パルストランス
【課題】コイルの電線の脱落と高電圧放電を防止することができるパルストランスを提供する。
【解決手段】パルストランスは、鉄心と、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記鉄心の周囲に配置された一次コイルと、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記一次コイルの周囲に配置された二次コイルと、前記一次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材と、前記二次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材とを備え、前記二次コイルは、前記一次コイルよりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状である。
【解決手段】パルストランスは、鉄心と、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記鉄心の周囲に配置された一次コイルと、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記一次コイルの周囲に配置された二次コイルと、前記一次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材と、前記二次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材とを備え、前記二次コイルは、前記一次コイルよりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルストランスに関する。本発明のパルストランスには高電圧を印加することができ、本発明のパルストランスは、クライストロン電源での使用に適している。
【背景技術】
【０００２】
従来クライストロン電源に使用されていたパルストランスは、図１１に示すような外観を有しており、ベークライト等の絶縁板にて製造した巻き枠に１次コイル及び２次コイル用の電線を等間隔にて間隙を保って巻き、エポキシ接着剤等で巻き枠表面に接着固定する方法で作成されてきた（例えば、非特許文献１を参照）。
【非特許文献１】M. Akemoto et. al., "Development of The Pulse Transformer for NLC Klystron Pulse Modulator", PACO7, 1997 PARTICLE ACCELERATOR CONFERENCE, Vancouver, B.C., Canada, 12-16 May 1997, p.1322-1324
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記パルストランスでは、（１）エポキシ接合が強固ではなく、長期の使用後にコイルの電線が脱落すること、（２）油を含浸後にコイルと巻き枠との間にボイドが残る場合があり、ここに高電圧が発生し、絶縁油中であっても高電圧放電が引き起こされること、（３）巻き枠そのものに強度がなく、外圧によって、コイルに力がかかり、コイルの電線の脱落が引き起こされることといった問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コイルの電線の脱落と高電圧放電を防止することができるパルストランスを提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
本発明のパルストランスは、鉄心と、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記鉄心の周囲に配置された一次コイルと、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記一次コイルの周囲に配置された二次コイルと、前記一次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材と、前記二次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材とを備え、前記二次コイルは、前記一次コイルよりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状であり、第１内側含浸部材、前記一次コイル及び第１外側含浸部材は、第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第１モールド部内に配置され、第２内側含浸部材、前記二次コイル及び第２外側含浸部材は、第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第２モールド部内に配置されている。
【０００６】
本発明のパルストランスでは、コイルがモールド部内に配置されているので、コイルの電線の脱落が起こらない。また、本発明では、コイルの内側面及び外側面に内側含浸部材及び外側含浸部材が備えられ、これらの含浸部材に樹脂が含浸されるようにモールド部が形成されているので、コイルを構成する螺旋状の電線の隣接する２つの螺旋段の間に樹脂が確実に入り込み、モールド部内にボイドが発生することが抑制され、高電圧放電が防止される。
【０００７】
また、本発明のパルストランスでは、二次コイルのコイル径が一方向に向かって先細り（錐台形状）になっている。コイル径が小さい側をＧＮＤ側とし、コイル径が大きい側を信号出力側とする。二次コイルをこのような形状にすることによって、信号出力側において二次コイルと鉄心との間で放電が起こることが抑制され、ＧＮＤ側において磁束の漏れが最小限に抑えられてパルスの立ち上がりが速くなる等の利点が得られる。従って、本発明のパルストランスは、高電圧が印加される用途に適している。
【０００８】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。
前記二次コイルの隣接する２つの螺旋段間の間隔を保持する間隔保持部材をさらに備え、前記間隔保持部材は、隣接する２つの螺旋段の一方の上側に配置されている第１部分と、隣接する２つの螺旋段の他方の下側に配置されている第２部分を有してもよい。
前記間隔保持部材に樹脂が含浸されていてもよい。
前記一次コイルは、複数本の電線を互いに平行に螺旋状に巻いて構成され、前記複数本の電線の端部は、第１モールド部内において共通の外部端子に接続されていてもよい。
第１モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第１突出部を端部に備え、第２モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第２突出部を端部に備え、第１突出部及び第２突出部は、それぞれ、第１モールド部及び第２モールド部と一体化されていてもよい。
第１突出部内には第１突出部含浸部材が配置されており、第２突出部内には第２突出部含浸部材が配置されていてもよい。
前記一次コイル及び前記二次コイルは、それぞれ、軸方向に垂直な断面が円形であり、前記一次コイル及び前記二次コイルは、同心円状に配置されていてもよい。
第１及び第２モールド部の樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなってもよい。
第１及び第２モールド部の樹脂は、エポキシ樹脂からなってもよい。
前記各含浸部材は、ガラス繊維布で構成されていてもよい。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１０】
図１（ａ）〜図９（ｂ）を用いて、本発明の一実施形態のパルストランスについて説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のパルストランスの概略構成を示し、図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の裏面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ａの拡大図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。図３（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ｂの拡大図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ二次コイルの電線の巻きつけ方法を説明するための図３（ａ）に対応した断面図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた一次コイルを示し、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた二次コイルを示し、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられるコロナリングの構成を示し、図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＩ−Ｉ断面図であり、図７（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられた状態を示す正面図である。図８（ａ）は、図１（ｃ）の領域Ｃの拡大図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＩ−Ｉ断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）は、真空含浸法を説明するための図１（ｂ）に対応した断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【００１１】
本実施形態のパルストランスは、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、鉄心１と、一次コイル３と、二次コイル５とを備える。一次コイル３は、電線３ｄを螺旋状に巻いて構成され、鉄心１の周囲に配置されている。二次コイル５は、電線５ｄを螺旋状に巻いて構成され、一次コイル３の周囲に配置されている。
一次コイル３の内側面及び外側面には、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、それぞれ、第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂが配置されている。第１内側含浸部材３ａ、一次コイル３及び第１外側含浸部材３ｂは、第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂに樹脂が含浸されるように形成された第１モールド部３ｃ内に配置されている。
二次コイル５の内側面及び外側面には、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、それぞれ、第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂが配置されている。第２内側含浸部材５ａ、二次コイル５及び第２外側含浸部材５ｂは、第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂに樹脂が含浸されるように形成された第２モールド部５ｃ内に配置されている。二次コイル５は、一次コイル３よりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状である。
本実施形態のパルストランスは、放電がさらに起こりにくくなるように、通常、絶縁油中に沈めた状態で動作させる。
一例では、本実施形態のパルストランスの仕様は、以下の通りである。
【００１２】
【表１】
【００１３】
以下、各構成要素を詳細に説明する。
【００１４】
１．鉄心
鉄心１の材料は、磁束の伝達が可能なものであれば特に限定されないが、例えば、厚さ０．０５〜０．３５ｍｍの電磁鋼帯や方向性ケイ素鋼板である。鉄心１は、一次コイル３及び二次コイル５の内側を通るように配置されている。鉄心１の横断面形状（一次コイル３及び二次コイル５の軸に垂直な断面の形状）は、特に限定されず、例えば、正方形、長方形又は円形である。鉄心１は、複数パーツに分割可能であり、例えば図１（ｂ）の場合、一次コイル３及び二次コイル５の上側に位置する部分１ａを取り外して、モールドされた一次コイル３及び二次コイル５を設置した後、取り外した部分１ａを再度取り付けている。
【００１５】
２．一次コイル
一次コイル３は、図５（ｂ）に示すように、電線３ｄが螺旋状に巻かれて構成されている。本実施形態では、一次コイル３は、複数本（図５（ｂ）では５本）の電線３ｄが互いに平行に螺旋状に巻かれて構成されている。複数本の電線３ｄを平行に巻くことの利点は、（１）電流を多く流すことができることと、（２）浮遊インダクタンスを小さくすることができることである。各電線３ｄは、一例では、図２（ａ）に示すように、エナメル線（銅線の周囲にエナメルがコーティングされた線）４ａと、絶縁被覆部４ｂとで構成されている。絶縁被覆部４ｂは、一例では、エポキシが含浸されたガラス繊維布（例：不織布）からなる。
【００１６】
一次コイル３の横断面形状（軸に垂直な方向の断面の形状）は、特に限定されず、例えば、正方形、長方形、円形等であるが、円形が好ましい。円形である場合、パルス動作中に磁場との相互作用による一次コイル３の歪みが起こりにくく、一次コイル３の歪みに起因する超音波の騒音の発生を抑制することができるからである。
【００１７】
複数本の電線３ｄの端部３ｅは、図５（ｂ）に示すように、第１モールド部３ｃ内において共通の外部端子３ｆに接続されている。端部３ｅと外部端子３ｆの接続部を第１モールド部３ｃ内に配置することによって、端部３ｅが外部端子３ｆから外れることを防止することができる。
【００１８】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、一次コイル３の内側面及び外側面にそれぞれ第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂが設けられている。第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂは、樹脂が含浸される絶縁部材であれば特に限定されず、例えば、ガラス繊維布や絶縁紙などで構成される。強度の面からはガラス繊維布が好ましく、絶縁性の面からは絶縁紙が好ましい。その他の含浸部材についても同様である。
【００１９】
第１モールド部３ｃは、以下の手順で作製される。
（１）まず、一次コイル３用の巻き枠（図示せず）に第１内側含浸部材３ａを巻きつける。
（２）次に、第１内側含浸部材３ａの上から電線３ｄを巻きつけて一次コイル３を形成する。
（３）次に、一次コイル３の上から第１外側含浸部材３ｂを巻きつける。ここまでの工程で、図２（ａ）に示す含浸部材付き一次巻線３０が得られる。
（４）次に、図９（ａ）に示すように、真空槽１５内に配置された金型１７内に含浸部材付き一次巻線３０を設置する。
（５）次に、真空槽１５内を真空にし、その後、金型１７内に樹脂タンク１９内の樹脂２１を流し込んで、図９（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、一次巻線３を含むモールド部３ｃを得る。真空状態で樹脂２１を金型１７に流し込んでいるので、樹脂２１は、第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂにも含浸され、さらに、隣接する電線３ｄ間にも含浸され、ボイドの発生が抑制された第１モールド部３ｃが得られる。樹脂２１の種類は、特に限定されず、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）と熱可塑性樹脂（ポリエステル等）の何れであってもよいが、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂がさらに好ましい。熱硬化性樹脂は、耐クラック性に優れており、エポキシ樹脂は、絶縁性に優れている。樹脂２１は、低粘度のものが好ましく、シリカ等の充填材を含まないものが好ましい。この場合、ボイドの発生がさらに抑制されるからである。樹脂２１が熱硬化性樹脂である場合には、樹脂２１を金型１７内に流し込んだ後に樹脂２１を加熱して樹脂２１を硬化させる。
【００２０】
図５（ｃ）に示すように、第１モールド部３ｃは、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第１突出部３ｉをＧＮＤ側の端部に備えている。第１突出部３ｉは、第１モールド部３ｃに一体化されている。第１突出部３ｉ内には、第１突出部含浸部材（図示せず）が配置されている。第１突出部含浸部材の一部は、第１内側含浸部材３ａ又は第１外側含浸部材３ｂに重なっている。このような構成により第１突出部３ｉの強度が強化されている。一例では、一次コイル３用の巻き枠に第１内側含浸部材３ａを巻きつける前にテープ状の第１突出部含浸部材を巻き枠に巻きつけてその端部をＧＮＤ側に出しておく。この端部が第１突出部３ｉ内に配置される。テープ状の第１突出部含浸部材は、第１外側含浸部材３ｂの上から巻きつけてもよい。
第１突出部３ｉは、第１開口部３ｊを有している。第１突出部３ｉは、後述するように、第１モールド部３ｃの固定に用いられる（図８（ｂ）を参照。）
【００２１】
３．二次コイル
二次コイル５は、図６（ｂ）に示すように、電線５ｄが螺旋状に巻かれて構成されている。二次コイル５の横断面形状（軸に垂直な方向の断面の形状）は、特に限定されず、例えば、正方形、長方形、円形等であるが、円形が好ましい。円形である場合、パルス動作中に磁場との相互作用による二次コイル５の歪みが起こりにくく、二次コイル５の歪みに起因する超音波の騒音の発生を抑制することができるからである。一次コイル３と二次コイル５は、同心円状に配置される。一次コイル３と二次コイル５は、本実施形態では逆向きに巻かれているが、同じ向きに巻かれていてもよい。後者の場合、一次コイル３に入力するパルスの極性を本実施形態の逆にする。
【００２２】
また、図６（ｂ）に示すように、二次コイル５のコイル径は、一方向に向かって先細り（錐台形状）になっている。使用時には、コイル径が小さい側をＧＮＤとし、コイル径が大きい側を信号出力側とする。二次コイル５をこのような形状にすることによって、信号出力側において、二次コイル５と鉄心１との間で放電が起こることが抑制され、ＧＮＤ側において、磁束の漏れが最小限に抑えられてパルスの立ち上がりが速くなる。従って、本実施形態のパルストランスは、高電圧が印加される用途に適している。
【００２３】
また、二次コイル５は、一次コイル３に比べて電線５ｄの巻数が多いので、パルストランス全体のサイズを小さくするには、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔を狭くする必要がある。但し、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔を狭くしすぎると、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の絶縁が確保できなくなる。従って、絶縁が確保できる最小の間隔（「絶縁間隔Ｄ」と呼ぶ。）で電線５ｄを螺旋状に巻くことが望まれる。しかし、隣接する２つの螺旋段５ｅ間に絶縁間隔Ｄを確実に設けることは容易ではない。例えば一定間隔に溝が形成された治具を用いれば、隣接する２つの螺旋段５ｅ間に間隔Ｄを設けることができるがモールドする際に治具を取り外す必要があり、治具を取り外すと隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔が変化し得る。
【００２４】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、図３（ａ）に示すように、間隔保持部材５ｈを用いて隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔を確保する手段を考え出した。この手段では、間隔保持部材５ｈは、隣接する２つの螺旋段５ｅの一方の上側に配置されている第１部分と、隣接する２つの螺旋段の他方の下側に配置されている第２部分を有するように配置される。間隔保持部材５ｈをこのように配置すると、間隔保持部材５ｈの一部（第１部分と第２部分の間の部分）は、必然的に隣接する２つの螺旋段５ｅ間に配置され、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔は、間隔保持部材５ｈの厚さ以下にならない。従って、絶縁間隔Ｄが確保できるように間隔保持部材５ｈの厚さを決定することによって隣接する２つの螺旋段５ｅ間に絶縁間隔Ｄを確実に設けることができる。間隔保持部材５ｈは、樹脂が含浸される絶縁部材で形成されることが好ましい。この場合、隣接する２つの螺旋段５ｅ間にボイドが発生することがさらに確実に抑制される。
【００２５】
樹脂モールドされたトランスでは、モールド時の樹脂流れ圧力や、モールド・硬化し脱型後の樹脂収縮力によりコイル位置が動き、特に二次コイルにおいてコイル間に必要な絶縁間隔が保持できない場合がある。
本実施形態では、電線５ｄは、一例では、図３（ａ）に示すように、エナメル線６ａと、絶縁材料からなる絶縁被覆部６ｂとで構成されている。従って、隣接する２つの螺旋段５ｅ間は、エナメル、絶縁被覆部６ｂ及び間隔保持部材５ｈによって三重に絶縁されている。絶縁被覆部６ｂは、省略することができる。この場合、間隔保持部材５ｈを比較的厚くして絶縁間隔Ｄを確保する。間隔保持部材５ｈは、省略することができる。この場合、絶縁被覆部６ｂを比較的厚くして絶縁間隔Ｄを確保する。エナメル線のエナメルも省略することができる。絶縁被覆部６ｂは、一例では、エポキシが含浸されたガラス繊維布からなる。
【００２６】
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、二次コイル５の内側面及び外側面にそれぞれ第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂが設けられている。第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂは、樹脂が含浸される絶縁部材であれば特に限定されず、例えば、ガラス繊維布や絶縁紙などで構成される。
【００２７】
第２モールド部５ｃは、以下の手順で作製される。
（１）まず、二次コイル５用の巻き枠（図示せず）に第２内側含浸部材５ａを巻きつける。
（２）次に、第２内側含浸部材５ａの上から間隔保持部材５ｈと電線５ｄを巻きつけて二次コイル５を形成する。具体的には、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、既に巻きつけた第１螺旋段５１ｅの上側に間隔保持部材５ｈの第１部分５１ｈが位置し、次に巻きつける第２螺旋段５２ｅの下側に間隔保持部材５ｈの第２部分５２ｈが位置するように間隔保持部材５ｈを配置した状態で第２螺旋段５２ｅを巻きつける。間隔保持部材５ｈは、図４（ａ）に示すように、第２螺旋段５２ｅを巻きつける際に第２螺旋段５２ｅと共に巻きつけてもよく、図４（ｂ）に示すように、予め間隔保持部材５ｈのみを巻きつけておいて、その後に間隔保持部材５ｈの第２部分５２ｈの上から第２螺旋段５２ｅを巻きつけてもよい。
（３）次に、二次コイル５の上から第２外側含浸部材５ｂを巻きつける。ここまでの工程で、図３（ａ）に示す含浸部材付き二次コイル５０が得られる。
（４）次に、一次巻線３を含むモールド部３ｃと同様の方法によって、含浸部材付き二次コイル５０に樹脂を含浸させて、図３（ｂ）に示す第２モールド部５ｃが得られる。第１モールド部３ｃの樹脂と第２モールド部５ｃの樹脂は、同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
第２モールド部５ｃは、信号出力側に突出する複数の上部突出部５ｋを有している。上部突出部５ｋの少なくとも１つにはネジ穴５ｎが設けられている。電線５ｄの信号出力側の端部５ｍは、ネジ穴５ｎにまで延びている。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように第２モールド部５ｃの信号出力側にはコロナリング１１が設けられている。コロナリング１１は、信号出力側が丸まった外形を有しており、二次コイル５と鉄心１との間の放電を防止する。コロナリング１１は、図７（ｃ）に示すように、コロナリング１１の内面と上部突出部５ｋとが当接するように設置される。コロナリング１１は、開口部１１ｂを有しており、開口部１１ｂを通るネジ１３をネジ穴５ｎに固定することによってコロナリング１１をモールド部５ｃに固定する。コロナリング１１とネジ１３は導電性を有しており、コロナリング１１は、電線５ｄに電気的に接続される。コロナリング１１は、切れ目１１ａを有しており、二次コイル５の最後の一巻きとなっている。
【００２９】
図６（ｃ）に示すように、第２モールド部５ｃは、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第２突出部５ｉをＧＮＤ側の端部に備えている。第２突出部５ｉは、第２モールド部５ｃと一体化されている。第２突出部５ｉ内には、第２突出部含浸部材（図示せず）が配置されている。第２突出部含浸部材の一部は、第２内側含浸部材５ａ又は第２外側含浸部材５ｂに重なっている。このような構成により第２突出部５ｉの強度が強化されている。一例では、二次コイル５用の巻き枠に第２内側含浸部材５ａを巻きつける前にテープ状の第２突出部含浸部材を巻き枠に巻きつけてその端部をＧＮＤ側に出しておく。この端部が第２突出部５ｉ内に配置される。テープ状の第２突出部含浸部材は、第２外側含浸部材５ｂの上から巻きつけてもよい。
第２突出部５ｉは、第２開口部５ｊを有している。第２突出部５ｉは、後述するように、第２モールド部５ｃの固定に用いられる（図８（ｂ）を参照。）
【００３０】
第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１開口部３ｊと第２開口部５ｊの位置が一致するように第１突出部３ｉと第２突出部５ｉを重ね、その状態で第１開口部３ｊと第２開口部５ｊにネジ７を挿入し、ネジ７を土台９にネジ止めすることによって、第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃを土台９に固定する。上述したように、第１突出部３ｉと第２突出部５ｉは、それぞれ、第１及び第２突出部含浸部材によって強化されているので、第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃは、土台９に確実に固定される。従来技術では、第１及び第２モールド部３ｃ、５ｃの信号出力側において第１及び第２モールド部３ｃ、５ｃと鉄心１とを繋ぐ固定部材を用いて第１及び第２モールド部３ｃ、５ｃを固定するものがあるが、このような固定部材が設定されると、高電圧放電が起こり易くなる。一方、本実施形態では、第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃをそれぞれのＧＮＤ側で固定しているので、そのような問題が生じない。
【００３１】
以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。
最後に、本発明の一実施例である試作品の外観写真を図１０に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のパルストランスの概略構成を示し、図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の裏面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ａの拡大図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ｂの拡大図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、二次巻線の電線の巻きつけ方法を説明するための図３（ａ）に対応した断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた一次コイルを示し、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた二次コイルを示し、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられるコロナリングの構成を示し、図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＩ−Ｉ断面図、図７（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられた状態を示す正面図である。
【図８】図８（ａ）は、図１（ｃ）の領域Ｃの拡大図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＩ−Ｉ断面図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、真空含浸法を説明するための図１（ｂ）に対応した断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【図１０】本発明のパルストランスの一実施例の外観を示す写真である。
【図１１】従来のパルストランスの外観を示す写真である。
【符号の説明】
【００３３】
１：鉄心
３：一次コイル ３ａ：第１内側含浸部材 ３ｂ：第１外側含浸部材 ３ｃ：第１モールド部 ３ｄ：電線 ３ｅ：電線の端部 ３ｆ：外部端子 ３ｉ：第１突出部 ３ｊ：第１突出部の第１開口部 ４ａ：エナメル線 ４ｂ：絶縁被覆部
５：二次コイル ５ａ：第２内側含浸部材 ５ｂ：第２外側含浸部材 ５ｃ：第２モールド部 ５ｄ：電線 ５ｅ：螺旋段 ５ｈ：間隔保持部材 ５ｉ：第２突出部 ５ｊ：第２突出部の第２開口部 ５ｋ：上部突出部 ５ｍ：電線の信号出力側の端部 ５ｎ：ネジ穴 ６ａ：エナメル線 ６ｂ：絶縁被覆部
７：ネジ ９：土台 １１：コロナリング １１ａ：コロナリングの切れ目 １１ｂ：コロナリングの開口部 １３：ネジ １５：真空槽 １７：金型 １９：樹脂タンク ２１：樹脂
３０：含浸部材付き一次コイル ５０：含浸部材付き二次コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルストランスに関する。本発明のパルストランスには高電圧を印加することができ、本発明のパルストランスは、クライストロン電源での使用に適している。
【背景技術】
【０００２】
従来クライストロン電源に使用されていたパルストランスは、図１１に示すような外観を有しており、ベークライト等の絶縁板にて製造した巻き枠に１次コイル及び２次コイル用の電線を等間隔にて間隙を保って巻き、エポキシ接着剤等で巻き枠表面に接着固定する方法で作成されてきた（例えば、非特許文献１を参照）。
【非特許文献１】M. Akemoto et. al., "Development of The Pulse Transformer for NLC Klystron Pulse Modulator", PACO7, 1997 PARTICLE ACCELERATOR CONFERENCE, Vancouver, B.C., Canada, 12-16 May 1997, p.1322-1324
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記パルストランスでは、（１）エポキシ接合が強固ではなく、長期の使用後にコイルの電線が脱落すること、（２）油を含浸後にコイルと巻き枠との間にボイドが残る場合があり、ここに高電圧が発生し、絶縁油中であっても高電圧放電が引き起こされること、（３）巻き枠そのものに強度がなく、外圧によって、コイルに力がかかり、コイルの電線の脱落が引き起こされることといった問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コイルの電線の脱落と高電圧放電を防止することができるパルストランスを提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
本発明のパルストランスは、鉄心と、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記鉄心の周囲に配置された一次コイルと、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記一次コイルの周囲に配置された二次コイルと、前記一次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材と、前記二次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材とを備え、前記二次コイルは、前記一次コイルよりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状であり、第１内側含浸部材、前記一次コイル及び第１外側含浸部材は、第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第１モールド部内に配置され、第２内側含浸部材、前記二次コイル及び第２外側含浸部材は、第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第２モールド部内に配置されている。
【０００６】
本発明のパルストランスでは、コイルがモールド部内に配置されているので、コイルの電線の脱落が起こらない。また、本発明では、コイルの内側面及び外側面に内側含浸部材及び外側含浸部材が備えられ、これらの含浸部材に樹脂が含浸されるようにモールド部が形成されているので、コイルを構成する螺旋状の電線の隣接する２つの螺旋段の間に樹脂が確実に入り込み、モールド部内にボイドが発生することが抑制され、高電圧放電が防止される。
【０００７】
また、本発明のパルストランスでは、二次コイルのコイル径が一方向に向かって先細り（錐台形状）になっている。コイル径が小さい側をＧＮＤ側とし、コイル径が大きい側を信号出力側とする。二次コイルをこのような形状にすることによって、信号出力側において二次コイルと鉄心との間で放電が起こることが抑制され、ＧＮＤ側において磁束の漏れが最小限に抑えられてパルスの立ち上がりが速くなる等の利点が得られる。従って、本発明のパルストランスは、高電圧が印加される用途に適している。
【０００８】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。
前記二次コイルの隣接する２つの螺旋段間の間隔を保持する間隔保持部材をさらに備え、前記間隔保持部材は、隣接する２つの螺旋段の一方の上側に配置されている第１部分と、隣接する２つの螺旋段の他方の下側に配置されている第２部分を有してもよい。
前記間隔保持部材に樹脂が含浸されていてもよい。
前記一次コイルは、複数本の電線を互いに平行に螺旋状に巻いて構成され、前記複数本の電線の端部は、第１モールド部内において共通の外部端子に接続されていてもよい。
第１モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第１突出部を端部に備え、第２モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第２突出部を端部に備え、第１突出部及び第２突出部は、それぞれ、第１モールド部及び第２モールド部と一体化されていてもよい。
第１突出部内には第１突出部含浸部材が配置されており、第２突出部内には第２突出部含浸部材が配置されていてもよい。
前記一次コイル及び前記二次コイルは、それぞれ、軸方向に垂直な断面が円形であり、前記一次コイル及び前記二次コイルは、同心円状に配置されていてもよい。
第１及び第２モールド部の樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなってもよい。
第１及び第２モールド部の樹脂は、エポキシ樹脂からなってもよい。
前記各含浸部材は、ガラス繊維布で構成されていてもよい。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１０】
図１（ａ）〜図９（ｂ）を用いて、本発明の一実施形態のパルストランスについて説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のパルストランスの概略構成を示し、図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の裏面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ａの拡大図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。図３（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ｂの拡大図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ二次コイルの電線の巻きつけ方法を説明するための図３（ａ）に対応した断面図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた一次コイルを示し、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた二次コイルを示し、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられるコロナリングの構成を示し、図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＩ−Ｉ断面図であり、図７（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられた状態を示す正面図である。図８（ａ）は、図１（ｃ）の領域Ｃの拡大図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＩ−Ｉ断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）は、真空含浸法を説明するための図１（ｂ）に対応した断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【００１１】
本実施形態のパルストランスは、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、鉄心１と、一次コイル３と、二次コイル５とを備える。一次コイル３は、電線３ｄを螺旋状に巻いて構成され、鉄心１の周囲に配置されている。二次コイル５は、電線５ｄを螺旋状に巻いて構成され、一次コイル３の周囲に配置されている。
一次コイル３の内側面及び外側面には、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、それぞれ、第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂが配置されている。第１内側含浸部材３ａ、一次コイル３及び第１外側含浸部材３ｂは、第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂに樹脂が含浸されるように形成された第１モールド部３ｃ内に配置されている。
二次コイル５の内側面及び外側面には、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、それぞれ、第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂが配置されている。第２内側含浸部材５ａ、二次コイル５及び第２外側含浸部材５ｂは、第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂに樹脂が含浸されるように形成された第２モールド部５ｃ内に配置されている。二次コイル５は、一次コイル３よりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状である。
本実施形態のパルストランスは、放電がさらに起こりにくくなるように、通常、絶縁油中に沈めた状態で動作させる。
一例では、本実施形態のパルストランスの仕様は、以下の通りである。
【００１２】
【表１】
【００１３】
以下、各構成要素を詳細に説明する。
【００１４】
１．鉄心
鉄心１の材料は、磁束の伝達が可能なものであれば特に限定されないが、例えば、厚さ０．０５〜０．３５ｍｍの電磁鋼帯や方向性ケイ素鋼板である。鉄心１は、一次コイル３及び二次コイル５の内側を通るように配置されている。鉄心１の横断面形状（一次コイル３及び二次コイル５の軸に垂直な断面の形状）は、特に限定されず、例えば、正方形、長方形又は円形である。鉄心１は、複数パーツに分割可能であり、例えば図１（ｂ）の場合、一次コイル３及び二次コイル５の上側に位置する部分１ａを取り外して、モールドされた一次コイル３及び二次コイル５を設置した後、取り外した部分１ａを再度取り付けている。
【００１５】
２．一次コイル
一次コイル３は、図５（ｂ）に示すように、電線３ｄが螺旋状に巻かれて構成されている。本実施形態では、一次コイル３は、複数本（図５（ｂ）では５本）の電線３ｄが互いに平行に螺旋状に巻かれて構成されている。複数本の電線３ｄを平行に巻くことの利点は、（１）電流を多く流すことができることと、（２）浮遊インダクタンスを小さくすることができることである。各電線３ｄは、一例では、図２（ａ）に示すように、エナメル線（銅線の周囲にエナメルがコーティングされた線）４ａと、絶縁被覆部４ｂとで構成されている。絶縁被覆部４ｂは、一例では、エポキシが含浸されたガラス繊維布（例：不織布）からなる。
【００１６】
一次コイル３の横断面形状（軸に垂直な方向の断面の形状）は、特に限定されず、例えば、正方形、長方形、円形等であるが、円形が好ましい。円形である場合、パルス動作中に磁場との相互作用による一次コイル３の歪みが起こりにくく、一次コイル３の歪みに起因する超音波の騒音の発生を抑制することができるからである。
【００１７】
複数本の電線３ｄの端部３ｅは、図５（ｂ）に示すように、第１モールド部３ｃ内において共通の外部端子３ｆに接続されている。端部３ｅと外部端子３ｆの接続部を第１モールド部３ｃ内に配置することによって、端部３ｅが外部端子３ｆから外れることを防止することができる。
【００１８】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、一次コイル３の内側面及び外側面にそれぞれ第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂが設けられている。第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂは、樹脂が含浸される絶縁部材であれば特に限定されず、例えば、ガラス繊維布や絶縁紙などで構成される。強度の面からはガラス繊維布が好ましく、絶縁性の面からは絶縁紙が好ましい。その他の含浸部材についても同様である。
【００１９】
第１モールド部３ｃは、以下の手順で作製される。
（１）まず、一次コイル３用の巻き枠（図示せず）に第１内側含浸部材３ａを巻きつける。
（２）次に、第１内側含浸部材３ａの上から電線３ｄを巻きつけて一次コイル３を形成する。
（３）次に、一次コイル３の上から第１外側含浸部材３ｂを巻きつける。ここまでの工程で、図２（ａ）に示す含浸部材付き一次巻線３０が得られる。
（４）次に、図９（ａ）に示すように、真空槽１５内に配置された金型１７内に含浸部材付き一次巻線３０を設置する。
（５）次に、真空槽１５内を真空にし、その後、金型１７内に樹脂タンク１９内の樹脂２１を流し込んで、図９（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、一次巻線３を含むモールド部３ｃを得る。真空状態で樹脂２１を金型１７に流し込んでいるので、樹脂２１は、第１内側含浸部材３ａ及び第１外側含浸部材３ｂにも含浸され、さらに、隣接する電線３ｄ間にも含浸され、ボイドの発生が抑制された第１モールド部３ｃが得られる。樹脂２１の種類は、特に限定されず、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）と熱可塑性樹脂（ポリエステル等）の何れであってもよいが、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂がさらに好ましい。熱硬化性樹脂は、耐クラック性に優れており、エポキシ樹脂は、絶縁性に優れている。樹脂２１は、低粘度のものが好ましく、シリカ等の充填材を含まないものが好ましい。この場合、ボイドの発生がさらに抑制されるからである。樹脂２１が熱硬化性樹脂である場合には、樹脂２１を金型１７内に流し込んだ後に樹脂２１を加熱して樹脂２１を硬化させる。
【００２０】
図５（ｃ）に示すように、第１モールド部３ｃは、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第１突出部３ｉをＧＮＤ側の端部に備えている。第１突出部３ｉは、第１モールド部３ｃに一体化されている。第１突出部３ｉ内には、第１突出部含浸部材（図示せず）が配置されている。第１突出部含浸部材の一部は、第１内側含浸部材３ａ又は第１外側含浸部材３ｂに重なっている。このような構成により第１突出部３ｉの強度が強化されている。一例では、一次コイル３用の巻き枠に第１内側含浸部材３ａを巻きつける前にテープ状の第１突出部含浸部材を巻き枠に巻きつけてその端部をＧＮＤ側に出しておく。この端部が第１突出部３ｉ内に配置される。テープ状の第１突出部含浸部材は、第１外側含浸部材３ｂの上から巻きつけてもよい。
第１突出部３ｉは、第１開口部３ｊを有している。第１突出部３ｉは、後述するように、第１モールド部３ｃの固定に用いられる（図８（ｂ）を参照。）
【００２１】
３．二次コイル
二次コイル５は、図６（ｂ）に示すように、電線５ｄが螺旋状に巻かれて構成されている。二次コイル５の横断面形状（軸に垂直な方向の断面の形状）は、特に限定されず、例えば、正方形、長方形、円形等であるが、円形が好ましい。円形である場合、パルス動作中に磁場との相互作用による二次コイル５の歪みが起こりにくく、二次コイル５の歪みに起因する超音波の騒音の発生を抑制することができるからである。一次コイル３と二次コイル５は、同心円状に配置される。一次コイル３と二次コイル５は、本実施形態では逆向きに巻かれているが、同じ向きに巻かれていてもよい。後者の場合、一次コイル３に入力するパルスの極性を本実施形態の逆にする。
【００２２】
また、図６（ｂ）に示すように、二次コイル５のコイル径は、一方向に向かって先細り（錐台形状）になっている。使用時には、コイル径が小さい側をＧＮＤとし、コイル径が大きい側を信号出力側とする。二次コイル５をこのような形状にすることによって、信号出力側において、二次コイル５と鉄心１との間で放電が起こることが抑制され、ＧＮＤ側において、磁束の漏れが最小限に抑えられてパルスの立ち上がりが速くなる。従って、本実施形態のパルストランスは、高電圧が印加される用途に適している。
【００２３】
また、二次コイル５は、一次コイル３に比べて電線５ｄの巻数が多いので、パルストランス全体のサイズを小さくするには、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔を狭くする必要がある。但し、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔を狭くしすぎると、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の絶縁が確保できなくなる。従って、絶縁が確保できる最小の間隔（「絶縁間隔Ｄ」と呼ぶ。）で電線５ｄを螺旋状に巻くことが望まれる。しかし、隣接する２つの螺旋段５ｅ間に絶縁間隔Ｄを確実に設けることは容易ではない。例えば一定間隔に溝が形成された治具を用いれば、隣接する２つの螺旋段５ｅ間に間隔Ｄを設けることができるがモールドする際に治具を取り外す必要があり、治具を取り外すと隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔が変化し得る。
【００２４】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、図３（ａ）に示すように、間隔保持部材５ｈを用いて隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔を確保する手段を考え出した。この手段では、間隔保持部材５ｈは、隣接する２つの螺旋段５ｅの一方の上側に配置されている第１部分と、隣接する２つの螺旋段の他方の下側に配置されている第２部分を有するように配置される。間隔保持部材５ｈをこのように配置すると、間隔保持部材５ｈの一部（第１部分と第２部分の間の部分）は、必然的に隣接する２つの螺旋段５ｅ間に配置され、隣接する２つの螺旋段５ｅ間の間隔は、間隔保持部材５ｈの厚さ以下にならない。従って、絶縁間隔Ｄが確保できるように間隔保持部材５ｈの厚さを決定することによって隣接する２つの螺旋段５ｅ間に絶縁間隔Ｄを確実に設けることができる。間隔保持部材５ｈは、樹脂が含浸される絶縁部材で形成されることが好ましい。この場合、隣接する２つの螺旋段５ｅ間にボイドが発生することがさらに確実に抑制される。
【００２５】
樹脂モールドされたトランスでは、モールド時の樹脂流れ圧力や、モールド・硬化し脱型後の樹脂収縮力によりコイル位置が動き、特に二次コイルにおいてコイル間に必要な絶縁間隔が保持できない場合がある。
本実施形態では、電線５ｄは、一例では、図３（ａ）に示すように、エナメル線６ａと、絶縁材料からなる絶縁被覆部６ｂとで構成されている。従って、隣接する２つの螺旋段５ｅ間は、エナメル、絶縁被覆部６ｂ及び間隔保持部材５ｈによって三重に絶縁されている。絶縁被覆部６ｂは、省略することができる。この場合、間隔保持部材５ｈを比較的厚くして絶縁間隔Ｄを確保する。間隔保持部材５ｈは、省略することができる。この場合、絶縁被覆部６ｂを比較的厚くして絶縁間隔Ｄを確保する。エナメル線のエナメルも省略することができる。絶縁被覆部６ｂは、一例では、エポキシが含浸されたガラス繊維布からなる。
【００２６】
また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、二次コイル５の内側面及び外側面にそれぞれ第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂが設けられている。第２内側含浸部材５ａ及び第２外側含浸部材５ｂは、樹脂が含浸される絶縁部材であれば特に限定されず、例えば、ガラス繊維布や絶縁紙などで構成される。
【００２７】
第２モールド部５ｃは、以下の手順で作製される。
（１）まず、二次コイル５用の巻き枠（図示せず）に第２内側含浸部材５ａを巻きつける。
（２）次に、第２内側含浸部材５ａの上から間隔保持部材５ｈと電線５ｄを巻きつけて二次コイル５を形成する。具体的には、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、既に巻きつけた第１螺旋段５１ｅの上側に間隔保持部材５ｈの第１部分５１ｈが位置し、次に巻きつける第２螺旋段５２ｅの下側に間隔保持部材５ｈの第２部分５２ｈが位置するように間隔保持部材５ｈを配置した状態で第２螺旋段５２ｅを巻きつける。間隔保持部材５ｈは、図４（ａ）に示すように、第２螺旋段５２ｅを巻きつける際に第２螺旋段５２ｅと共に巻きつけてもよく、図４（ｂ）に示すように、予め間隔保持部材５ｈのみを巻きつけておいて、その後に間隔保持部材５ｈの第２部分５２ｈの上から第２螺旋段５２ｅを巻きつけてもよい。
（３）次に、二次コイル５の上から第２外側含浸部材５ｂを巻きつける。ここまでの工程で、図３（ａ）に示す含浸部材付き二次コイル５０が得られる。
（４）次に、一次巻線３を含むモールド部３ｃと同様の方法によって、含浸部材付き二次コイル５０に樹脂を含浸させて、図３（ｂ）に示す第２モールド部５ｃが得られる。第１モールド部３ｃの樹脂と第２モールド部５ｃの樹脂は、同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
第２モールド部５ｃは、信号出力側に突出する複数の上部突出部５ｋを有している。上部突出部５ｋの少なくとも１つにはネジ穴５ｎが設けられている。電線５ｄの信号出力側の端部５ｍは、ネジ穴５ｎにまで延びている。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように第２モールド部５ｃの信号出力側にはコロナリング１１が設けられている。コロナリング１１は、信号出力側が丸まった外形を有しており、二次コイル５と鉄心１との間の放電を防止する。コロナリング１１は、図７（ｃ）に示すように、コロナリング１１の内面と上部突出部５ｋとが当接するように設置される。コロナリング１１は、開口部１１ｂを有しており、開口部１１ｂを通るネジ１３をネジ穴５ｎに固定することによってコロナリング１１をモールド部５ｃに固定する。コロナリング１１とネジ１３は導電性を有しており、コロナリング１１は、電線５ｄに電気的に接続される。コロナリング１１は、切れ目１１ａを有しており、二次コイル５の最後の一巻きとなっている。
【００２９】
図６（ｃ）に示すように、第２モールド部５ｃは、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第２突出部５ｉをＧＮＤ側の端部に備えている。第２突出部５ｉは、第２モールド部５ｃと一体化されている。第２突出部５ｉ内には、第２突出部含浸部材（図示せず）が配置されている。第２突出部含浸部材の一部は、第２内側含浸部材５ａ又は第２外側含浸部材５ｂに重なっている。このような構成により第２突出部５ｉの強度が強化されている。一例では、二次コイル５用の巻き枠に第２内側含浸部材５ａを巻きつける前にテープ状の第２突出部含浸部材を巻き枠に巻きつけてその端部をＧＮＤ側に出しておく。この端部が第２突出部５ｉ内に配置される。テープ状の第２突出部含浸部材は、第２外側含浸部材５ｂの上から巻きつけてもよい。
第２突出部５ｉは、第２開口部５ｊを有している。第２突出部５ｉは、後述するように、第２モールド部５ｃの固定に用いられる（図８（ｂ）を参照。）
【００３０】
第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１開口部３ｊと第２開口部５ｊの位置が一致するように第１突出部３ｉと第２突出部５ｉを重ね、その状態で第１開口部３ｊと第２開口部５ｊにネジ７を挿入し、ネジ７を土台９にネジ止めすることによって、第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃを土台９に固定する。上述したように、第１突出部３ｉと第２突出部５ｉは、それぞれ、第１及び第２突出部含浸部材によって強化されているので、第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃは、土台９に確実に固定される。従来技術では、第１及び第２モールド部３ｃ、５ｃの信号出力側において第１及び第２モールド部３ｃ、５ｃと鉄心１とを繋ぐ固定部材を用いて第１及び第２モールド部３ｃ、５ｃを固定するものがあるが、このような固定部材が設定されると、高電圧放電が起こり易くなる。一方、本実施形態では、第１モールド部３ｃと第２モールド部５ｃをそれぞれのＧＮＤ側で固定しているので、そのような問題が生じない。
【００３１】
以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。
最後に、本発明の一実施例である試作品の外観写真を図１０に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のパルストランスの概略構成を示し、図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩ−Ｉ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の裏面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ａの拡大図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、図１（ｂ）の領域Ｂの拡大図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、二次巻線の電線の巻きつけ方法を説明するための図３（ａ）に対応した断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた一次コイルを示し、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、モールドされた二次コイルを示し、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、平面図、正面図及び裏面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられるコロナリングの構成を示し、図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＩ−Ｉ断面図、図７（ｃ）は、第２モールド部に取り付けられた状態を示す正面図である。
【図８】図８（ａ）は、図１（ｃ）の領域Ｃの拡大図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＩ−Ｉ断面図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、真空含浸法を説明するための図１（ｂ）に対応した断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の状態を示す。
【図１０】本発明のパルストランスの一実施例の外観を示す写真である。
【図１１】従来のパルストランスの外観を示す写真である。
【符号の説明】
【００３３】
１：鉄心
３：一次コイル ３ａ：第１内側含浸部材 ３ｂ：第１外側含浸部材 ３ｃ：第１モールド部 ３ｄ：電線 ３ｅ：電線の端部 ３ｆ：外部端子 ３ｉ：第１突出部 ３ｊ：第１突出部の第１開口部 ４ａ：エナメル線 ４ｂ：絶縁被覆部
５：二次コイル ５ａ：第２内側含浸部材 ５ｂ：第２外側含浸部材 ５ｃ：第２モールド部 ５ｄ：電線 ５ｅ：螺旋段 ５ｈ：間隔保持部材 ５ｉ：第２突出部 ５ｊ：第２突出部の第２開口部 ５ｋ：上部突出部 ５ｍ：電線の信号出力側の端部 ５ｎ：ネジ穴 ６ａ：エナメル線 ６ｂ：絶縁被覆部
７：ネジ ９：土台 １１：コロナリング １１ａ：コロナリングの切れ目 １１ｂ：コロナリングの開口部 １３：ネジ １５：真空槽 １７：金型 １９：樹脂タンク ２１：樹脂
３０：含浸部材付き一次コイル ５０：含浸部材付き二次コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記鉄心の周囲に配置された一次コイルと、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記一次コイルの周囲に配置された二次コイルと、前記一次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材と、前記二次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材とを備え、
前記二次コイルは、前記一次コイルよりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状であり、
第１内側含浸部材、前記一次コイル及び第１外側含浸部材は、第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第１モールド部内に配置され、
第２内側含浸部材、前記二次コイル及び第２外側含浸部材は、第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第２モールド部内に配置されているパルストランス。
【請求項２】
前記二次コイルの隣接する２つの螺旋段間の間隔を保持する間隔保持部材をさらに備え、
前記間隔保持部材は、隣接する２つの螺旋段の一方の上側に配置されている第１部分と、隣接する２つの螺旋段の他方の下側に配置されている第２部分を有する請求項１に記載のパルストランス。
【請求項３】
前記間隔保持部材に樹脂が含浸されている請求項２に記載のパルストランス。
【請求項４】
前記一次コイルは、複数本の電線を互いに平行に螺旋状に巻いて構成され、前記複数本の電線の端部は、第１モールド部内において共通の外部端子に接続されている請求項１〜３の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項５】
第１モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第１突出部を端部に備え、第２モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第２突出部を端部に備え、
第１突出部及び第２突出部は、それぞれ、第１モールド部及び第２モールド部と一体化されている請求項１〜４の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項６】
第１突出部内には第１突出部含浸部材が配置されており、第２突出部内には第２突出部含浸部材が配置されている請求項５に記載のパルストランス。
【請求項７】
前記一次コイル及び前記二次コイルは、それぞれ、軸方向に垂直な断面が円形であり、前記一次コイル及び前記二次コイルは、同心円状に配置されている請求項１〜６の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項８】
第１及び第２モールド部の樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる請求項１〜７の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項９】
第１及び第２モールド部の樹脂は、エポキシ樹脂からなる請求項１〜７の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項１０】
前記各含浸部材は、ガラス繊維布で構成されている請求項１〜９の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項１】
鉄心と、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記鉄心の周囲に配置された一次コイルと、電線を螺旋状に巻いて構成され且つ前記一次コイルの周囲に配置された二次コイルと、前記一次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材と、前記二次コイルの内側面及び外側面にそれぞれ配置された第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材とを備え、
前記二次コイルは、前記一次コイルよりも巻数が多く、且つコイル径が一方向に向かって先細りになっている形状であり、
第１内側含浸部材、前記一次コイル及び第１外側含浸部材は、第１内側含浸部材及び第１外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第１モールド部内に配置され、
第２内側含浸部材、前記二次コイル及び第２外側含浸部材は、第２内側含浸部材及び第２外側含浸部材に樹脂が含浸されるように形成された第２モールド部内に配置されているパルストランス。
【請求項２】
前記二次コイルの隣接する２つの螺旋段間の間隔を保持する間隔保持部材をさらに備え、
前記間隔保持部材は、隣接する２つの螺旋段の一方の上側に配置されている第１部分と、隣接する２つの螺旋段の他方の下側に配置されている第２部分を有する請求項１に記載のパルストランス。
【請求項３】
前記間隔保持部材に樹脂が含浸されている請求項２に記載のパルストランス。
【請求項４】
前記一次コイルは、複数本の電線を互いに平行に螺旋状に巻いて構成され、前記複数本の電線の端部は、第１モールド部内において共通の外部端子に接続されている請求項１〜３の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項５】
第１モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第１突出部を端部に備え、第２モールド部は、軸垂直方向外側に向かって突出した複数の第２突出部を端部に備え、
第１突出部及び第２突出部は、それぞれ、第１モールド部及び第２モールド部と一体化されている請求項１〜４の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項６】
第１突出部内には第１突出部含浸部材が配置されており、第２突出部内には第２突出部含浸部材が配置されている請求項５に記載のパルストランス。
【請求項７】
前記一次コイル及び前記二次コイルは、それぞれ、軸方向に垂直な断面が円形であり、前記一次コイル及び前記二次コイルは、同心円状に配置されている請求項１〜６の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項８】
第１及び第２モールド部の樹脂は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる請求項１〜７の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項９】
第１及び第２モールド部の樹脂は、エポキシ樹脂からなる請求項１〜７の何れか１つに記載のパルストランス。
【請求項１０】
前記各含浸部材は、ガラス繊維布で構成されている請求項１〜９の何れか１つに記載のパルストランス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−９９６８５（Ｐ２００９−９９６８５Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６８２３７（Ｐ２００７−２６８２３７）
【出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【出願人】（５９１０４５７０３）利昌工業株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【出願人】（５９１０４５７０３）利昌工業株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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