高周波高電圧用空芯コイル
【課題】 放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板にコイル導線を渦巻き状に巻回した円盤状の空芯コイルにおいて、導線を高周波特性の優れたリッツ線とすることを可能にし、かつ、巻線保持絶縁板の耐圧低下を抑制すること。
【解決手段】 放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板を交互に、端部を内側絶縁板１１と外側絶縁板１２の上面にそれぞれ固定した巻線保持絶縁板１４と一端を内側絶縁板１１の上面に、他端を外側絶縁板１２の下面にそれぞれ固定した巻線保持絶縁板１３を配置し、導線１５を、巻線保持絶縁板１４の上面に、巻線保持絶縁板１３の下面に順に渦巻き状に、傾斜のある巻線保持絶縁板１３で押えて巻回し、これを絶縁カラー１６を介して隙間を設けて積重ねる。
【解決手段】 放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板を交互に、端部を内側絶縁板１１と外側絶縁板１２の上面にそれぞれ固定した巻線保持絶縁板１４と一端を内側絶縁板１１の上面に、他端を外側絶縁板１２の下面にそれぞれ固定した巻線保持絶縁板１３を配置し、導線１５を、巻線保持絶縁板１４の上面に、巻線保持絶縁板１３の下面に順に渦巻き状に、傾斜のある巻線保持絶縁板１３で押えて巻回し、これを絶縁カラー１６を介して隙間を設けて積重ねる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波高電圧用空芯コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子線照射装置などでは、高周波電圧を変成器で昇圧し、昇圧した高周波高電圧を逓倍整流器で整流して直流の高電圧を得ている。この場合、高電圧を扱う逓倍整流器や変成器は絶縁ガスを充填した容器内に収納され、変成器は鉄芯のない空芯コイルで構成されている。
【０００３】
図２（ａ）平面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図は、このような高周波高電圧用空芯コイルの一例を示すもので、図２（ａ）（ｂ）において、１は環状の内側絶縁板、２は環状の外側絶縁板、３は巻線保持絶縁板、４は導線である。巻線保持絶縁板３は３ａ、３ｂの二つを重ねて構成されており、その一端は内側絶縁板１に固定され、他端は外側絶縁板２に固定され、内側絶縁板１と外側絶縁板２との間の空間に、間隔を隔てて複数が放射状に配置されている。
【０００４】
導線４は、巻線保持絶縁板３の一方の巻線保持絶縁板３ａの巻線溝に嵌めながら外側絶縁板２側から順に内側絶縁板１側へ渦巻き状に巻回され、巻線保持絶縁板３の他方の巻線保持絶縁板３ｂを重ね合せて固定されている。また、内側絶縁板１側に位置した導線４を上段に積重ねる巻線保持絶縁板３の一方の巻線保持絶縁板３ａの巻線溝に嵌めながら内側絶縁板１側から順に外側絶縁板２側へ渦巻き状に巻回され、巻線保持絶縁板３の他方の巻線保持絶縁板３ｂを重ね合せて固定されている。そして、２段積重ねた内側絶縁板１と外側絶縁板２は絶縁ボルト５で固定される。なお、４ａは巻き始めの端子であり、４ｂは巻き終わりの端子である。また、２段積重ねた空芯コイルは適宜複数積み重ねて使用される。
【特許文献１】特開平９−２４７９３９号公報
【特許文献２】特開平７−３０２６９７号公報
【特許文献３】特開２００１−２５７０８８号公報
【０００５】
以上のように巻線保持絶縁板の複数を、間隔を隔てて放射状に配置することにより、巻線保持絶縁板間距離を確保することができ、絶縁ガスなどによる絶縁性能を高めることができる。しかし、外側絶縁板に近づくに連れて巻線保持絶縁板間距離が長くなるため、高周波特性の優れた素線が細く、線自身で形状を保つことのできないリッツ線（ポリウレタンテトロン電線、素線径０．１φ以下を多数拠り合わせた線）では緩みが発生するので使用することができないという問題があった。この問題を解消するために巻線保持絶縁板の幅を広げあるいは巻線保持絶縁板の間隔を縮めるとよいが、このようにすると導線を巻線保持絶縁板で挟んで積重ね、上段の導線と着巻線保持絶縁板および下段の導線とが密着した状態であるため、誘電体損が増大し耐圧が低下し、また、放熱を妨げるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、環状の内側絶縁板と外側絶縁板との間に巻線保持絶縁板の複数を、間隔を隔てて放射状に配置し、その巻線保持絶縁板に導線を渦巻き状に巻回した空芯コイルにおいて、導線を高周波特性の優れたリッツ線とすることを可能にし、かつ、巻線保持絶縁板の耐圧低下を抑制することができ、もって斯かる問題を解消する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、環状の内側絶縁板と、環状の外側絶縁板と、一端が前記内側絶縁板に固定され、他端が前記外側絶縁板に固定され前記内側絶縁板から前記外側絶縁板に放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板とを有し、導線を前記各巻線保持絶縁板にまたがって渦巻き状に巻回してなる高周波高電圧用空芯コイルであって、巻線保持絶縁板の端部を前記内側絶縁板と外側絶縁板の上面にそれぞれ固定し、その巻線保持絶縁板と隣接する巻線保持絶縁板の端部の一方を前記内側絶縁板の上面に、他方を前記外側絶縁板の下面にそれぞれ固定し、導線を内側絶縁板と外側絶縁板の上面に固定した巻線保持絶縁板の上面に、内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定した巻線保持絶縁板の下面にまたがって渦巻き状に巻回してなることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、巻線保持絶縁板でコイル導線を挟まず１枚板としてコイル導線を外部に晒しているので、巻線保持絶縁板の数が少なく、また、積重ねたとき隙間を設けるだけで巻線保持絶縁板の誘電体損を低減し、さらに放熱を妨げることも無くなる。また、巻線保持絶縁板を交互に内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定して巻線保持絶縁板を、巻線保持絶縁板間距離が大きくなるにしたがい低く（または高く）なるように傾斜しているので、コイル導線を高周波特性の優れたリッツ線としても緩みなく巻回することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
環状の内側絶縁板と外側絶縁板との間に巻線保持絶縁板の複数を、間隔を隔てて放射状に配置し、その巻線保持絶縁板に導線を渦巻き状に巻回した空芯コイルにおいて、導線を高周波特性の優れたリッツ線とすることを可能にし、かつ、巻線保持絶縁板の耐圧低下を抑制する目的を、巻線保持絶縁板を交互に内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定し、コイル導線を巻線保持絶縁板の上面と下面交互に巻回することにより実現した。
【実施例１】
【００１０】
図１は実施例に係る高周波高電圧用空芯コイルの構成を示す図で（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１において、１１は環状の内側絶縁板、１２は環状の外側絶縁板、１３および１４は巻線保持絶縁板、１５は導線、１６は絶縁カラー、１７は絶縁ボルトである。なお、１５ａは巻き始めの端子であり、１５ｂは巻き終わりの端子である。本実施例では、絶縁板は誘電率・誘電正接が小さく、高耐熱であるポリカーボネート製とし、導線は高周波特性の優れたリッツ線（ポリウレタンテトロン電線、素線径０．０６φを１２７４本撚りした約３．５ｓｑ相当の導線）としている。
【００１１】
巻線保持絶縁板１３と１４は交互に放射状に配置され、巻線保持絶縁板１３の一端は内側絶縁板１１の上面に、他端は外側絶縁板１２の下面にそれぞれ固定されている。また、巻線保持絶縁板１４の一端は内側絶縁板１１の上面に、他端は外側絶縁板１２の上面にそれぞれ固定されている。この固定により巻線保持絶縁板１３は巻線保持絶縁板１４に対して角度α分傾斜し、外側絶縁板１２に近づくに連れて高さが大きくなっている。なお、この角度αは外側絶縁板１２の厚みで調整することができる。
【００１２】
導線１５は、巻線保持絶縁板１４の上面の巻線溝と巻線保持絶縁板１３の下面の巻線溝と順に嵌め込まれ、外側絶縁板１２側から順に内側絶縁板１１側へ渦巻き状に巻回されている。また、内側絶縁板１１側に位置した導線１５を上段に積重ねる巻線保持絶縁板１４の上面の巻線溝と巻線保持絶縁板１３の下面の巻線溝と順に嵌め込まれ、内側絶縁板１１側から順に外側絶縁板１２側へ渦巻き状に巻回されている。なお、導線１５の巻回の仕方自体は適宜であり、巻線保持絶縁板１４の上面の巻線溝に嵌め込んで巻回した後、巻線保持絶縁板１３で導体１５を押えて固定するようにしてもよい。
【００１３】
そして、１段目の空芯コイルと２段目の空芯コイルとは、内側絶縁板１１と外側絶縁板１２の位置で、絶縁カラー１６により１段目の空芯コイルと２段目の空芯コイルとの間に隙間を形成して絶縁ボルト１７で固定される。なお、このように１段目の空芯コイルと２段目の空芯コイルを重ね、巻き始めの端子（入力端子）１５ａと巻き終わりの端子（出力端子）１５ｂを共に外側絶縁板１２の外側に導出して構成した空芯コイルをさらに積重ねる場合においても、空芯コイル間に絶縁カラー１６を挿入し、空芯コイルと空芯コイルとの間に隙間を形成して絶縁ボルト１７で固定する。このように空芯コイルと空芯コイルとの間に隙間を形成することにより、その間の絶縁性能を高めることができ、コイル導線を巻線保持絶縁板で挟んだ従来の空芯コイルよりも嵩低く構成することができる。
【００１４】
なお、以上の実施例では、導線は高周波特性の優れたリッツ線（ポリウレタンテトロン電線、素線径０．０６φを１２７４本撚りした約３．５ｓｑ相当の導線）としているが、導線はリッツ線に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る高周波高電圧用空芯コイルの構成を示す図で（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】従来の高周波高電圧用空芯コイルの一例の構成を示す図で（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１ 環状の内側絶縁板
１２ 環状の外側絶縁板
１３、１４ 巻線保持絶縁板
１５ 導線（コイル巻線）
１６ 絶縁カラー
１７ 絶縁ボルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波高電圧用空芯コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子線照射装置などでは、高周波電圧を変成器で昇圧し、昇圧した高周波高電圧を逓倍整流器で整流して直流の高電圧を得ている。この場合、高電圧を扱う逓倍整流器や変成器は絶縁ガスを充填した容器内に収納され、変成器は鉄芯のない空芯コイルで構成されている。
【０００３】
図２（ａ）平面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図は、このような高周波高電圧用空芯コイルの一例を示すもので、図２（ａ）（ｂ）において、１は環状の内側絶縁板、２は環状の外側絶縁板、３は巻線保持絶縁板、４は導線である。巻線保持絶縁板３は３ａ、３ｂの二つを重ねて構成されており、その一端は内側絶縁板１に固定され、他端は外側絶縁板２に固定され、内側絶縁板１と外側絶縁板２との間の空間に、間隔を隔てて複数が放射状に配置されている。
【０００４】
導線４は、巻線保持絶縁板３の一方の巻線保持絶縁板３ａの巻線溝に嵌めながら外側絶縁板２側から順に内側絶縁板１側へ渦巻き状に巻回され、巻線保持絶縁板３の他方の巻線保持絶縁板３ｂを重ね合せて固定されている。また、内側絶縁板１側に位置した導線４を上段に積重ねる巻線保持絶縁板３の一方の巻線保持絶縁板３ａの巻線溝に嵌めながら内側絶縁板１側から順に外側絶縁板２側へ渦巻き状に巻回され、巻線保持絶縁板３の他方の巻線保持絶縁板３ｂを重ね合せて固定されている。そして、２段積重ねた内側絶縁板１と外側絶縁板２は絶縁ボルト５で固定される。なお、４ａは巻き始めの端子であり、４ｂは巻き終わりの端子である。また、２段積重ねた空芯コイルは適宜複数積み重ねて使用される。
【特許文献１】特開平９−２４７９３９号公報
【特許文献２】特開平７−３０２６９７号公報
【特許文献３】特開２００１−２５７０８８号公報
【０００５】
以上のように巻線保持絶縁板の複数を、間隔を隔てて放射状に配置することにより、巻線保持絶縁板間距離を確保することができ、絶縁ガスなどによる絶縁性能を高めることができる。しかし、外側絶縁板に近づくに連れて巻線保持絶縁板間距離が長くなるため、高周波特性の優れた素線が細く、線自身で形状を保つことのできないリッツ線（ポリウレタンテトロン電線、素線径０．１φ以下を多数拠り合わせた線）では緩みが発生するので使用することができないという問題があった。この問題を解消するために巻線保持絶縁板の幅を広げあるいは巻線保持絶縁板の間隔を縮めるとよいが、このようにすると導線を巻線保持絶縁板で挟んで積重ね、上段の導線と着巻線保持絶縁板および下段の導線とが密着した状態であるため、誘電体損が増大し耐圧が低下し、また、放熱を妨げるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、環状の内側絶縁板と外側絶縁板との間に巻線保持絶縁板の複数を、間隔を隔てて放射状に配置し、その巻線保持絶縁板に導線を渦巻き状に巻回した空芯コイルにおいて、導線を高周波特性の優れたリッツ線とすることを可能にし、かつ、巻線保持絶縁板の耐圧低下を抑制することができ、もって斯かる問題を解消する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、環状の内側絶縁板と、環状の外側絶縁板と、一端が前記内側絶縁板に固定され、他端が前記外側絶縁板に固定され前記内側絶縁板から前記外側絶縁板に放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板とを有し、導線を前記各巻線保持絶縁板にまたがって渦巻き状に巻回してなる高周波高電圧用空芯コイルであって、巻線保持絶縁板の端部を前記内側絶縁板と外側絶縁板の上面にそれぞれ固定し、その巻線保持絶縁板と隣接する巻線保持絶縁板の端部の一方を前記内側絶縁板の上面に、他方を前記外側絶縁板の下面にそれぞれ固定し、導線を内側絶縁板と外側絶縁板の上面に固定した巻線保持絶縁板の上面に、内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定した巻線保持絶縁板の下面にまたがって渦巻き状に巻回してなることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、巻線保持絶縁板でコイル導線を挟まず１枚板としてコイル導線を外部に晒しているので、巻線保持絶縁板の数が少なく、また、積重ねたとき隙間を設けるだけで巻線保持絶縁板の誘電体損を低減し、さらに放熱を妨げることも無くなる。また、巻線保持絶縁板を交互に内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定して巻線保持絶縁板を、巻線保持絶縁板間距離が大きくなるにしたがい低く（または高く）なるように傾斜しているので、コイル導線を高周波特性の優れたリッツ線としても緩みなく巻回することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
環状の内側絶縁板と外側絶縁板との間に巻線保持絶縁板の複数を、間隔を隔てて放射状に配置し、その巻線保持絶縁板に導線を渦巻き状に巻回した空芯コイルにおいて、導線を高周波特性の優れたリッツ線とすることを可能にし、かつ、巻線保持絶縁板の耐圧低下を抑制する目的を、巻線保持絶縁板を交互に内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定し、コイル導線を巻線保持絶縁板の上面と下面交互に巻回することにより実現した。
【実施例１】
【００１０】
図１は実施例に係る高周波高電圧用空芯コイルの構成を示す図で（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１において、１１は環状の内側絶縁板、１２は環状の外側絶縁板、１３および１４は巻線保持絶縁板、１５は導線、１６は絶縁カラー、１７は絶縁ボルトである。なお、１５ａは巻き始めの端子であり、１５ｂは巻き終わりの端子である。本実施例では、絶縁板は誘電率・誘電正接が小さく、高耐熱であるポリカーボネート製とし、導線は高周波特性の優れたリッツ線（ポリウレタンテトロン電線、素線径０．０６φを１２７４本撚りした約３．５ｓｑ相当の導線）としている。
【００１１】
巻線保持絶縁板１３と１４は交互に放射状に配置され、巻線保持絶縁板１３の一端は内側絶縁板１１の上面に、他端は外側絶縁板１２の下面にそれぞれ固定されている。また、巻線保持絶縁板１４の一端は内側絶縁板１１の上面に、他端は外側絶縁板１２の上面にそれぞれ固定されている。この固定により巻線保持絶縁板１３は巻線保持絶縁板１４に対して角度α分傾斜し、外側絶縁板１２に近づくに連れて高さが大きくなっている。なお、この角度αは外側絶縁板１２の厚みで調整することができる。
【００１２】
導線１５は、巻線保持絶縁板１４の上面の巻線溝と巻線保持絶縁板１３の下面の巻線溝と順に嵌め込まれ、外側絶縁板１２側から順に内側絶縁板１１側へ渦巻き状に巻回されている。また、内側絶縁板１１側に位置した導線１５を上段に積重ねる巻線保持絶縁板１４の上面の巻線溝と巻線保持絶縁板１３の下面の巻線溝と順に嵌め込まれ、内側絶縁板１１側から順に外側絶縁板１２側へ渦巻き状に巻回されている。なお、導線１５の巻回の仕方自体は適宜であり、巻線保持絶縁板１４の上面の巻線溝に嵌め込んで巻回した後、巻線保持絶縁板１３で導体１５を押えて固定するようにしてもよい。
【００１３】
そして、１段目の空芯コイルと２段目の空芯コイルとは、内側絶縁板１１と外側絶縁板１２の位置で、絶縁カラー１６により１段目の空芯コイルと２段目の空芯コイルとの間に隙間を形成して絶縁ボルト１７で固定される。なお、このように１段目の空芯コイルと２段目の空芯コイルを重ね、巻き始めの端子（入力端子）１５ａと巻き終わりの端子（出力端子）１５ｂを共に外側絶縁板１２の外側に導出して構成した空芯コイルをさらに積重ねる場合においても、空芯コイル間に絶縁カラー１６を挿入し、空芯コイルと空芯コイルとの間に隙間を形成して絶縁ボルト１７で固定する。このように空芯コイルと空芯コイルとの間に隙間を形成することにより、その間の絶縁性能を高めることができ、コイル導線を巻線保持絶縁板で挟んだ従来の空芯コイルよりも嵩低く構成することができる。
【００１４】
なお、以上の実施例では、導線は高周波特性の優れたリッツ線（ポリウレタンテトロン電線、素線径０．０６φを１２７４本撚りした約３．５ｓｑ相当の導線）としているが、導線はリッツ線に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る高周波高電圧用空芯コイルの構成を示す図で（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】従来の高周波高電圧用空芯コイルの一例の構成を示す図で（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１ 環状の内側絶縁板
１２ 環状の外側絶縁板
１３、１４ 巻線保持絶縁板
１５ 導線（コイル巻線）
１６ 絶縁カラー
１７ 絶縁ボルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の内側絶縁板と、環状の外側絶縁板と、一端が前記内側絶縁板に固定され、他端が前記外側絶縁板に固定され前記内側絶縁板から前記外側絶縁板に放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板とを有し、導線を前記各巻線保持絶縁板にまたがって渦巻き状に巻回してなる高周波高電圧用空芯コイルであって、巻線保持絶縁板の端部を前記内側絶縁板と外側絶縁板の上面にそれぞれ固定し、その巻線保持絶縁板と隣接する巻線保持絶縁板の端部の一方を前記内側絶縁板の上面に、他方を前記外側絶縁板の下面にそれぞれ固定し、導線を内側絶縁板と外側絶縁板の上面に固定した巻線保持絶縁板の上面に、内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定した巻線保持絶縁板の下面にまたがって渦巻き状に巻回してなることを特徴とする高周波高電圧用空芯コイル。
【請求項１】
環状の内側絶縁板と、環状の外側絶縁板と、一端が前記内側絶縁板に固定され、他端が前記外側絶縁板に固定され前記内側絶縁板から前記外側絶縁板に放射状に延びる複数の巻線保持絶縁板とを有し、導線を前記各巻線保持絶縁板にまたがって渦巻き状に巻回してなる高周波高電圧用空芯コイルであって、巻線保持絶縁板の端部を前記内側絶縁板と外側絶縁板の上面にそれぞれ固定し、その巻線保持絶縁板と隣接する巻線保持絶縁板の端部の一方を前記内側絶縁板の上面に、他方を前記外側絶縁板の下面にそれぞれ固定し、導線を内側絶縁板と外側絶縁板の上面に固定した巻線保持絶縁板の上面に、内側絶縁板の上面と外側絶縁板の下面に固定した巻線保持絶縁板の下面にまたがって渦巻き状に巻回してなることを特徴とする高周波高電圧用空芯コイル。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１７９７９４（Ｐ２００６−１７９７９４Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７３４４７（Ｐ２００４−３７３４４７）
【出願日】平成１６年１２月２４日（２００４．１２．２４）
【出願人】（５０３２３７８０６）株式会社ＮＨＶコーポレーション (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２４日（２００４．１２．２４）
【出願人】（５０３２３７８０６）株式会社ＮＨＶコーポレーション (37)
【Ｆターム（参考）】
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