(57)【要約】【課題】一次巻線および二次巻線を一定の距離だけ正確に離間させつつ、一次巻線および二次巻線で発生する熱をより効率的に放熱させる。【解決手段】平板状の一次巻線２１および二次巻線２２と、各巻線２１，２２を挿通する中脚３１、中脚３１の長さ方向に沿った一方の端部に連結された第１コア部３４、およびこの長さ方向に沿った他方の端部に連結された第２コア部３５を有する磁性コア２３とを備え、第１コア部３４における中脚３１が位置する側の壁面ＷＰ１、およびこの壁面ＷＰ１と対向する第２コア部３５における中脚３１が位置する側の壁面ＷＰ２は互いに平行な状態で形成され、一次巻線２１が壁面ＷＰ１に固定され、かつ二次巻線２２が壁面ＷＰ２に固定されて、一次巻線２１と二次巻線２２の相互間の距離ｌ２が一定に規定されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状に形成された一次巻線と、
平板状に形成された二次巻線と、
前記一次巻線と前記二次巻線とを挿通する柱状コア部、当該柱状コア部の長さ方向に沿った一方の端部に連結された第１コア部、および前記長さ方向に沿った他方の端部に連結された第２コア部を有する磁性コアとを備えているトランスであって、
前記第１コア部における前記柱状コア部が位置する側の壁面、および当該第１コア部の当該壁面と対向する前記第２コア部における前記柱状コア部が位置する側の壁面は、互いに平行な状態で形成され、
前記一次巻線および前記二次巻線は、一方が前記第１コア部の前記壁面に固定されると共に、他方が前記第２コア部の前記壁面に固定されて、相互間の距離が一定に規定されているトランス。
【請求項２】
前記一次巻線および前記二次巻線のうちの少なくとも一方は、基板に形成されたコイル状導体パターンで構成されている請求項１記載のトランス。
【請求項３】
前記一次巻線および前記二次巻線は、対応する前記壁面に熱伝導性を有する接着剤で接着されて固定されている請求項１または２記載のトランス。
【請求項４】
放熱部材を備えている請求項１から３のいずれかに記載のトランス。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のトランスと、
前記一次巻線に直流入力電圧を断続的に印加するスイッチング部と、
前記二次巻線に接続されて、当該二次巻線に発生する交流電圧を整流平滑して直流出力電圧を出力する二次側整流平滑部と、
前記直流出力電圧に基づいて前記スイッチング部の動作を制御する制御部とを備えている電源装置。
【請求項６】
入力ラインに接続される一対の入力端子、当該一対の入力端子に一対の電源ラインを介して接続されると共に前記入力ラインと当該一対の入力端子と当該一対の電源ラインとを介して入力される交流電圧を整流平滑して前記スイッチング部に前記直流入力電圧として出力する一次側整流平滑部、および前記一対の電源ラインに介装されたヒューズまたはブレーカを備えている請求項５記載の電源装置、並びに当該電源装置の後段に接続されると共に当該電源装置からの前記直流出力電圧に基づいて動作する医療機器を備えている医療システム。
【請求項７】
入力ラインに接続される一対の入力端子、および当該一対の入力端子に接続されると共に前記入力ラインと当該一対の入力端子とを介して入力される交流電圧を整流平滑して前記スイッチング部に前記直流入力電圧として出力する一次側整流平滑部を備えている請求項５記載の電源装置と、
前記入力ラインに介装されたヒューズまたはブレーカと、
前記電源装置の後段に接続されると共に当該電源装置からの前記直流出力電圧に基づいて動作する医療機器とを備えている医療システム。
【請求項８】
入力ラインに接続される一対の入力端子、当該一対の入力端子に一対の電源ラインを介して接続されると共に前記入力ラインと当該一対の入力端子と当該一対の電源ラインとを介して入力される交流電圧を整流平滑して前記スイッチング部に前記直流入力電圧として出力する一次側整流平滑部、および前記一対の電源ラインのうちの一方の電源ラインに介装された第１ヒューズまたは第１ブレーカを備えている請求項５記載の電源装置と、
前記一対の電源ラインのうちの他方の電源ラインに前記入力端子を介して接続される前記入力ラインに介装された第２ヒューズまたは第２ブレーカと、
前記電源装置の後段に接続されると共に当該電源装置からの前記直流出力電圧に基づいて動作する医療機器とを備えている医療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次巻線と二次巻線とコアとを備えたトランス、このトランスを備えた電源装置、およびこの電源装置を備えた医療システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のトランスとして、下記の特許文献１に開示された電源装置（絶縁型スイッチング電源）に用いられているトランスが知られている。このトランスは、絶縁トランスを構成する一次巻線がパターンで形成された第１回路基板と、絶縁トランスを構成する二次巻線がパターンで形成されると共に二次巻線が形成されている部分が第１回路基板の一次巻線が形成された部分に所定の間隔をもって対向するように配置された第２回路基板と、第１回路基板の一次巻線および第２回路基板の二次巻線に挿通されて絶縁トランスを構成する磁性体からなるコアと、第１回路基板と第２回路基板との間に設けられると共に第１回路基板の一次巻線が形成された部分と第２回路基板の二次巻線が形成された部分との間隔を上記の所定の間隔に規定する間隔規定部材（スペーサ）とを備えて構成されている。
【０００３】
このトランスでは、第１回路基板の一次巻線および第２回路基板の二次巻線の間隔が、間隔規定部材によって所定の間隔に規定されることで、所望のインダクタンス値の漏れインダクタンスを形成することが可能となっている。また、このトランスでは、一次巻線と二次巻線とが第１回路基板と第２回路基板とに分離して設けられているため、トランスで発生する熱を効率的に放熱することも可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１６５１７６号公報（第３−７頁、第１−４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したトランスでの発熱の主たる原因は、一次巻線および二次巻線に電流が流れることによって生じる発熱（銅損）である。このため、上記したトランスでは、一次巻線と二次巻線とを分離することで（発熱部材同士を離すことで）、それぞれにおいて発生する熱を効率的に放熱し得るようにしている。しかしながら、一次巻線および二次巻線での発熱がより多い場合には、一次巻線と二次巻線とを分離するだけの構成では放熱が追いつかずに、一次巻線および二次巻線の温度が大幅に上昇するという課題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、一次巻線および二次巻線を一定の距離だけ正確に離間させつつ、一次巻線および二次巻線で発生する熱をより効率的に放熱し得るトランスを提供することを主目的とする。また、このトランスを備えた電源装置、およびこの電源装置を備えた医療システムを提供することを他の主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明に係るトランスは、平板状に形成された一次巻線と、平板状に形成された二次巻線と、前記一次巻線と前記二次巻線とを挿通する柱状コア部、当該柱状コア部の長さ方向に沿った一方の端部に連結された第１コア部、および前記長さ方向に沿った他方の端部に連結された第２コア部を有する磁性コアとを備えているトランスであって、前記第１コア部における前記柱状コア部が位置する側の壁面、および当該第１コア部の当該壁面と対向する前記第２コア部における前記柱状コア部が位置する側の壁面は、互いに平行な状態で形成され、前記一次巻線および前記二次巻線は、一方が前記第１コア部の前記壁面に固定されると共に、他方が前記第２コア部の前記壁面に固定されて、相互間の距離が一定に規定されている。
【０００８】
したがって、このトランスによれば、相互間の距離が製造公差の極めて少ない柱状コア部の長さとなる第１コア部の壁面および第２コア部の壁面に一次巻線および二次巻線を固定する構成により、一次巻線および二次巻線間の距離を、製造されるトランス毎のばらつきが極めて少ない状態（一次巻線および二次巻線間の距離が高精度で一定となる状態）にすることができる。このため、一次巻線および二次巻線間の距離で規定される漏れインダクタンスのインダクタンス値を予め規定された値（目標値）に高精度で揃えることができる。このトランスによれば、第１コア部の壁面および第２コア部の壁面に一次巻線および二次巻線を固定する構成のため、一次巻線および二次巻線において発生した熱を効率よく磁性コアに伝達（放熱）することができることから、一次巻線および二次巻線の温度が大幅に上昇するという事態の発生を確実に回避することができる。
【０００９】
また、本発明に係るトランスは、前記一次巻線および前記二次巻線のうちの少なくとも一方は、基板に形成されたコイル状導体パターンで構成されている。
【００１０】
これにより、このトランスによれば、この少なくとも一方の巻線を平板状に正確、かつ簡易に形成することができる。
【００１１】
また、本発明に係るトランスは、前記一次巻線および前記二次巻線は、対応する前記壁面に熱伝導性を有する接着剤で接着されて固定されている。
【００１２】
これにより、このトランスによれば、第１コア部および第２コア部の各壁面と、一次巻線および二次巻線との密着性を接着剤で高めることができる。したがって、このトランスによれば、一次巻線および二次巻線において発生した熱をより一層効率よく磁性コアに伝達（放熱）することができる。
【００１３】
また、本発明に係るトランスは、放熱部材を備えている。
【００１４】
これにより、このトランスによれば、一次巻線および二次巻線から磁性コアに伝達される熱を放熱部材を介して回路基板などのトランスが固定される部材側に効率よく伝達（放熱）することができる。また、トランスを電源装置の筐体（ケース）に接触させたり、ヒートシンクに接触させたりする構成のときには、トランスが接触させられるこれらの部材側に上記の熱を効率よく伝達（放熱）することができる。
【００１５】
本発明に係る電源装置は、上記のトランスと、前記一次巻線に直流入力電圧を断続的に印加するスイッチング部と、前記二次巻線に接続されて、当該二次巻線に発生する交流電圧を整流平滑して直流出力電圧を出力する二次側整流平滑部と、前記直流出力電圧に基づいて前記スイッチング部の動作を制御する制御部とを備えている。
【００１６】
これにより、この電源装置によれば、上記したトランス単体での効果を奏することができる。
【００１７】
本発明に係る医療システムは、入力ラインに接続される一対の入力端子、当該一対の入力端子に一対の電源ラインを介して接続されると共に前記入力ラインと当該一対の入力端子と当該一対の電源ラインとを介して入力される交流電圧を整流平滑して前記スイッチング部に前記直流入力電圧として出力する一次側整流平滑部、および前記一対の電源ラインに介装されたヒューズまたはブレーカを備えている上記の電源装置、並びに当該電源装置の後段に接続されると共に当該電源装置からの前記直流出力電圧に基づいて動作する医療機器を備えている。
【００１８】
したがって、この医療システムによれば、上記の電源装置が強化絶縁されたトランスを備えている構成において、さらに一対の電源ラインにヒューズまたはブレーカを備えることで、電源装置単体で医療用規格を取得可能な構成を有しているため、電源装置の外部（具体的には、電源装置に接続される入力ライン）に絶縁トランスおよびヒューズ（またはブレーカ）を介装することなく、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。また、この医療システムによれば、上記の電源装置を備えたことにより、上記した電源装置単体での効果を奏することができる。
【００１９】
本発明に係る医療システムは、入力ラインに接続される一対の入力端子、および当該一対の入力端子に接続されると共に前記入力ラインと当該一対の入力端子とを介して入力される交流電圧を整流平滑して前記スイッチング部に前記直流入力電圧として出力する一次側整流平滑部を備えている上記の電源装置と、前記入力ラインに介装されたヒューズまたはブレーカと、前記電源装置の後段に接続されると共に当該電源装置からの前記直流出力電圧に基づいて動作する医療機器とを備えている。
【００２０】
したがって、この医療システムによれば、電源装置が強化絶縁されたトランスを備えている構成において、電源装置の外部（具体的には、電源装置に接続される入力ライン）にヒューズ（またはブレーカ）を介装するだけで、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。また、この医療システムによれば、上記の電源装置を備えたことにより、上記した電源装置単体での効果を奏することができる。
【００２１】
本発明に係る医療システムは、入力ラインに接続される一対の入力端子、当該一対の入力端子に一対の電源ラインを介して接続されると共に前記入力ラインと当該一対の入力端子と当該一対の電源ラインとを介して入力される交流電圧を整流平滑して前記スイッチング部に前記直流入力電圧として出力する一次側整流平滑部、および前記一対の電源ラインのうちの一方の電源ラインに介装された第１ヒューズまたは第１ブレーカを備えている上記の電源装置と、前記一対の電源ラインのうちの他方の電源ラインに前記入力端子を介して接続される前記入力ラインに介装された第２ヒューズまたは第２ブレーカと、前記電源装置の後段に接続されると共に当該電源装置からの前記直流出力電圧に基づいて動作する医療機器とを備えている。
【００２２】
したがって、この医療システムによれば、電源装置が強化絶縁されたトランスを備えている構成において、さらに一方の電源ラインに介装された第１ヒューズまたは第１ブレーカを内部に備えているため、電源装置の外部に（具体的には、電源装置に接続される入力ラインのうちの他方の電源ラインに接続される入力ラインに第２ヒューズまたは第２ブレーカを介装するだけで、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。また、この医療システムによれば、上記の電源装置を備えたことにより、上記した電源装置単体での効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のトランスおよび電源装置によれば、トランスにおいて一次巻線および二次巻線を一定の距離だけ正確に離間させつつ、一次巻線および二次巻線で発生する熱をより効率的に磁気コアに伝達（放熱）することができる。また、本発明の医療システムによれば、この電源装置を備えて、この電源装置単体での効果を奏しつつ、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】トランス５を備えた電源装置１の構成図である。
【図２】トランス５の構成を説明するための分解斜視図である。
【図３】トランス５の構成を説明するための一部組み立て分解斜視図である。
【図４】トランス５の構成を説明するための斜視図である。
【図５】図４のＷ−Ｗ線断面図である。
【図６】放熱部材としての熱伝導性シート５１を備えたトランス５の構成を説明するための一部組み立て分解斜視図である。
【図７】図６のトランス５を回路基板ＰＣＢに実装した状態でのＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ１の構成図である。
【図９】電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ２の構成図である。
【図１０】電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ３の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、トランス、電源装置および医療システムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
最初に、電源装置の一例としての電源装置１の構成について、トランスの一例としてのトランス５の構成と併せて図面を参照して説明する。この電源装置１は、一例として図１に示すように、一対の入力端子２ａ，２ｂ（以下、特に区別しないときには入力端子２ともいう）、一次側平滑部３、スイッチング部４、トランス５、整流部６、二次側平滑部７、および一対の出力端子８ａ，８ｂ（以下、特に区別しないときには出力端子８ともいう）を備え、入力端子２ａ，２ｂ間に入力される直流入力電圧Ｖｉｎ（入力端子２ａの電位が入力端子２ｂの電位を基準として高電位となる直流電圧）に基づいて、直流出力電圧Ｖｏｕｔを生成して、出力端子８ａ，８ｂ間に出力する（出力端子８ａの電位が出力端子８ｂの電位を基準として高電位となる状態で出力する）。また、電源装置１は、直流出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値に基づいてスイッチング部４を構成するスイッチ素子（図１では一例として、後述する４つのスイッチ素子）に対するスイッチング制御を実行する制御部９を備えて、直流出力電圧Ｖｏｕｔを一定に維持する。
【００２７】
一次側平滑部３および二次側平滑部７は、一例としてインダクタおよびコンデンサを備えて構成されているが、コンデンサだけで構成することもできる。また、二次側平滑部７は、整流部６と共に二次側整流平滑部を構成する。また、一次側平滑部３については、直流入力電圧Ｖｉｎが、その電圧値が安定したものであったり、また含まれている高周波ノイズ成分が十分に少ないときには、省略することもできる。また、入力端子２ａ，２ｂ間に直流入力電圧Ｖｉｎが入力される構成に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、交流電圧が供給される一対の入力ラインに入力端子２ａ，２ｂが接続される構成とすることもできる。この場合、図示はしないが、入力端子２ａ，２ｂと一次側平滑部３との間に整流部（一次側平滑部３と共に一次側整流平滑部を構成する）が配設されて、この一次側整流平滑部（この整流部および一次側平滑部３）が交流電圧から直流入力電圧Ｖｉｎを生成してスイッチング部４に直流入力電圧として出力する。なお、この一次側整流平滑部については、力率改善回路（ＰＦＣ回路）を含む構成にしてもよいのは勿論である。
【００２８】
スイッチング部４は、１または２以上のスイッチ素子を含んで構成されると共に、入力端子２とトランス５の後述する一次巻線２１との間に配設されて、スイッチ素子のスイッチング動作により直流電圧としての直流入力電圧Ｖｉｎを一次巻線２１に断続的に印加する。スイッチ素子としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）やバイポーラ型トランジスタなどの種々の半導体スイッチを使用することができる。
【００２９】
また、本例では一例として、スイッチング部４では、図１に示すように、４つのスイッチ素子（一例として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴで構成されたスイッチ素子１１，１２，１３，１４）を備えたフルブリッジ方式の回路方式が採用されているが、この回路方式に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、シングルエンディッドフォーワード方式、プッシュプル方式、ハーフブリッジ方式など、種々の回路方式を採用することもできる。
【００３０】
トランス５は、図１に示すように、一次巻線２１、二次巻線２２、および一次巻線２１と二次巻線２２とを磁気的に結合させる共通の磁性コア２３を備えている。また、電源装置１では、トランス５の漏れインダクタンス２４を利用する回路方式を採用している。漏れインダクタンス２４を利用する回路方式としては、一次巻線２１に直列接続される別体のリアクトルを漏れインダクタンス２４で代用して省く回路方式や、漏れインダクタンス２４を利用してスイッチング部４での各スイッチ素子１１，１２，１３，１４をソフトスイッチングさせる回路方式など、種々の回路方式が公知であるが、本例は一例として、漏れインダクタンス２４を利用して各スイッチ素子１１，１２，１３，１４をソフトスイッチングさせる回路方式を採用しているものとする。
【００３１】
この場合、各スイッチ素子１１，１２，１３，１４を適切にソフトスイッチングさせるためには、漏れインダクタンス２４のインダクタンス値を予め規定された値（目標値：予め規定された目標範囲内に収まる値）にする必要がある。また、製造されるトランス５毎のインダクタンス値をこの目標値に、できる限りばらつきの少ない状態で揃える必要がある。漏れインダクタンス２４は、主として一次巻線２１と二次巻線２２とを分割して磁性コア２３に巻く（配置する）ことで形成され、この場合、そのインダクタンス値は一次巻線２１と二次巻線２２との間の距離（間隔）によって規定される。このため、本例のトランス５では、製造されるトランス５毎の一次巻線２１と二次巻線２２との間の距離が高精度で一定となるように（この結果として、漏れインダクタンス２４のインダクタンス値が高精度で一定となるように）、以下の構造を採用している。
【００３２】
このトランス５の構造について具体的に説明する。
【００３３】
磁性コア２３は、本例では一例として図２〜図５に示すように、双方がＥ形に形成された一対の磁性コア２３ａ，２３ｂが組み合わされて構成されている（ＥＥ形コアで構成されている）。なお、磁性コア２３は、ＥＥ形コアに限定されるものではなく、図示はしないが、ＥＥ形コアと同じようにして市販されている他の形のコア（ＥＩ形コア、ＥＥＲ形コア、ＰＱ形コアおよびＥＲ形コアなど）で構成することもできる。
【００３４】
磁性コア２３は、上記したいずれの形のコアで構成した場合においても、図４，５に示すように、一次巻線２１と二次巻線２２とが配置される（言い換えれば、一次巻線２１と二次巻線２２とに挿通される）柱状コア部３１（四角柱状または円柱状のコア部。以下、中脚３１ともいう）と、中脚３１と同じ長さ（図４，５における上下方向に沿った長さ）の一対の柱状（本例では直方体状）の側脚３２，３３と、各脚３１，３２，３３の長さ方向（図４，５における上下方向）に沿ったそれぞれの一方の端部（図４，５における上端部）に連結された均一な厚みの平板状（本例では直方体状）の第１コア部３４と、各脚３１，３２，３３の長さ方向に沿ったそれぞれの他方の端部（図４，５における下端部）に連結された均一な厚みの平板状（本例では直方体状）の第２コア部３５とを備えている。
【００３５】
また、同じ長さに形成された各脚３１，３２，３３の一方の端部に連結された第１コア部３４および他方の端部に連結された第２コア部３５の互いに対向する壁面（第１コア部３４における中脚３１が位置する側の壁面ＷＰ１および第２コア部３５における中脚３１が位置する側の壁面ＷＰ２。図２，５参照）は、互いに平行な状態で形成されている（具体的には、互いに平行な平面に形成されている）。
【００３６】
また、市販の各形のコアはいずれも、通常、製造公差の極めて少ない状態で製造されている。このため、各脚３１，３２，３３の長さＬ１（つまり、各壁面ＷＰ１，ＷＰ２間の距離Ｌ１。図５参照）は、ばらつきの極めて少ない状態（例えば、基準寸法に対して、±０．３ｍｍの範囲内に揃う状態）に維持されている。
【００３７】
また、図２，３，４に示すように、一次巻線２１は、一例として基板４１に形成されたコイル状導体パターンで構成され、二次巻線２２は、基板４２に形成されたコイル状導体パターンで構成されている。なお、二次巻線２２は、本例では一例として、図１に示すようにセンタータップを有する構成であるが、図示はしないが、センタータップを有しない構成であってもよい。各基板４１，４２は、ガラスエポキシなどの絶縁性を有する樹脂材を用いて均一な厚みの平板体に形成されている。
【００３８】
また、基板４１には、磁性コア２３の中脚３１を挿通させるための挿通孔４１ａが形成されており、一次巻線２１はこの挿通孔４１ａを取り囲むコイル状に形成されている。基板４２には、磁性コア２３の中脚３１を挿通させるための挿通孔４２ａが形成されており、二次巻線２２はこの挿通孔４２ａを取り囲むコイル状に形成されている。
【００３９】
また、一次巻線２１および二次巻線２２は、基板４１，４２が多層基板のときには、その内層または一方の表面に形成され、単層基板のときには一方の表面に形成されている。この構成により、一次巻線２１および二次巻線２２は、対応する基板４１，４２の表面と平行な平板状にそれぞれ形成されている。
【００４０】
また、図３，４，５に示されるように、基板４１は、一方の磁性コア２３ａの脚部３１ａ（磁性コア２３ａにおける中脚３１を構成する部位）が挿通孔４１ａに挿通されると共に、第１コア部３４側の表面（図３，４，５中の上側表面）における壁面ＷＰ１との対向部位が壁面ＷＰ１に密着した状態で一方の磁性コア２３ａに固定される。この場合、基板４１に形成された一次巻線２１が第１コア部３４の壁面ＷＰ１と直接接触する構成でもよいが、一次巻線２１が第１コア部３４と直接接触する構成に起因して固定の際に傷を負う虞もある。これを回避するため、一次巻線２１が、第１コア部３４と直接接触しない状態で磁性コア２３ａに固定される構成が好ましい。具体的には、基板４１が単層基板または多層基板であって、その一方の表面に一次巻線２１が形成されているときには、基板４１の他方の表面を第１コア部３４の壁面ＷＰ１に密着させて固定する構成が好ましい。なお、基板４１が多層基板であって、その内層に一次巻線２１が形成されているときには、基板４１のいずれの表面を壁面ＷＰ１に密着させて固定してもよい。
【００４１】
また、図３，４，５に示されるように、基板４２は、他方の磁性コア２３ｂの脚部３１ｂ（磁性コア２３ｂにおける中脚３１を構成する部位）が挿通孔４２ａに挿通されると共に、第２コア部３５側の表面（図３，４，５中の下側表面）における壁面ＷＰ２との対向部位が壁面ＷＰ２に密着した状態で他方の磁性コア２３ｂに固定される。この場合、基板４２に形成された二次巻線２２が第２コア部３５の壁面ＷＰ２と直接接触する構成でもよいが、二次巻線２２が第２コア部３５と直接接触する構成に起因して固定の際に傷を負う虞もある。これを回避するため、二次巻線２２が、第２コア部３５と直接接触しない状態で磁性コア２３ｂに固定される構成が好ましい。具体的には、基板４２が単層基板または多層基板であって、その一方の表面に二次巻線２２が形成されているときには、基板４２の他方の表面を第２コア部３５の壁面ＷＰ２に密着させて固定する構成が好ましい。なお、基板４２が多層基板であって、その内層に二次巻線２２が形成されているときには、基板４２のいずれの表面を壁面ＷＰ２に密着させて固定してもよい。
【００４２】
なお、本例では理解の容易のため、図５に示されるように、基板４１の一方の表面（同図中の下側表面）に一次巻線２１が形成されて、基板４１は、その他方の表面（同図中の上側表面）が第１コア部３４の壁面ＷＰ１に密着させられて固定されているものとする。また、基板４２の一方の表面（同図中の上側表面）に二次巻線２２が形成されて、基板４２は、その他方の表面（同図中の下側表面）が第２コア部３５の壁面ＷＰ２に密着させられて固定されているものとする。
【００４３】
また、基板４１を第１コア部３４に、また基板４２を第２コア部３５に密着させて固定する際には、接着剤（図示せず）で固定する構成が採用される。この場合、基板４１に形成された一次巻線２１および基板４２に形成された二次巻線２２において発生した熱（銅損により発生した熱）が対応するコア部３４，３５（つまり、対応する磁性コア２３ａ，２３ｂ）側に効率よく伝達され得るように、つまり一次巻線２１および二次巻線２２からの放熱が効率よく行われるように、熱伝導性の良好な材料で構成された接着剤（高い熱伝導性を有する熱伝導性接着剤）を使用するのが好ましい。
【００４４】
また、トランス５は、基板４１が固定された磁性コア２３ａと、基板４２が固定された磁性コア２３ｂとが図４，５に示すように組み合わされて構成される。
【００４５】
この場合、基板４１，４２は、一般的に高い寸法精度で製造可能（基板４１，４２の厚みも高い寸法精度で製造可能）である。したがって、このことと、上記したように磁性コア２３の各脚３１，３２，３３の長さＬ１（各壁面ＷＰ１，ＷＰ２間の距離Ｌ１。図５参照）がばらつきの極めて少ない状態に維持されていることとが相まって、トランス５では、一次巻線２１および二次巻線２２間の距離（間隔）Ｌ２（図５参照）は、製造されるトランス５毎のばらつきが極めて少ない状態（距離Ｌ２が高精度で一定となる状態）となっている。
【００４６】
なお、一次巻線２１および二次巻線２２は、基板４１，４２に形成されたコイル状導体パターンで構成されるものに限定されるものではない。例えば、一次巻線２１および二次巻線２２のうちの少なくとも一方は、図示はしないが、絶縁被覆で覆われた銅線を平面内でコイル状に一定の厚みとなるように巻回すると共にワニスなどで固めて、全体として平板状に形成したものであってもよい。また、この少なくとも一方は、図示はしないが、平板状をなす環状体の一部に開口部を形成して端部を設けると共に、これら端部側に接続部（スイッチング部４または整流部６に接続される接続部）を設けた導電板（金属板）によって形成された巻線であってもよい。
【００４７】
整流部６は、二次側平滑部７と共に二次側整流平滑部を構成する。整流部６は、二次巻線２２に誘起する交流電圧を整流して、脈流電圧に変換して二次側平滑部７へ出力する。本例では、整流部６は、一例として２つの整流素子（具体的にはダイオード）を有して構成されて、二次巻線２２のセンタータップを基準として二次巻線２２の各端部に誘起する交流電圧を整流（全波整流）する。なお、整流部６は、２つの整流素子で構成するものに限定されない。例えば、整流部６は、二次巻線２２の構成に対応させて、１つの整流素子で半波整流する構成や、４つの整流素子（フルブリッジに構成された整流素子）で全波整流する構成など、種々の構成を採用することができる。
【００４８】
上記の電源装置１は、一対の入力端子２ａ，２ｂ、一次側平滑部３、スイッチング部４、トランス５、整流部６、二次側平滑部７および一対の出力端子８ａ，８ｂが回路基板に実装されて構成される。また、トランス５は、一次巻線２１および二次巻線２２から対応する磁性コア２３ａ，２３ｂに伝達される熱を、さらに回路基板側に効率よく伝達し得るように、放熱部材を備える構成とするのが好ましい。放熱部材としては、例えば、図６に示すような熱伝導性シート５１を使用することができる。
【００４９】
この場合、トランス５は、図６に示すように、熱伝導性シート５１を各脚３２，３３および各コア部３４，３５の外壁面に巻き回して取り付け、さらに図７に示すように、回路基板ＰＣＢとの間に熱伝導性シート５１が介在する状態で回路基板ＰＣＢに接着して実装される。この場合、回路基板ＰＣＢでの放熱を良好なものとするために、回路基板ＰＣＢに存在しているベタパターン部にトランス５を実装するのが好ましい。この構成により、トランス５では、一次巻線２１および二次巻線２２から対応する磁性コア２３ａ，２３ｂに伝達される熱が、熱伝導性シート５１を介して回路基板ＰＣＢ側に効率よく伝達される。つまり、このトランス５では、一次巻線２１および二次巻線２２、さらには磁性コア２３についての良好な放熱性が確保されている。なお、トランス５を実装する部位は、電源装置１の他の構成要素が実装された回路基板ＰＣＢに限定されるものではなく、より良好に放熱させるために、図示はしないが、アルミ製の基板や、固定のための金属プレートや、電源装置１のケースなどとすることもできる。
【００５０】
次に、電源装置１の動作について説明する。
【００５１】
電源装置１では、入力端子２ａ，２ｂ間に直流入力電圧Ｖｉｎが入力されている状態において、スイッチング部４がソフトスイッチング動作することにより、直流入力電圧Ｖｉｎを一次巻線２１に断続的に印加する。これにより、トランス５は、二次巻線２２に交流電圧を誘起させ、整流部６は、この交流電圧を整流して脈流電圧に変換し、二次側平滑部７がこの脈流電圧を平滑して直流出力電圧Ｖｏｕｔとして出力端子８ａ，８ｂ間に出力する。
【００５２】
この際に、トランス５では、平板状の一次巻線２１が形成された基板４１が、一方の磁性コア２３ａを構成する第１コア部３４の壁面ＷＰ１に密着した状態で固定され、かつ平板状の二次巻線２２が形成された基板４２が、他方の磁性コア２３ｂを構成する第２コア部３５の壁面ＷＰ２に密着した状態で固定された構成のため、一次巻線２１および二次巻線２２間の距離Ｌ２がばらつきの極めて少ない状態で予め規定された長さに規定されている（つまり、距離Ｌ２が高精度で予め規定された一定の長さとなっている）結果、漏れインダクタンス２４のインダクタンス値が予め規定された値（目標値）となっている。したがって、スイッチング部４は、インダクタンス値が目標値に正確に規定された漏れインダクタンス２４を利用して、正しくソフトスイッチング動作する。このため、スイッチング部４で発生するノイズは、極めて少ない状態に維持されている。
【００５３】
また、トランス５では、上記したように、一次巻線２１が形成された基板４１が一方の磁性コア２３ａを構成する第１コア部３４の壁面ＷＰ１に密着した状態で固定され、かつ二次巻線２２が形成された基板４２が他方の磁性コア２３ｂを構成する第２コア部３５の壁面ＷＰ２に密着した状態で固定されているため、一次巻線２１および二次巻線２２において銅損によって発生した熱が対応する磁性コア２３ａ，２３ｂに効率よく伝達される。これにより、電源装置１では、一次巻線２１および二次巻線２２の温度が大幅に上昇するという事態の発生が回避されている。
【００５４】
また、電源装置１では、トランス５が、磁性コア２３と回路基板ＰＣＢとの間に熱伝導性シート５１が介在した状態で回路基板ＰＣＢに実装されているため、一次巻線２１および二次巻線２２から磁性コア２３に伝達された熱が、熱伝導性シート５１を介して回路基板ＰＣＢ側に効率よく伝達される。これにより、電源装置１では、トランス５全体の温度が大幅に上昇するという事態の発生が回避されている。
【００５５】
このように、このトランス５では、平板状に形成された一次巻線２１および二次巻線２２を挿通する中脚３１、中脚３１の長さ方向に沿った一方の端部に連結された第１コア部３４、およびこの長さ方向に沿った中脚３１の他方の端部に連結された第２コア部３５を有する磁性コア２３を備え、一次巻線２１は第１コア部３４の壁面ＷＰ１に固定されると共に、二次巻線２２は第２コア部３５の壁面ＷＰ２（壁面ＷＰ１と平行な壁面）に固定されて、一次巻線２１および二次巻線２２の相互間の距離Ｌ２が一定に規定されている。
【００５６】
この場合、上記したように、磁性コア２３として使用される市販のコアは、中脚３１の長さＬ１も含めて製造公差の極めて少ない状態で製造されている。したがって、このトランス５および電源装置１によれば、相互間の距離Ｌ１がこの製造公差の極めて少ない中脚３１の長さＬ１となる磁性コア２３の各壁面ＷＰ１，ＷＰ２に一次巻線２１および二次巻線２２を固定する構成により、一次巻線２１および二次巻線２２間の距離（間隔）Ｌ２を、製造されるトランス５毎のばらつきが極めて少ない状態（距離Ｌ２が高精度で一定となる状態）にすることができる。このため、一次巻線２１および二次巻線２２間の距離（間隔）Ｌ２で規定される漏れインダクタンス２４のインダクタンス値を予め規定された値（目標値）に高精度で揃えることができる。
【００５７】
また、このトランス５および電源装置１によれば、磁性コア２３の各壁面ＷＰ１，ＷＰ２に一次巻線２１および二次巻線２２を固定（密着した状態で固定）する構成のため、一次巻線２１および二次巻線２２において発生した熱を効率よく磁性コア２３に伝達（放熱）することができることから、一次巻線２１および二次巻線２２の温度が大幅に上昇するという事態の発生を確実に回避することができる。
【００５８】
また、このトランス５および電源装置１によれば、一次巻線２１および二次巻線２２の双方を基板４１，４２に形成されたコイル状導体パターンで構成したことにより、一次巻線２１および二次巻線２２を平板状に正確、かつ簡易に形成することができる。なお、一次巻線２１および二次巻線２２のうちのいずれか一方のみを基板に形成されたコイル状導体パターンで構成してもよいのは勿論である。
【００５９】
また、このトランス５および電源装置１によれば、一次巻線２１および二次巻線２２を磁性コア２３の対応する壁面ＷＰ１，ＷＰ２に熱伝導性を有する接着剤で接着して固定する構成のため、一次巻線２１（具体的には、基板４１）と壁面ＷＰ１との密着性、および二次巻線２２（具体的には、基板４２）と壁面ＷＰ２との密着性を接着剤で高めることができる。したがって、このトランス５および電源装置１によれば、一次巻線２１および二次巻線２２において発生した熱をより一層効率よく磁性コア２３に伝達（放熱）することができる。
【００６０】
また、このトランス５および電源装置１によれば、トランス５が放熱部材としての熱伝導性シート５１を有して、この熱伝導性シート５１を介して回路基板ＰＣＢに実装される構成のため、一次巻線２１および二次巻線２２から対応する磁性コア２３ａ，２３ｂに伝達される熱を熱伝導性シート５１を介して回路基板ＰＣＢ側に効率よく伝達（放熱）することができる。
【００６１】
なお、磁性コア２３として、ＥＥ形コアなどの中脚を有する磁性コアを用いた例を挙げて説明したが、ＵＵ形コアやＵＩ形コアなどの中脚を有しない磁性コアを用いることもできる。この磁性コアでは、図示はしないが、一対の側脚のうちの少なくとも一方の側脚を柱状コア部として使用してトランスが構成される。
【００６２】
この電源装置１は、直流出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて動作する医療機器を出力端子８ａ，８ｂに接続することで、医療システムに用いることができる。
【００６３】
以下において、この電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ１について、図８を参照して説明する。なお、電源装置１のトランス５は、医療用規格に合致した絶縁性能を有している（強化絶縁されている）ものとする。また、出力端子８ａ，８ｂには、医療機器７１が接続されているものとする。また、電源装置１の筐体Ｈには、接地のためのＦＧラインが接続されているものとする。また、電源装置１の上記した構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６４】
この場合、電源装置１は、入力ライン（Ｌ相ライン，Ｎ相ライン）間から供給される交流電圧Ｖｘを一対の入力端子としての一対の交流入力端子７２ａ，７２ｂを介して入力して動作する。このため、電源装置１は、その内部に、一対の交流入力端子７２ａ，７２ｂに一対の電源ライン７３，７４を介して接続された一次側整流平滑部７５を備え、この一次側整流平滑部７５が、入力ラインＬ，Ｎと一対の交流入力端子７２ａ，７２ｂと一対の電源ライン７３，７４とを介して入力される交流電圧Ｖｘを整流平滑して直流入力電圧Ｖｉｎを生成して、入力端子２ａ，２ｂに供給するように構成されている。この場合、一次側整流平滑部７５は、力率改善回路（ＰＦＣ回路）を含む構成にすることもできる。また、電源装置１は、その内部に、一対の電源ライン７３，７４に介装されたヒューズ７６（またはブレーカ）を備えている。
【００６５】
この電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ１によれば、電源装置１が、上記のように強化絶縁されたトランス５とヒューズ７６とを備えて単体で医療用規格を取得可能な構成を有しているため、電源装置１の外部（具体的には、電源装置１に接続される入力ライン（Ｌ相ライン，Ｎ相ライン））に絶縁トランスおよびヒューズ（またはブレーカ）を介装することなく、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。また、この医療システムＭＥＳ１によれば、電源装置１を備えたことにより、上記した電源装置１単体での効果を奏することができる。
【００６６】
また、上記の医療システムＭＥＳ１では、電源装置１が内部にヒューズ７６（またはブレーカ）を備える構成であったが、内部にヒューズ７６（またはブレーカ）を備えていない電源装置１で医療システムを構成することもできる。以下、この構成を採用した医療システムＭＥＳ２について図９を参照して説明する。なお、上記した医療システムＭＥＳ１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明については省略し、医療システムＭＥＳ１と相違する構成について主として説明する。
【００６７】
この医療システムＭＥＳ２では、ヒューズ７６（またはブレーカ）は、図９に示すように、入力ライン（Ｌ相ライン，Ｎ相ライン）に介装されている。この構成により、入力ライン（Ｌ相ライン，Ｎ相ライン）間から供給される交流電圧Ｖｘは、ヒューズ７６（またはブレーカ）を介して電源装置１の交流入力端子７２ａ，７２ｂに入力される。
【００６８】
この電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ２によれば、電源装置１が、上記のように強化絶縁されたトランス５を備えているため、電源装置１の外部（具体的には、電源装置１に接続される入力ライン（Ｌ相ライン，Ｎ相ライン））にヒューズ７６（またはブレーカ）を介装するだけで、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。また、この医療システムＭＥＳ２によれば、電源装置１を備えたことにより、上記した電源装置１単体での効果を奏することができる。
【００６９】
また、上記の医療システムＭＥＳ１，ＭＥＳ２では、電源装置１の内部および外部のいずれか一方にのみヒューズ７６（またはブレーカ）を介装する構成であったが、電源装置１の内部および外部の双方にヒューズ７６（またはブレーカ）を介装する構成を採用することもできる。以下、この構成を採用した医療システムＭＥＳ３について図１０を参照して説明する。なお、上記した医療システムＭＥＳ１，ＭＥＳ２と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明については省略し、医療システムＭＥＳ１，ＭＥＳ２と相違する構成について主として説明する。
【００７０】
この医療システムＭＥＳ３では、電源装置１は、一対の電源ライン７３，７４のうちの一方の電源ライン（本例では一例として、電源ライン７４）に介装された第１ヒューズとしてのヒューズ７６１（または第１ブレーカとしてのブレーカ）を内部に備えている。また、電源装置１の外部には、一対の電源ライン７３，７４のうちの他方の電源ライン（本例では一例として、電源ライン７３）に入力端子（本例では、交流入力端子７２ａ）を介して接続される入力ライン（本例では、Ｌ相ライン）に介装された状態で、第２ヒューズとしてのヒューズ７６２（または第２ブレーカとしてのブレーカ）が配設されている。なお、図示はしないが、第１ヒューズとしてのヒューズ７６１（または第１ブレーカとしてのブレーカ）を電源ライン７３に介装し、これに対応して、第２ヒューズとしてのヒューズ７６２（または第２ブレーカとしてのブレーカ）をＮ相ラインに介装する構成を採用することもできる。
【００７１】
この電源装置１を備えた医療システムＭＥＳ３によれば、電源装置１が、上記のように強化絶縁されたトランス５と一方の電源ライン（電源ライン７４または電源ライン７３）に介装されたヒューズ７６１（ブレーカ）とを内部に備えているため、電源装置１の外部（具体的には、電源装置１に接続される入力ライン（Ｌ相ライン，Ｎ相ライン）のうちの他方の電源ラインに接続される入力ライン（Ｌ相ラインまたはＮ相ライン））に他のヒューズ７６２（またはブレーカ）を介装するだけで、医療用規格を取得可能な構成を実現することができる。また、この医療システムＭＥＳ３によれば、電源装置１を備えたことにより、上記した電源装置１単体での効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  電源装置
５  トランス
２１  一次巻線
２２  二次巻線
２３  磁性コア
３１ａ，３１ｂ  中脚（柱状コア部）
３４  第１コア部
３５  第２コア部
ＷＰ１  第１コア部の壁面
ＷＰ２  第２コア部の壁面
【図１】
2020150108.tif 000003
【図２】
2020150108.tif 000004
【図３】
2020150108.tif 000005
【図４】
2020150108.tif 000006
【図５】
2020150108.tif 000007
【図６】
2020150108.tif 000008
【図７】
2020150108.tif 000009
【図８】
2020150108.tif 000010
【図９】
2020150108.tif 000011
【図１０】
2020150108.tif 000012