JPH0736471Y2 - ユニット式の高電圧発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この考案は、荷電粒子の加速等に用いられるものであっ
て、交流電圧をダイオードとコンデンサとによって整流
平滑して直流高電圧を発生させる高電圧発生装置に関す
る。

B.従来技術 この種の高電圧発生装置としてよく知られているのは、
高電圧変圧器の二次電圧を昇圧，整流して直流高電圧を
取り出す、コッククロフト−ワルトン型やシェンケル
型、または、絶縁磁心に巻き付けられた複数の二次コイ
ルにダイオードとコンデンサの組み合わせからなる整流
回路を接続し、各整流回路の直流出力を直列接続するこ
とで、直流高電圧を得る絶縁変圧器型の高電圧発生装置
などである。

いずれの型の装置も、全体の構成部品を単一のケーシン
グ中に収納して取り扱っている。

C.考案が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の高電圧発生装置で、最大
発生電圧の変更を行う場合、例えば、コッククロフト−
ワルトン型やシェンケル型では、ダイオードとコンデン
サの組み合わせ段数を変更し、絶縁変圧器型では、絶縁
磁心に巻き付ける二次コイルの数を変更するなど、いず
れにしても、装置全体を収納しているケーシングを分解
して、装置の構成部品数を変更する必要があり、かなり
の手間と時間を費やしてしまうという欠点がある。

また、装置内部で放電が発生するなどの故障が生じた場
合も同様で、装置全体を分解して、故障箇所の発見，修
理を行うため、やはり、かなりの手間と時間を費やして
しまう。

この考案は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、最大発生電圧の変更および故障時の修理を迅速
に、かつ、容易に行うことができるユニット式の高電圧
発生装置を提供することを目的としている。

D.課題を解決するための手段 この考案は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

すなわち、この考案に係るユニット式の高電圧発生装置
は、複数個の磁心のそれぞれに送電コイルと、受電コイ
ルと、二次コイルとを巻き付け、各二次コイルに整流回
路を接続してなる高電圧発生部を各磁心毎に一対のユニ
ット部材の間に配設してユニット化し、各ユニットを相
互に着脱可能に積層載置し、かつ、各ユニットの送電コ
イルと整流回路の一端側を取り出して、前記ユニット部
材の一方の部材に設けられた第１の外部接続用端子部に
接続するとともに、各ユニットの受電コイルと整流回路
の他端側を取り出して、前記ユニット部材の他方の部材
に設けられた第２の外部接続用端子部に接続し、かつ、
各ユニットを積層載置したときに、隣接するユニット間
で第１および第２の外部接続用端子部同士が接触して、
隣接ユニットの整流回路が直列に接続されるとともに、
隣接ユニットの受電コイルと送電コイルとが相互に接続
されることを特徴とする。

E.作用 この考案によれば、各ユニットを積層載置すると、隣接
するユニットのユニット部材が接触する。ユニット部材
の一方の部材には、各ユニットの送電コイルと整流回路
の一端側が第１の外部接続用端子部に接続され、他方の
部材には、各ユニットの受電コイルと整流回路の他端側
が第２の外部接続用端子部に接続されているので、一方
のユニットの送電コイルと、他方のユニットの受電コイ
ルが電気的に接続されるとともに各々の整流回路が直列
接続される。したがって、各ユニットを積層載置するだ
けで所要の高電圧を得ることができる。

F.実施例 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第３図を参照して、本実施例の高電圧発生装置の
回路構成について説明する。

この図に示すように、本装置は、３つの磁心B₁,B₂,B₃を
備えた３段の絶縁変圧器型高電圧発生装置として構成さ
れている。

磁心B₁には、受電コイルD₁と送電コイルD₂、および二次
コイルE₁₁、E₁₂が巻き付けられ、受電コイルD₁には、交
流の高電圧を出力する励振部Ａが接続され、二次コイル
E₁₁、E₁₂には、例えば、コッククロフト−ワルトン回路
等で構成された整流回路C₁₁,C₁₂が接続されている。

磁心B₂,B₃にも同様の構成部品が備えられており、磁心B
₁の送電コイルD₂と、磁心B₂の受電コイルD₃とを送電ラ
インF₁,F₂′で接続し、磁心B₂の送電コイルD₄と、磁心B
₃の受電コイルD₅とを送電ラインF₂,F₂′で接続し、各整
流回路C₁₁〜C₃₂の出力を直列に接続することによって、
直流高電圧を発生するように構成されている。

さらに、この高電圧発生装置は、各整流回路の接続点
P₁,P₂,P₃と各磁心B₁,B₂,B₃とを接続線G₁,G₂,G₃を用いて
接続し、各段の整流回路の接続点P₄,P₅と各送電ラインF
₁,F₂とを接続線G₄,G₅を用いて接続することによって、
各磁心B₁,B₂,B₃と二次コイルとの間の電位差を少なく
し、そこでの放電を起きにくくするという工夫が施され
ている。これは、本出願人によって、先に出願された多
段式絶縁変圧器型高電圧発生装置（特願平1-139464号）
に記載されているもので、本実施例でも好ましい例とし
て、このような回路構成の高電圧発生装置を例に挙げ
る。

さて、以上のような回路構成の高電圧発生装置（多段式
の絶縁変圧器型）であるから、各磁心B₁,B₂,B₃毎にユニ
ット化（U₁、U₂、U₃）することが可能になる。

したがって、第４図の全体斜視図に示すように、ユニッ
ト式の高電圧発生装置は、３つのユニットU₁,U₂、U₃（以
下、総称する場合は符号Ｕで示す）を積層載置して構成
されており、各ユニットＵは、取り外しが可能であり、
しかも、積層載置するだけで、互いに電気的に連通する
ようになっている。

そのユニットＵの構成について、第１図の斜視図、第２
図の断面図を参照して説明する。なお、ここでは、ユニ
ットU₂について図示説明するが、他のユニットU₁,U₃も
略同様の構成になっている。

図中、符号１は、高電圧発生部であり、前述の受電コイ
ルD₃と送電コイルD₄と二次コイルE₂₁,E₂₂とが巻き付け
られている磁心B₂および、二次コイルE₂₁,E₂₂に接続さ
れている整流回路C₂₁,C₂₂とで構成されている。

高電圧発生部１を上下から挟むようにして、ユニット部
材に相当する天板２と底板３とが配されており、天板２
と底板３とは、例えば、アクリルなどの絶縁材料で形成
された２本の支柱４によって支えられている。前記の磁
心B₂の四隅は支柱４と同様の絶縁材料で形成された絶縁
柱22によって、底板３に支持されている。

天板２と底板３は、アルミニウムなどの電気良導体を円
板状に形成したもので、その一部分には、アクリルなど
の電気絶縁材料で形成されている絶縁部材5,6が設けら
れており、第２図（ｂ）に示した天板２の上面には２ヵ
所の位置決め用の孔20,20が、第２図（ａ）に示した底
板３の下面には前記孔20,20に嵌入する突起21,21が形成
されている。

天板２の導体部７（絶縁部材５以外の部分）には、送電
コイルD₄と、上部ユニットU₃の磁心B₃の受電コイルD₅と
をつなぐ送電ラインF₂および、整流回路C₂₂と上部ユニ
ットU₃の整流回路C₃₁とをつなぐリード線l₂とが接続さ
れており、もう一方の送電ラインF₂′は、絶縁部材５に
形成されている貫通孔８を通って、天板２の上側に延出
し、そこで外部接続端子９につながれている。

底板３の導体部10（絶縁部材６以外の部分）には、受電
コイルD₃と、下部ユニットU₁の磁心B₁の送電コイルD₂と
をつなぐ送電ラインF₁および、整流回路C₂₁と下部ユニ
ットU₁の整流回路C₁₂とをつなぐリード線l₁とが接続さ
れており、もう一方の送電ラインF₁′は、絶縁部材６に
形成されている貫通孔11を通って、底板３の下側に延出
し、そこで外部接続端子12につながれている。

なお、外部接続用端子９は、この考案における第１また
は第２の外部接続用端子部に相当し、外部接続用端子部
12は、第２または第１の外部接続用端子部に相当する。

以上のように、天板２を形成している導体部７が、送電
ラインF₂と整流回路C₂₂の外部接続用端子（第１または
第２の外部接続用端子部）に相当しており、底板３を形
成している導体部10が、送電ラインF₁と整流回路C₂₁の
外部接続用端子（第２または第１の外部接続用端子）に
相当している。そして、各整流回路C₂₂とC₂₁は、導体部
7,10によって、各々送電ラインF₂と送電ラインF₁に接続
された状態になっている。つまり、この導体部7,10は、
第３図の回路図でいう接続線G₄,G₅の役目を果たすとと
もに、送電コイルD₃，受電コイルD₄、整流回路C₂₁,C₂₂
の外部接続用端子の役目を果たしているのである。

また、前記外部接続端子9,12は、例えば、金属製のバネ
体などの弾性を有する導体などで形成されて、互いに対
向する位置に取りつけられており、天板２と他のユニッ
トの底板、または底板３と他のユニットの天板とを当接
することにより、互いに接触し、送電ラインF₁′，F₂′
を接続するようになっている。

したがって、このような構成のユニットU₁、U₂、U₃を前記
位置決め用の孔20,突起21を用いて互いに積層させて、
それぞれの天板と底板を接触させると、ユニットU₁の送
電コイルD₂とユニットU₂の受電コイルD₃をつなぐ送電ラ
インF₁,F₁′が接続され、整流回路C₁₂とC₂₁をつなぐリ
ード線l₁が接続される。また、ユニットU₂の送電コイル
D₄とユニットU₃の受電コイルD₅をつなぐ送電ラインF₂,F
₂′が接続され、整流回路C₂₂とC₃₁とをつなぐリード線l
₂が接続されて、第３図に示したような回路が形成され
直流の高電圧が得られる。

このように、各ユニットＵを積層載置するだけで、高電
圧発生装置が形成されるので、最大発生電圧を変更する
場合は、積層するユニット数を変更するだけでよく、ま
た、放電などの故障が生じた場合は、故障箇所のユニッ
トを交換するだけでよいので、これらの作業が容易に、
しかも、迅速に行われる。

また、上述した実施例では、外部接続端子9,12として、
金属製のバネ体を用いたが、これは第５図に示すよう
に、絶縁部材5,6内に、雌端子31と雄端子32とを埋設し
て構成してもよい。

また、天板２を形成している導体部７を、送電ラインF₂
と整流回路C₂₂の接続用に用い、底板３を形成している
導体部10を、送電ラインF₁と整流回路C₂₁の接続用に用
いたが、これは、上述の外部接続端子9,12のように、独
立した端子として構成してもよい。この場合、各端子部
以外の天板２と底板３の部分は、アクリルなどの絶縁材
料で形成する。

また、天板２と底板３の形状を円板状としたが、この形
状にこだわることなく、任意の形状であってもよい。

G.考案の効果 以上の説明から明らかなように、この考案に係るユニッ
ト式の高電圧発生装置は、各ユニットを積層載置するこ
とによって、隣接するユニット間で第１および第２の外
部接続用端子部同士が接触して、隣接ユニットの整流回
路が直列接続されるとともに、隣接ユニットの受電コイ
ルと送電コイルとが相互に接続されるので、各ユニット
を積層載置するだけで所要の高電圧を得ることができ
る。したがって、最大発生電圧を変更するためには、積
層するユニット数を変更するだけでよく、また、放電等
の故障がユニットに発生しても、故障箇所のユニットを
交換するだけで修理を行うことができる。すなわち、最
大発生電圧の変更および故障の修理を迅速に、かつ、容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、この考案の一実施例に係り、第
１図はユニットの構成を示した斜視図、第２図は外部接
続端子を示した断面図、第３図は高電圧発生装置の回路
図、第４図はユニット式高電圧発生装置の全体を示した
斜視図、第５図は外部接続端子のその他の例を示した断
面図である。 １……高電圧発生部 9,12……外部接続端子 B₁,B₂,B₃……磁心 C₁₁〜C₃₃……整流回路 D₁,D₃,D₅……受電コイル D₂,D₄……送電コイル E₁₁〜E₃₂……二次コイル U₁〜U₃……ユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の磁心のそれぞれに送電コイルと、
   受電コイルと、二次コイルとを巻き付け、各二次コイル
   に整流回路を接続してなる高電圧発生部を各磁心毎に一
   対のユニット部材の間に配設してユニット化し、各ユニ
   ットを相互に着脱可能に積層載置し、かつ、各ユニット
   の送電コイルと整流回路の一端側を取り出して、前記ユ
   ニット部材の一方の部材に設けられた第１の外部接続用
   端子部に接続するとともに、各ユニットの受電コイルと
   整流回路の他端側を取り出して、前記ユニット部材の他
   方の部材に設けられた第２の外部接続用端子部に接続
   し、かつ、各ユニットを積層載置したときに、隣接する
   ユニット間で第１および第２の外部接続用端子部同士が
   接触して、隣接ユニットの整流回路が直列に接続される
   とともに、隣接ユニットの受電コイルと送電コイルとが
   相互に接続されることを特徴とするユニット式の高電圧
   発生装置。