(57)【要約】【課題】従来の高周波高電圧トランス構成では、巻線線間の密着と層間絶縁材の誘電特性により、２次コイル巻線の線間と層間の静電容量が大きいため、高周波ロスが大きい。また、ボビンや絶縁フィルム等の固体絶縁材で覆われているため、放熱効果が悪い。この結果、発熱によりコイルが絶縁破壊を起こし易いという問題があった。【解決手段】  高周波高電圧トランス１の２次コイル１１は複数枚のプリント基板コイル３を平行配列し、静電容量を極力減少させることにより高周波ロスが抑制し、最適な固定方式により２次コイルボビンを無くし、１次コイル１６は高周波用リッツ線１５を固定溝１４で４点以上の点支持と、なおかつボビン１２に対流放熱孔１３を設け、これにより、高周波ロスが格段に少なく、放熱効率が良く、絶縁破壊を起こし難い高周波高電圧トランス１ができる。【選択図】図１
2006049786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波高電圧トランスの２次コイルにおいて、複数枚の片面もしくは両面プリント基板コイル、或いは多層プリント基板コイルを使い、これらのプリント基板コイルを電気的に直列接続し、高周波高電圧を発生することを特徴とする高周波高電圧トランス。
【請求項２】
請求項１記載のプリント基板コイルの固定において、コイルパターンの外周に複数個の固定孔を設け、この固定孔を使ってプリント基板コイルを固定することを特徴とするプリント基板コイル。
【請求項３】
請求項１記載のプリント基板コイルにおいて、プリント基板コイルの中心にトランスコアーの断面積より大きな孔を設け、この孔の大きさは、使用環境の絶縁ガス或いは絶縁液体の絶縁強度により、コイル内側のパターンとトランスコアーの間に数ｋＶから数１０ｋＶまでの高周波高電圧が耐えられる絶縁距離を確保することを特徴とするプリント基板コイル。
【請求項４】
請求項１記載のプリント基板コイルの電気的に直列接続において、コイルパターンの始点と終点にスルーホールを設け、この始点と終点のスルーホールの位置はプリント基板コイルの中心対称軸の上に設けることを特徴とするプリント基板コイル。
【請求項５】
請求項１記載のプリント基板コイルの固定において、基板コイルの固定孔の個数及び位置と合致する孔が有る固定用側板であり、その中心にトランスコアーを取付ける孔が有ることを特徴とする２次コイル固定用側板。
【請求項６】
請求項１記載のプリント基板コイルの固定において、電気的に直列接続される各プリント基板コイルの間に一定の絶縁距離を確保するため、筒状のスペーサーを入れることを特徴とするプリント基板コイルの固定方式。
【請求項７】
請求項６記載のプリント基板コイルの固定において、筒状のスペーサーと、基板コイル固定孔の中心に両端ねじ付きの固定用ロッドを挿入し、すべての基板コイルをトランスコアーに取付けるための固定用側板で挟んで両端をナットで固定させるような組立方式を特徴とする高周波高電圧トランス２次コイル。
【請求項８】
高周波高電圧トランスの１次コイルにおいて、そのコイルボビンはコイル巻周に対して４点以上の点支持と、巻回数に対しては固定溝と、なおかつ対流放熱孔のあるボビンを用い、その上に高周波用リッツ線を巻き上げて成ることを特徴とする高周波高電圧トランス１次コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は高電圧電源装置に使う高周波高電圧トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】  高周波高電圧トランスにおいて、高電圧２次巻線は一般に巻数が多いため多層巻きが多く利用されている。この多層巻きは、層間絶縁材と巻線とを交互に積み上げて巻き上げるもので、高周波トランスにおいてはしばしば分割して層間の静電容量を下げる工夫はされている。また、低圧１次巻線は一般に絶縁パイプ状ボビンに巻きつけ、その上に絶縁処理を施している。【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１６１５４７号公報
【特許文献２】特開平１０−１９９７４３号公報
【特許文献３】特開２００２−０１５９２８号公報
【特許文献４】特開平０９−１８０９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上述従来の高周波高電圧トランス構成では、巻線線間の密着と層間絶縁材の誘電特性により、２次コイル巻線の線間と層間の静電容量が大きいため、出力電圧と周波数が高くなるほど高周波ロスが大きくなり、ロスにより発生した熱がコイルの中にこもってしまい２次コイル自身が絶縁破壊を起こし易いという問題があった。【０００５】  また、１次コイルやコアーも同様に、ボビンや絶縁フィルム等の固体絶縁材で覆われているため、放熱効果が悪いという問題点もあった。また、数１０ｋＶの高電圧トランスの２次巻線の絶縁では出力電圧を十分に確保しようとするとより多い層間絶縁材の使用や多い巻層の対策などで、２次巻線が大型になり、放熱が悪くなると共に、インダクタンスと浮遊容量も増大しトランスの高周波ロスが増大する問題があった。【０００６】  本発明は、上述従来の問題を解決するもので、高周波トランスの２次巻線の静電容量が格段に小さくなり高周波ロスを抑制できると共に絶縁ガス或いは絶縁液体で直接コイルやコアーを冷却する構造になっているため、放熱効果が良く、小型軽量で大電力の出力が得られる。従って、２次電圧が数ｋＶから数１０ｋＶまでの高周波高電圧トランスに最適な高周波高電圧トランスを提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  高周波ロスを抑制し、優れた放熱性と絶縁性の高周波特性を達成するために、本発明の高周波高電圧トランス１の２次コイルは静電容量を極力減少できる複数枚のプリント基板コイル３と基板の間隔距離の固定用筒状スペーサー５とトランスコアーに取付けるための固定用側板４を使って２次コイル１１を構成し、また、１次コイルボビン１２はコイル巻周に対して４点以上の点支持と、巻回数に対しては固定溝１４と、なおかつ対流放熱孔１３のあるボビン１２を用い、その上に高周波用リッツ線１５を巻き上げて１次コイル１６を構成する。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は、高周波高電圧トランスの２次コイルをプリント基板コイルとし複数枚平行配列することにより、従来の多層巻きと比較して静電容量が格段に小さくなり高周波ロスが抑制できる。【０００９】  プリント基板上に形成されている導体パターンが直接絶縁液体或いは絶縁ガスと接触し、各基板コイル間に一定の距離を設けているため、２次コイル全体の有効な対流冷却ができる。【００１０】  また、これらのプリント基板コイルとトランスコアーの間に大きい間隙が有り、コアーの冷却もよくできる。【００１１】  １次コイルの巻線の点支持と対流放熱孔の構造により、コイルとコアーの冷却がよくなり、トランスの熱絶縁破壊を防ぐことができる。また、トランス全体の放熱効率が良いため、小型軽量となり電力用高周波高電圧トランスとしての高電圧電源装置に応用できる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明による高周波高電圧トランスの実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は高周波高電圧トランスの実施の形態の一例である。本実施形態中に２次巻線コイルは複数枚の両面プリント基板コイル３を使っている。
【００１３】  この実施形態中に使っている両面プリント基板コイル３は図２で説明する。両面基板の表面と裏面に螺旋状の導体コイルパターン１９が表面Ｎターン裏面Ｎターンで構成され、スルーホールで両面のパターンを１本ずつ繋がり、内側から外側へ計２Ｎターンのコイルが形成されている。
【００１４】  プリント基板コイル３のコイルパターン１９の内側の始点と外側の終点に各基板コイル間の電気的に直列接続用スルーホールを設けている。この始点スルーホール２１と終点スルーホール２２の位置はプリント基板コイル３の中心対称軸の上に設けている。
【００１５】  出力が数ｋＶから数１０ｋＶの高周波電圧に耐えられ、なおかつトランスコアー２がよく放熱できるよう、コイルパターン１９の内側とトランスコアー２の間に、絶縁液体或いは絶縁ガスが流れ易い最適な間隙２３を空けてプリント基板コイル３を形成している。
【００１６】  プリント基板コイル３の外周に４個の固定孔２０を設け、この固定孔２０を使ってプリント基板コイル３が固定されている。
【００１７】  全枚数のプリント基板コイルをトランスコアーに取付けるための固定用側板４を図３で示す。２枚の固定用側板４の四隅にプリント基板コイル３の固定用孔２０の位置と合致する孔が設けられている。また、この固定用板４の中心にトランスコアー２の挿入用孔２４が設けられている。
【００１８】  各プリント基板コイル３同士の間に一定の絶縁距離を確保する筒状のスペーサー５が設けられている。また、複数枚のプリント基板コイル３と両端の固定用側板４とは４本の固定用ロッド７で固定されている。
【００１９】  プリント基板コイル３は１枚ずつ接続導体ピン６で電気的に直列接続されている。固定用ロッド７を基板コイル３の固定孔２０に通し、次に筒状スペーサー５を入れて、交互にプリント基板コイルを組み上げ、最後に両端の固定用側板４で挟んでナット８で締め２次コイル１１が組立てられる。高電圧引出９、１０からリード線で出力される。
【００２０】  高周波高電圧トランス１の１次コイル１６において、その１次コイルボビン１２は図４に示すように大面積の対流放熱孔１３が設けられ、巻周に対して４点の点支持と固定溝１４が設けられている。１次巻線１５は高周波用リッツ線１５を用いて、コイルボビン１２の溝１４に沿って巻き上がられている。図１の１７と１８は１次コイル１６の引出線である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を説明する高周波高電圧トランスの構造概要図
【図２】本発明の実施形態を説明するプリント基板コイルの概要図
【図３】本発明の実施形態を説明する２次コイルの固定側板の概要図
【図４】本発明の実施形態を説明する１次コイルボビンの要部図面で（イ）方形筒状ボビンの前後板の概要図  （ロ）方形筒状ボビンの上下板の概要図
【符号の説明】
【００２２】１  高周波高電圧トランス
２  トランスコアー
３  プリント基板コイル
４  固定用側板
５  スペーサー
６  接続ピン
７  固定用ロッド
８  ナット
９  高圧引出線
１０  高圧引出線
１１  ２次コイル
１２  １次コイルボビン
１３  対流放熱孔
１４  巻線固定用溝
１５  １次巻線
１６  １次コイル
１７  １次引出線
１８  １次引出線
１９  コイルパターン
２０  固定孔
２１  内側スルーホール
２２  外側スルーホール
２３  絶縁とコアー放熱用間隙
２４  ２次コイル固定孔
【図１】
2006049786.tif 000003
【図２】
2006049786.tif 000004
【図３】
2006049786.tif 000005
【図４】
2006049786.tif 000006