(57)【要約】【課題】大型化を招かず、静電塗装機内の限られたスペースに収納することが容易で、しかも、発熱と放熱のアンバランスによる巻線の断線や耐電圧の低下によるスパークを防止し、耐久性を向上させるとともに、入力電力に対する出力電力の効率を向上させ、コントローラの負荷を軽減させることができる高電圧発生器を提供すること。【解決手段】昇圧トランス２は、コア７と、コア７に巻かれる１次巻線８と、１次巻線８の外周を覆うボビン１０と、ボビン１０の外周に積層して巻かれる２次巻線１１と、１次巻線８の外周及び２次巻線１１の層間に配置される環状絶縁層９、１２とを備えて構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの低電圧を昇圧する昇圧トランスと、該昇圧トランスにより昇圧された高電圧を整流する高電圧整流回路とを備え、静電塗装機に内蔵される高電圧発生器において、
前記昇圧トランスは、
コアと、該コアに巻かれる１次巻線と、該１次巻線の外周を覆うボビンと、該ボビンの外周に積層して巻かれる２次巻線と、前記１次巻線の外周及び前記２次巻線の層間に配置される環状絶縁層と
を備えて構成されることを特徴とする高電圧発生器。
【請求項２】
前記昇圧トランスは、前記２次巻線の外側にシリコン樹脂を充填した含浸モールド部を有し、かつ、該含浸モールド部の外側に前記高電圧整流回路を内包するエポキシ樹脂からなる外被モールド部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の高電圧発生器。
【請求項３】
前記ボビンの一端部は、前記昇圧トランスをコネクタ基板に取付固定するための取付脚を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の高電圧発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗装機に内蔵される高電圧発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装機は、高電圧発生器を内蔵しており、静電塗装機本体に供給されてくる塗料を高電圧発生器により負に帯電させるとともに、負に帯電した塗料を霧化し、接地状態の被塗装物に塗着させるよう構成され、高電圧発生器は、交流電源からの低電圧を昇圧する昇圧トランスと、昇圧トランスにより昇圧された高電圧を整流する高電圧整流回路とを備える（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９４５０公報
【特許文献２】特開２００３−９３９２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高電圧発生器は、静電塗装機本体に内蔵されるものであるため、小型で効率の良いものが求められ、図６に示すように、コア７に１次巻線８を巻き、１次巻線８の外側に絶縁薄膜層１６を介して２次巻線１１を巻く構造の高電圧発生器１が知られている。
【０００４】
しかし、上記構造の高電圧発生器１によると、小型で効率の良いものを得ることが可能となるが、１次巻線８の外側に２次巻線１１を安定して巻くことは製作上極めて困難である。
【０００５】
そのため、図７に示すように、１次巻線８の外側をボビン１０により覆い、ボビン１０の外周に２次巻線１１をハネカム巻きした構造の高電圧発生器１が開発された。
【０００６】
しかし、この種の高電圧発生器１は、２次巻線１１を安定してボビン１０に巻くことができ、構造上２次巻線１１の絶縁層１２（図６）を軽減できるという利点がある反面、大型化を招き、静電塗装機内の限られたスペースに収納することが難しく、また、効率も低く発熱と放熱のアンバランスから巻線１１の熱膨張による断線や温度による耐電圧の低下によるスパークなどが発生し、耐久性に欠けるとともに、コントローラに過大な負荷をかけることになるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、大型化を招かず、静電塗装機内の限られたスペースに収納することが容易で、しかも、発熱と放熱のアンバランスによる巻線の断線や耐電圧の低下によるスパークを防止し、耐久性を向上させるとともに、入力電力に対する出力電力の効率を向上させ、コントローラの負荷を軽減させることができる高電圧発生器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】
【０００８】
本発明の高電圧発生器は、交流電源からの低電圧を昇圧する昇圧トランスと、該昇圧トランスにより昇圧された高電圧を整流する高電圧整流回路とを備え、静電塗装機に内蔵される高電圧発生器において、前記昇圧トランスは、コアと、該コアに巻かれる１次巻線と、該１次巻線の外周を覆うボビンと、該ボビンの外周に積層して巻かれる２次巻線と、前記１次巻線の外周及び前記２次巻線の層間に配置される環状絶縁層とを備えて構成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によると、１次巻線の外周を覆うボビンの外周に２次巻線を積層して巻くとともに１次巻線の外周及び２次巻線の層間に環状絶縁層を配置したため、ハネカム巻と比べ径方向の寸法の縮小化を図ることができ、静電塗装機内の限られたスペースに収納することが容易になるとともに、ハネカム巻と比べ、発熱と放熱のアンバランスが減少し、巻線の断線や耐電圧の低下によるスパークを防止し、耐久性が向上するとともに、入力電力に対する出力電力の効率が向上し、コントローラの負荷を軽減させることが可能になる。
【００１０】
ここで、前記昇圧トランスは、前記２次巻線の外側にシリコン樹脂を充填した含浸モールド部を有し、かつ、該含浸モールド部の外側に前記高電圧整流回路を内包するエポキシ樹脂からなる外被モールド部が形成されるようにすると、昇圧トランスの効率劣化を防止できるとともに、シリコン樹脂の弾力性により昇圧トランスの熱による歪を軽減することができ、さらに、全体をエポキシ樹脂からなる外被モールド部により保護したことにより高電圧発生器の耐久性を一層向上させることができる。
【００１１】
また、前記ボビンの一端部は、前記昇圧トランスをコネクタ基板に取付固定するための取付脚を構成するようにすると、モールド成形時にコネクタ基板に対するボビンの位置決めを正確に行うことができ、昇圧トランスの傾きを防止できるため、リーク（漏電）などの発生を防止し、スパークを防止し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る高電圧発生器の回路構成図、図２は、同高電圧発生器の昇圧トランスの断面構成図、図３は、図２図示III-III切断線による高電圧発生器の断面構成図、図４は、高電圧発生器の断面構成図、図５は、出力効率の試験データを示すグラフをそれぞれ示す。
【００１４】
図１〜図４において、高電圧発生器１は、図示しない静電塗装機に内蔵される。高電圧発生器１は、昇圧トランス２と高電圧整流回路３とを備え、コネクタ基板４を介してケーブル５によりコントローラ６と接続され、コントローラ６からの制御信号によってその動作が制御される。
【００１５】
昇圧トランス２は、フェライトなどからなるコア７と、コア７の外周に巻かれた１次巻線８と、１次巻線８の外周に配置されたポリエステルフィルムからなる環状絶縁層９と、環状絶縁層９の外周を覆うベークライト材からなる中空円筒状のボビン１０と、ボビン１０の外周に巻かれた２次巻線１１とを備える。２次巻線１１は、積層して巻かれており、各層間にはポリエステルフィルムからなる環状絶縁層１２が配置されている。さらに、２次巻線１１の外周には、シリコン系樹脂を充填した含浸モールド部１３が形成され、昇圧トランス２、高電圧整流回路３及びコネクタ基板４は、エポキシ樹脂でモールド成形された外被モールド部１４により内包されている。昇圧トランス２のボビン１０の一端部１５は、図４に示すように、昇圧トランス２をコネクタ基板４に取付固定するための取付脚を構成しており、モールド成形時にコネクタ基板４に対するボビン１０の位置決めが行われる。
【００１６】
高電圧整流回路３は、昇圧トランス２により昇圧された交流高電圧を直流高電圧に整流するものであり、耐熱特性に優れた複数個のダイオード１６、耐電圧特性に優れた複数個のコンデンサ１７、及び、モニター用の複数のフィードバック抵抗１８を備える。
【００１７】
上記のように構成される高電圧発生器１において、昇圧トランス２は、２４V以下の交流低電圧を交流高電圧に昇圧し、高電圧整流回路３は、交流高電圧を複数のダイオード及びコンデンサにより−１０kV程度の直流高電圧に整流する。高電圧整流回路３から出力される直流高電圧は、静電塗装機に供給される塗料に印加され、負に帯電された塗料が静電塗装機から吐出され、接地状態の被塗装物に塗着される。
【００１８】
次に、３種類の試験品A、B、Cを用いて出力効率の測定試験を行った結果について説明する。ここで、試験品Aは、コア７にコア長５０mmのフェライトを使用し、２次巻線１１を積層巻きとし、１次巻線８の巻線幅を４５mm、２次巻線１１の巻線幅を４５mmとし、含浸モールド部１３を形成しないで外被モールド部１４を形成した試験品であり、試験品Bは、コア７、１次巻線８及び２次巻線１１を試験品Aと同様に構成し、含浸モールド部１３及び外被モールド部１４を形成した試験品であり、試験品Cは、コア７、含浸モールド部１３及び外被モールド部１４を試験品Bと同様に構成し、１次巻線８の巻線幅を１８mm、２次巻線１１の巻線幅を２２mmとした試験品である。そして、高電圧発生器１とコントローラ６とを接続するケーブル５の長さを１８m、負荷電流を１００μAに設定した。
【００１９】
その結果、図５に示すように、試験品Aの出力効率は約４７．４％、試験品Bの出力効率は約５１．８％、試験品Cの出力効率は約５９．４％となり、含浸モールド部１３を形成した試験品B、Cの出力効率が、含浸モールド部１３を形成しない試験品Aの出力効率よりも高くなり、また、１次巻線８の巻線幅及び２次巻線１１の巻線幅の狭い試験品Cの出力効率が、１次巻線８の巻線幅及び２次巻線１１の巻線幅の広い試験品Bの出力効率よりも高くなることが判明した。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の高電圧発生器１は、交流電源からの低電圧を昇圧する昇圧トランス２と、昇圧トランス２により昇圧された高電圧を整流する高電圧整流回路３とを備え、静電塗装機に内蔵される高電圧発生器１である。昇圧トランス２は、コア７と、コア７に巻かれる１次巻線８と、１次巻線８の外周を覆うボビン１０と、ボビン１０の外周に積層して巻かれる２次巻線１１と、１次巻線８の外周及び２次巻線１１の層間に配置される環状絶縁層９、１２とを備えて構成される。
【００２１】
本実施形態によると、１次巻線８の外周を覆うボビン１０の外周に２次巻線１１を積層して巻くとともに１次巻線８の外周及び２次巻線１１の層間に環状絶縁層９、１２を配置したため、ハネカム巻と比べ径方向の寸法の縮小化を図ることができ、静電塗装機内の限られたスペースに収納することが容易になるとともに、ハネカム巻と比べ、発熱と放熱のアンバランスが減少し、巻線１１の断線や耐電圧の低下によるスパークを防止し、耐久性が向上するとともに、入力電力に対する出力電力の効率が向上し、コントローラ６の負荷を軽減させることが可能になる。
【００２２】
また、昇圧トランス２は、２次巻線１１の外側にシリコン樹脂を充填した含浸モールド部１３を有し、かつ、含浸モールド部１３の外側に高電圧整流回路３を内包するエポキシ樹脂からなる外被モールド部１４が形成されるため、昇圧トランス２の効率劣化を防止できるとともに、シリコン樹脂の弾力性により昇圧トランス２の熱による歪を軽減することができ、さらに、全体をエポキシ樹脂からなる外被モールド部１４により保護したことにより高電圧発生器１の耐久性を一層向上させることができる。
【００２３】
また、ボビン１０の一端部１５は、昇圧トランス２をコネクタ基板４に取付固定するための取付脚を構成するため、モールド成形時にコネクタ基板４に対するボビン１０の位置決めを正確に行うことができ、昇圧トランス２の傾きを防止できるため、リーク（漏電）などの発生を防止し、スパークを防止し得る。
【００２４】
なお、ボビン１０はベークライト材に限定されるものではなく、他の絶縁材料で構成することは自由である。また、ボビンの内周面を、絶縁テープや絶縁フィルムなど絶縁材料で被覆し、耐電圧を高めることも自由である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る高電圧発生器の回路構成図である。
【図２】同高電圧発生器の昇圧トランスの断面構成図である。
【図３】図２図示III-III切断線による高電圧発生器の断面構成図である。
【図４】高電圧発生器の断面構成図である。
【図５】出力効率の試験データを示すグラフである。
【図６】従来例に係る昇圧トランスの断面構成図である。
【図７】他の従来例に係る昇圧トランスの断面構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    高電圧発生器
２    昇圧トランス
３    高電圧整流回路
４    コネクタ基板
７    コア
８    １次巻線
９、１２    環状絶縁層
１０    ボビン
１１    ２次巻線
１３    含浸モールド部
１４    外被モールド部
１５    一端部（取付脚）
【図１】
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【図２】
2010147086.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010147086.tif 000007
【図６】
2010147086.tif 000008
【図７】
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