
り板部も、トランス５の厚み方向に沿う寸法Ｚが、側＃
２１の厚みＹよりもされていて、各巻線１０．１１にわ
たってこれらの上下平坦而部分（第１図および第２図に
おいて）を田って夫々設けられている。これらフェライ
ト板１６の取付けは、上記巻き枠１４，１５の仕切り板
部の端面に接着することにより実施している。

そのために、本実施例では上記鉄心１０．１１の平川面
部分と対向するフェライト板１６の一面に両面接着テー
ブ２２を貼着して、このテーブ２２を介して接着してい
る。以上のようにして取付けられた一対のフェライト板
１６の外面は、鉄心構体１３の厚み方向の両面、つまり
側脚２１の上下両面と略面一に配置されている。しかも
、各フェライト板１６の幅方向両端は、第２図に示すよ
うに僅かなギャップｇを設けて側脚２１に対向されてい
る。このギャップｇを設けることによって、フェライト
板１６の寸法誤差を吸収して、この板〕６を容易に側脚
２１間に取付けることができるようにしてある。

なお、第２図中２３は上記構戊のトランス５などを収納
したアルミニューム合金製の安定器ケースである。

以上説明したトランス５の構成によれば、鉄心構体１３
の端面形状が略Ｈ状をなし、その幅Ｗを大きく確保して
いるから、この構体１３に取付けられる各巻線１０．１
１の厚みを小さくして、これらの巻線１０．１１および
これを覆ったフェライト板１６を、鉄心構体１３の最大
厚み寸法（側脚２１の厚みＹ）内に収めることができる
。したがって、このトランス５を薄形に構成できる。

このトランス５においては、上記共振回路が共振動作を
するたびに一次巻線１０に励磁電流が流れる。そうする
と、一次巻線１０により発生される励磁磁束は、一次側
の鉄心１７が備える中央脚１つから二次側の鉄心１８が
備える中央脚１つを通ってから、この鉄心１８の連結部
２０および側脚２１を経由した後に、一次側の鉄心１７
の側脚２１および連結部２０を通って、この鉄心１７の
中央脚１つに環流する。したがって、この磁気回路によ
り二次巻線１１に電流が誘起されて、それが放電灯７に
供給されるものである。

ところで、各巻線１０．１１からは外部に向けて磁束の
一部が漏れるが、この漏れ磁束は各巻線１０．１１の平
坦面部分に対向して近接配置されこのように漏れ磁束を
遮蔽できるから、このトランス５を収納している安定器
ケース２３を漏れ磁束が通ることがなくなり、したがっ
て、渦電流の発生による鉄損をなくすことができる。な
お、フェライト板１６の電気抵抗は実質的に無限大に近
いので、このフェライト板１６に渦電流を生じることは
ない。

そのため、トランス５と安定器ケース２３の間にある楳
度の空間距離を設ける必要がなく、トランス５の側脚２
１およびフェライト板１６を安定器ケース２３に接触さ
せて設けることができる。

したかって、既述のようにトランス５自体が薄く購成さ
れていることと相俟って、電子安定器全体を薄形化にで
きる。

さらに、既述のように漏れ磁束を遮蔽できるから、この
トランス５の周囲に電子部品を近付けて配設しても、こ
れら部品が電磁障害を受けることがないので、安定器の
部品実装密度を向上させて小形化を図ることが可能であ
る。

しかも、トランス５の側脚２１およびフェライト板１６
を安定器ケース２３の壁面に接触させて設けることがで
きるから、これらを通１−で各巻線１０．１１に発生し
た熱を安定器ケース２３に放出できる。そのため、トラ
ンス５から安定器ケース２３への放熱性能を向上できる
。しかも、既述のように渦電流による損失がないので、
トランス５の損失が少なくなるから、損失に１′ｌ！う
熱エネルギーの発生を抑制できる。したがって、トラン
ス５の温度上昇を小さく抑制できる。

また、既述のように漏れ磁束を遮蔽して、この翻れ磁束
を鉄心構体ｌ３に戻すことができるから、一れ磁束が有
効に利用され、このトランス５のエネルギー変換効率を
向上できる。したがって、小な人力電力で所望の出力を
得ることができる。このことは以下の比較試験により明
らかにされた。

比較試験は、第４図のインバータ回路４を用いて４０Ｗ
の棒状けい光灯を２本点灯させる場合に、上記回路４の
トランスに以下の三つのサンプルを使用して、そのｇ．
７の入力電力をＡＰｊ定した試験である。第１のサンプ
ルは、第７図に示した従来のトランスを裸にした（アル
ミニューム合金製の安定器ケースに入れない）ものであ
る。第２のサンプルは、第７図に示した従来のトランス
を、厚さ１０關のアルミニューム合金製の安定器ケース
に、このケースの内面に側脚を接触して収納したもので
ある。第３のサンプルは、本実施例に示したトランス５
を、厚さｌＯｍｍのアルミニューム合金製の安定器ケー
ス２３に、このケース２３の内面に側脚２１およびフェ
ライト板１６を接触して収納したものである。そして、
フェライト板１６には幅２５ａｍ，長さ４０ｍｍ，厚さ
１　ｍ＋ｓの大きさのものを使用した。勿論、各サンプ
ルの大きさは同一である。

このようなサンプルを用いての比較試験の結果は、第１
および第３のサンプルでは夫々人力電力が７３．５Ｗで
あったのに対して、第２のサンプルの入力電力は７８．
７Ｗと、本実施例に比較して５．２Ｗ多くの入力を必要
とすることが分かった。

この結果は次のように解釈できる。つまり、漏れ磁束を
遮蔽できない第２のサンプルの場合には、安定器ケース
にトランスからの漏れ磁束が通ることから、安定器ケー
スが渦電流の発生により発熱し、それによって多くの入
力電力（７８．７Ｗ）を必要としているのに対して、第
１のサンプルでは安定器ケースがないので第２のサンプ
ルの場合よりも少ない入力電力（７３．５Ｗ）で済み、
そして、第３のサンプルでは、フェライト板による漏れ
磁束の遮蔽作用により安定器ケースを用いているにも拘
らず、第１のサンプルと同様に第２のサンプルの場合よ
りも少ない入力電力（７３．５Ｗ）で済むものである。

また、以上のように漏れ磁束を遮蔽するフェライト板１
６を備えることにより、その大きさを変えるとトランス
５のインダクタンス特性を変えることができる。したが
って、トランス５自身の特性ばらつきや周囲回路部品の
ばらつきに起因する特性のばらつきを、大きさが叉なる
フェライト板１６を選択して取付けることによって、所
定の特性を得られるように捕正できる。

その上、本実施例では漏れ磁束を遮蔽するフェライト板
１６を、両面接着テーブ２２を用いて鉄心構体１３に取
付けたから、トランス５にｌ機械的衝撃が加わった場合
に、その衝撃力を両面接着テーブ２２で吸収できる。し
たがって、フェライト板１６に加わる衝撃力を弱められ
て、フェライト板１６が割れることを防止できる。

なお、本発明は上記一実施例には制約されない。

例えば、本発明は第５図を用いて説明したようなトラン
スにおいても適用できることは勿論である。

［発明の効果］ 本発明は以上の通り構成されているので、請求項１のイ
ンバータ用トランスにおいては、一次巻線と二次巻線に
おける鉄心構体から露出された部分を覆ってフェライト
板を設けたことにより、上記巻線から外部へ漏れる磁束
を遮蔽して、外部への磁束の漏れを防止できるとともに
、上記フェライト板を金属製ケースに接触させて、この
ケース内にトランスを設けることが可能であり、トラン
スに発生した熱をフェライト板を通して上記ケースに放
出できるから、トランスの温度上昇を抑制できる。

また、請求項２のインバータ用トランスにおいては、鉄
心構体の端面形状が略Ｈ状であるから、この構体に取付
けられる巻線の厚みを小さくして、この巻線を覆うフェ
ライト板を鉄心構体の最大厚み寸法内に収めることがで
き、したがって、薄形のインバータ用トランスを構成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
トランス全体の分解斜視図、第２図はトランス全体を端
面方向から見た図、第３図は鉄心構体の分解斜視図、第
４図は放電灯点灯装置を示す目路図である。 第５図および第６図は従来例を示し、第５図はトランス
全体の斜視図、第６図は鉄心構体の分解斜視図である。 第７図およびｔｔＳｇ図は従来の他の例を示し、第７図
はトランス全体の斜視図、第８図はトランス全体を端面
方向から見た図である。 ５・・・トランス、１０・・・一次巻線、１１・・・二
次巻線、１１・・・鉄心構体、１６・・・フェライト板
、１７、１８・・・鉄心。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の鉄心を組合わせてなる鉄心構体と、この鉄心
   構体に取付けられた一次巻線および二次巻線と、これら
   両巻線を覆って上記鉄心構体の厚み方向両側に夫々設け
   られた一対のフェライト板とを具備したインバータ用ト
   ランス。
2. ２．複数の鉄心を組合わせて形成されるとともに端面か
   ら見た形状が略Ｈ状をなす鉄心構体と、この鉄心構体に
   取付けられるとともに上記鉄心構体の最大厚み寸法より
   も小さい厚みに巻かれた一次巻線および二次巻線と、こ
   れら両巻線を覆って上記鉄心構体の厚み方向両側に夫々
   設けられるとともに外面が上記鉄心構体の厚み方向の両
   面と略面一に配置された一対のフェライト板とを具備し
   たインバータ用トランス。