(57)【要約】【課題】エキシマランプへの投入電力を増加させても、モールドコイルの絶縁性を損なうことがなく、またフェライト磁心が破損することのない高圧トランスを提供すること。【解決手段】Ｅ型フェライト磁心１１ａ，１１ｂと、絶縁材料によって被覆され、中空部を有するモールドコイル１３とを有し、モールドコイ１３ルの中空部にＥ型フェライト磁心の中脚１１０ａ，１１０ｂを挿入した状態で枠部材１２ａ，１２ｂによりＥ型フェライト磁心が一体的に固定された高圧トランスにおいて、枠部材１２ａ，１２ｂには、モールドコイル１３をＥ型フェライト磁心１１ａ，１１ｂとから離隔して支持する支持部材１４が取り付けられていることを特徴とする高圧トランスである。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｅ型フェライト磁心と、絶縁材料によって被覆され、中空部を有するモールドコイルとを有し、前記モールドコイルの中空部に前記Ｅ型フェライト磁心の中脚を挿入した状態で枠部材によりＥ型フェライト磁心が一体的に固定された高圧トランスにおいて、
前記枠部材には、前記モールドコイルを前記Ｅ型フェライト磁心から離隔して支持する支持部材が取り付けられていることを特徴とする高圧トランス。
【請求項２】
前記支持部材は、前記モールドコイルと前記Ｅ型フェライト磁心との間が通風可能なように離隔されて前記枠部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の高圧トランス。      
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧トランスに係わり、特に、高周波点灯を行うエキシマランプ用の点灯回路に使用される高圧トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エキシマ光照射装置は、近年では、主として液晶パネル表示素子のパネル基板表面に付着した有機物の分解除去やパネル基板の表面改質等に用いられている。このエキシマ光照射装置に搭載される光源としてのエキシマランプは、単一の波長の真空紫外光を強く放射する特長を有しており、放電用ガスとして封入された、例えば、キセノンガスを用いたエキシマランプにおいては、波長１７２ｎｍの真空紫外光を放射することが知られている。
【０００３】
このようなエキシマランプは、近年スループット（生産性）向上のため、高出力化や長尺化が要求されているため、エキシマランプへの入力電力の増加が要求されている。エキシマランプ用の電源には、Ｅ型のフェライト磁心と、コイル外表面を、例えば、樹脂等の絶縁材料でモールドしたコイル（以下、モールドコイル）とを組合わせて構成した高圧トランスが使用される。このフェライト磁心として用いられるＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等は、高周波において鉄損が少なく変換効率に優れているという利点を有する反面、脆いという欠点を有している。
【０００４】
図３は、従来技術に係るエキシマランプ用の点灯回路に使用される高圧トランス１０の構成を示す正面図、図４（ａ）は図３に示す高圧トランス１０のＡ−Ａから見た側面断面図、図４（ｂ）は図３に示す高圧トランス１０のＢ−Ｂから見た側面断面図である。
【０００５】
これらの図において、１１ａ，１１ｂはそれぞれＥ型のフェライト磁心であり、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの両側に両フェライト磁心１１ａ，１１ｂを固定するための枠部材１２ａ，１２ｂが取り付けられている。１３は、例えば、シリコン系樹脂等のような絶縁材料によってモールドされたモールドコイルである。モールドコイル１３の中空部１３０には、１対のＥ型のフェライト磁心１１ａ，１１ｂの中央に位置する凸部１１０ａ，１１０ｂが挿入されるとともに、モールドコイル１３とフェライト磁心１１ａ，１１ｂとの間に、例えば、厚み１ｍｍ程度の絶縁紙２０が配置されている。このような状態で、枠部材１２ａ，１２ｂの各々に設けられたネジ穴に挿入したネジ１５に対してナット１６を取り付けてネジ止めすると、フェライト磁心１１ａとフェライト磁心１１ｂとが一体に固定され、モールドコイル１３もフェライト磁心１１ａ，１１ｂに対して固定される。
【０００６】
図５は、モールドコイル１３の一部を切徐して断面を示したモールドコイル１３の拡大斜視図である。
同図において、１３４は１次巻線、１３５は２次巻線、１３６，１３７，１３８はそれぞれ絶縁紙である。
【０００７】
図３に示す高圧トランス１０は、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの中央に位置する凸部１１０ａ，１１０ｂの外径と、モールドコイル１３の内径（中空部１３０の径）との差が殆どない状態、つまり、凸部１１０ａ，１１０ｂとモールドコイル１３との間には殆ど空隙がない構造となっている。このように構成する理由は以下の通りである。
【０００８】
前述のように、フェライト磁心１１ａ，１１ｂは機械的に脆いため、上記ネジ止めを過剰に強力に行うことはできない。従って、凸部１１０ａ，１１０ｂの外径とモールドコイル１３の内径との差が大きい構造とすると、輸送時の振動等により、モールドコイル１３が径方向にずれる可能性がある。この場合には、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの各々の端部に位置する凸部１２０ａ，１２０ｂとモールドコイル１３の外周面１３２とが接触した状態になることがあり得る。そのような状態になると、図５に示したように、モールドコイル１３は高電圧を発生する２次巻線１３５が外周側に位置しているため、凸部１２０ａ，１２０ｂとモールドコイル１３の外周面とが接触した状態で使用されると、接触部分において、高周波放電が発生して絶縁材が劣化するおそれがある。このような理由から、凸部１１０ａ，１１０ｂとモールドコイル１３との間には殆ど空隙がない構造となっている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２４１９５７号公報
【特許文献２】特開２００２−３５３０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のような構造の高圧トランスにおいて、近年のエキシマランプの高出力化や長尺化への要求に対応するためにエキシマランプへの入力電力を増加させると、フェライト磁心が破損する問題が生じた。
【００１１】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、エキシマランプへの投入電力を増加させても、モールドコイルの絶縁性を損なうことがなく、またフェライト磁心が破損することのない高圧トランスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、Ｅ型フェライト磁心と、絶縁材料によって被覆され、中空部を有するモールドコイルとを有し、前記モールドコイルの中空部に前記Ｅ型フェライト磁心の中脚を挿入した状態で枠部材によりＥ型フェライト磁心が一体的に固定された高圧トランスにおいて、前記枠部材には、前記モールドコイルを前記Ｅ型フェライト磁心から離隔して支持する支持部材が取り付けられていることを特徴とする高圧トランスである。
【００１３】
第２の手段は、第１の手段において、前記支持部材は、前記モールドコイルと前記Ｅ型フェライト磁心との間が通風可能なように離隔されて前記枠部材に取り付けられていることを特徴とする高圧トランスである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、Ｅ型フェライト磁心と、絶縁材料によって被覆され、中空部を有するモールドコイルとを有し、前記モールドコイルの中空部に前記Ｅ型フェライト磁心の中脚を挿入した状態で枠部材によりＥ型フェライト磁心が一体的に固定された高圧トランスにおいて、前記枠部材には、前記モールドコイルを前記Ｅ型フェライト磁心から離隔して支持する支持部材が取り付けられているので、エキシマランプへの投入電力を増加させても、モールドコイルの絶縁性を損なうことがなく、またフェライト磁心が破損することのない高圧トランスを提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、支持部材は、モールドコイルとＥ型フェライト磁心との間が通風可能なように離隔されて枠部材に取り付けられているので、より一層モールドコイルの冷却を向上させることができ、モールドコイルにモールドされた樹脂の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るエキシマランプ用の点灯回路に使用される高圧トランス１の構成を示す正面図、図２（ａ）は図１に示す高圧トランス１のＡ−Ａから見た側面断面図、図２（ｂ）は図１に示す高圧トランス１のＢ−Ｂから見た側面断面図である。
【００１７】
これらの図において、１１ａ，１１ｂはそれぞれＥ型のフェライト磁心であり、フェライト磁心１１ａ，１１ｂは、中央に位置する円柱状の凸部１１０ａ，１１０ｂと端部に位置する凸部１２０ａ，１２０ｂとを有し、略Ｅ型形状を構成する。１２ａ，１２ｂは、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの両側に両フェライト磁心１１ａ，１１ｂを固定するために取り付けられた枠部材である。１３は、例えば、シリコン系樹脂等のような絶縁材料によってモールドされた中空部１３０を有するモールドコイルである。１４は枠部材１２ａ，１２ｂに、例えば、ネジ止めにより取り付けられた支持部材である。
【００１８】
この高圧トランス１の組立は、まず、モールドコイル１３の中空部１３０に、１対のＥ型のフェライト磁心１１ａ，１１ｂの中央に位置する凸部１１０ａ，１１０ｂを挿入する。このような状態で、枠部材１２ａ，１２ｂの各々に設けられたネジ穴に挿入したネジ１５に対してナット１６を取り付けてネジ止めすることにより、フェライト磁心１１ａとフェライト磁心１１ｂの凸部１１０ａと凸部１１０ｂ及び凸部１２０ａと凸部１２０ｂとを当接した状態で一体に固定する。次に、支持部材１４を枠部材１２にネジ止め等により取り付けることにより、モールドコイル１３の外周の８箇所を支持部材１４によって挟み込み固定する。その結果、フェライト磁心１１ａ，１１ｂとモールドコイル１３間に空隙Ｇ１、空隙Ｇ２、及び空隙Ｇ３が形成された状態で、モールドコイル１３がフェライト磁心１１ａ，１１ｂに保持固定される。
【００１９】
ここで、本発明の高圧トランス１を構成する各部材の寸法等について詳述する。
フェライト磁心１１ａ，１１ｂの中央に位置する円柱状の凸部１１０ａ，１１０ｂの直径は、例えば、φ３０ｍｍである。また、フェライト磁心１１ａ，１１ｂは、エキシマランプを点灯させる際の点灯周波数によりその材質を適宜変更する。例えば、点灯周波数が１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの場合は、ＭｎＺｎフェライト磁心、１ＭＨｚ以上の場合は、ＮｉＺｎフェライト磁心を用いる。
【００２０】
モールドコイル１３は、図５に示したような円筒形状を有し、外径は、例えば、φ６０ｍｍ、内径は、例えば、φ４０ｍｍである。モールドコイル１３は、例えば、コイル芯にノーメックス等の絶縁紙を用い、複数本の単線を束ねたリッツ線を１次巻線１３４及び２次巻線１３５に用いる。モールドコイル１３の外表面は、シリコン樹脂やエポキシ樹脂のような樹脂から任意の樹脂を選択してモールドする。
【００２１】
支持部材１４は、支持部材１４とモールドコイル１３との間で不所望な放電が生じることが無いように、絶縁材を用いることが好ましい。例えば、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂、紙フェノール樹脂、セラミック等を用いる。
【００２２】
本発明の高圧トランス１によれば、エキシマランプを高出力化、長尺化するために、従来の１．５倍を越える電力、例えば、１５００Ｗ以上の電力を入力してもフェライト磁心１１ａ，１１ｂが破損するような問題は生じなかった。その理由は、以下のように考えられる。
【００２３】
図３および図４に示した従来の高圧トランス１０においては、モールドコイル１３に大電流を流すと、コイルの銅損による自己発熱と、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの鉄損による発熱がモールドコイル１３に伝導されることにより、モールドコイル１３の温度が上昇し、主にモールド樹脂の熱膨張によりモールドコイル１３全体が熱膨張する。そのため、フェライト磁心１１ａ，１１ｂは、絶縁紙２０を介してモールドコイル１３の熱膨張による応力を受けて破損する。
【００２４】
それに対して、本発明の高圧トランス１においては、モールドコイル１３は、モールドコイル１３の端部１３１とフェライト磁心１１ａ，１１ｂとの間に、１乃至２ｍｍ程度の空隙Ｇ１が形成される。この空隙Ｇ１が存在することにより、モールドコイル１３が空隙Ｇ１側に膨張しても、フェライト磁心１１ａ，１１ｂに熱膨張による応力が加わわらないので、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの破損を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の高圧トランス１においては、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの凸部１１０ａ，１１０ｂの外周面１１１ａ，１１１ｂとモールドコイル１３の内周面１３２との間には、約５ｍｍ程度の空隙Ｇ２が形成される。また、フェライト磁心１１ａ，１１ｂの凸部１２０ａ，１２０ｂの凹面１２１ａ，１２１ｂとモールドコイル１３の外周面１３３との間には、約５ｍｍ程度の空隙Ｇ３が形成される。
【００２６】
本発明の高圧トランス１をこのように構成することにより、エキシマランプを高出力化、長尺化するために高圧トランス１への入力電力を上記のように増大させても、空隙Ｇ２，Ｇ３が形成されることにより、モールドコイル１３の内周面１３２および外周面１３３からの放熱が容易となり、またフェライト磁心１１ａ，１１ｂからモールドコイル１３への熱伝導も防ぐことができる。その結果、モールドコイル１３の温度が過剰に上昇することもなくなり、モールドコイル１３にモールドされた樹脂が劣化することによる絶縁性を損なうという問題も解決することができる。
【００２７】
なお、空隙Ｇ２，Ｇ３は通風可能に構成することにより、より一層モールドコイル１３の冷却を向上させることができ、モールドコイル１３にモールドされた樹脂の劣化を防止することができる。
【００２８】
さらに、本発明の高圧トランス１によれば、モールドコイル１３が支持部材１４により固定されているので、従来のフェライト磁心１１ａ，１１ｂに挟んで支持する方法に比べて、より強力に支持することができるため、モールドコイル１３を所定の位置に正確に配置することができる。その結果、例えば、輸送時に振動等が加わっても、モールドコイル１３がフェライト磁心１１ａ，１１ｂの凸部１２０ａ，１２０ｂと接触することがなくなり、モールドコイル１３と凸部１２０ａ，１２０ｂとの接触による不所望な放電の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るエキシマランプ用の点灯回路に使用される高圧トランス１の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す高圧トランス１のＡ−ＡおよびＢ−Ｂから見た側面断面図である。
【図３】従来技術に係るエキシマランプ用の点灯回路に使用される高圧トランスの構成を示す正面図である。
【図４】図３に示す高圧トランス１０のＡ−Ａ及びＢ−Ｂから見た側面断面図である。
【図５】モールドコイル１３の一部を切徐して断面を示したモールドコイル１３の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  高圧トランス
１１ａ，１１ｂ  フェライト磁心
１１０ａ，１１０ｂ  フェライト磁心の円柱状の凸部
１１１ａ，１１１ｂ  凸部１１０ａ，１１０ｂの外周面
１２０ａ，１２０ｂ  フェライト磁心の凸部
１２１ａ，１２１ｂ  凸部１２０ａ，１２０ｂの凹面
１２ａ，１２ｂ  枠部材
１３  モールドコイル
１３０  モールドコイルの中空部
１３１  モールドコイルの端部
１３２  モールドコイルの内周面
１３３  モールドコイルの外周面
１３４  １次巻線
１３５  ２次巻線
１４  支持部材
１５  ネジ
１６  ナット
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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