JP3730753B2 - 高圧トランス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度放電灯を始動するイグナイタなどに用いられる高圧パルストランスや、発動機等のイグニッションコイルなどの高電圧を発生する高圧トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高圧トランスは、図２８及び図２９に示すように、一次コイル３1 及び二次コイル３2 が巻回されたコイルボビン２’を一面が開口した直方体状のケース１０に収納し、ケース１０の開口を上側にして上方から絶縁用の樹脂９を充填している。
【０００３】
ここに、一次コイル３1はコイルボビン２’の一方の外鍔部２ａ’と分離鍔部２ｃ’との間に巻回され、二次コイル３2は他方の外鍔部２ｂ’と分離鍔部２ｃ’との間に巻回されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の高圧トランスは、図２８に示すように、他方の外鍔部２ｂ’の端部の形状がコイルボビン２’の軸方向において略対称になっており、外鍔部２ｂ’の端部の近傍に上記樹脂９の熱収縮による応力が略均等に印加され、その応力が樹脂の変形可能な耐量を越えた場合、外鍔部２ｂ’の端部の両角部２ｂ 1 ’，２ｂ 2 ’のどちらか一方の近傍において樹脂にクラックＣが発生するが、二次コイル３2側にクラックＣが発生すると、二次コイル３2からの高電圧がリークしてしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、高電圧のリークにつながるような樹脂クラックの発生の少ない高圧トランスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、コイルが巻回される部位が筒状であって軸方向の両端に外鍔部を有するとともに両外鍔部の間に分離鍔部を有するコイルボビンと、少なくとも一部がコイルボビンに挿入されるコアと、一方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される一次コイルと、他方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される二次コイルと、少なくともコアと前記各コイルが巻回されたコイルボビンとを収納するケースとを備え、ケース内に絶縁用の樹脂が充填される高圧トランスであって、前記他方の外鍔部の端部は、コイルボビンの軸方向における上記二次コイル側とは反対側の方に上記樹脂の熱収縮による応力がかかりやすく上記二次コイル側の応力が上記反対側の応力に比べて緩和される形状としてコイルボビンの軸方向における上記二次コイル側に丸みを有し反対側に角を有する形状に形成されて成ることを特徴とするものであり、ケース内に充填された樹脂の熱収縮による応力は上記他方の外鍔部の端部において二次コイル側と反対側の角の近傍にかかりやすくなるので、樹脂のクラックは上記反対側の角の近傍に発生する可能性が高くなるから、上記他方の外鍔部の端部の二次コイル側の近傍にクラックが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止できる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が一体成形されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が圧入されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の発明において、少なくとも２つのコアを備え、各コアは、上記端子をプリント基板に接続した状態において上記一部に相対する脚部が上記一部に対してプリント基板の厚み方向に位置するように配設されているので、実装面積を小さくすることができるとともに、プリント基板に実装された周辺部品へのノイズを減らすことができ、プリント基板への実装位置の自由度が高くなるから実装設計の自由度が高くなる。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４の発明において、上記端子とともに高圧トランス自体をバランスよく支持する支持ピンを備えているので、プリント基板に半田付けなどにより実装した場合に、高圧トランスの自重により上記端子にかかる機械的なストレスが小さくなるから、半田にクラックが発生するのを抑制することができる。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の発明において、少なくとも２つのコアを備え、閉磁路を構成するコア同士の合わせ面は、互いに異なる平面上に位置するので、エアギャップからの漏れ磁束が抑制され、特性が改善される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。
本実施形態の高圧トランスは、コイルが巻回される部位が円筒状であって軸方向の両端に外鍔部２ａ，２ｂを有するとともに両外鍔部２ａ，２ｂの間に分離鍔部２ｃを有するコイルボビン２と、コイルボビン２に挿通されるＩ形コアよりなるコア６（図６参照）と、コイルボビン２の一方の外鍔部２ａと分離鍔部２ｃとの間に巻回される一次コイル３1 と、コイルボビン２の他方の外鍔部２ｂと分離鍔部２ｃとの間に巻回される及び二次コイル３2 と、一次コイル３1 が接続される一次コイル用端子７，７と、二次コイル３2 の低圧側が接続される二次コイル用低圧側端子８1 と、二次コイル３2 の高圧側が接続される二次コイル用高圧側端子８2 と、一面開口した箱状であって各コイル３1 ，３2 が巻回されたコイルボビン２及びコア６が収納されるケース１０とを備え、ケース１０には絶縁用の樹脂９が充填される。なお、一方の外鍔部２ａには一次コイル用端子７，７を支持する一対の端子支持部２７が一体に形成されており、他方の外鍔部２ｂには二次コイル用高圧側端子８2 を支持する端子支持部２８2 が連設され、また、分離鍔部２ｃには二次コイル用低圧側端子８1 を支持する端子支持部２８1 が連設されている。
【００１３】
コイルボビン２は、図３及び図４に示すように、一次コイル３1 を巻回する一次ボビン２1 と、二次コイル３2 を巻回する二次ボビン２2 とを嵌合して構成している。すなわち、一次ボビン２1 は、軸方向の一端に外鍔部２ａを有するとともに他端に分離鍔部２ｃを有し、上記他端には、二次ボビン２2 の凸部２３が嵌入される凹部２２が形成されている。一方、二次ボビン２2 は、軸方向の一端に外鍔部２ｂを有するとともに他端に上記凸部２３が形成されている。一次ボビン２1 のコイル巻回部２２1 には断面が略円形の線状の巻線よりなる一次コイル３1 が巻回され、一次コイル３1 の線端部は一次コイル用端子７，７にからげた状態で半田付けされる。一方、二次ボビン２2 のコイル巻回部２２2 には、図５に示すように、テープ状（数百μｍ程度の厚さ）の平形巻線（平角線）を円筒状に積層するように巻回した（いわゆるエッジワイズ巻き）二次コイル３2 が外挿される。
【００１４】
コイルボビン２において、一次コイル３1と二次コイル３2との間の絶縁は、その間の分離鍔部２ｃにより行われ、二次コイル３2は、図８に示すように、コイルボビン２の軸方向において、分離鍔部２ｃ側（一次コイル３1側）が低圧となり、外鍔部２ｂ側が高圧になるように設計してあるので、より絶縁性を高めることができる。ところで、二次ボビン２2のコイル巻回部２２2に二次コイル３2を外挿するためにコイルボビン２を分割する場合には、二次コイル３2に発生する高電圧がコア６へリークするのを防止するために、コイルボビン２を図９（ａ）に示すように高圧側で分割するよりも図９（ｂ）に示すように低圧側で分割して、高圧側での二次コイル３2とコア６との絶縁距離を長くとることが望ましい。なお、図９（ｂ）のようにコイルボビン２を分割した場合には、分割した部分が二次コイル３2の低圧側なので、二次コイル３2とコア６との絶縁距離が短くても問題ない。
【００１５】
また、本実施形態では、二次コイル３2 がエッジワイズ巻きされているので、図１０に示すように、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 の仕上がり幅Ｈ1 よりも、コイルボビン２の軸方向における二次ボビンのコイル巻回部２２2 の幅Ｈ2 （外鍔部２ｂと分離鍔部２ｃとの間の距離）を十分に大きくすることができるから、樹脂９を充填する際の樹脂の回り込み性を良くすることができ、絶縁性を高めることができる。
【００１６】
ケース１０は、後面側に凹所１２（図７参照）が形成されており、凹所１２の底壁には上述の二次コイル用高圧側端子８2 を圧入するためのスリット孔（図示せず）が形成されている。
ところで、コイルボビン２の外鍔部２ｂの端部の形状は、図１及び図２に示すように、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 側に丸みを有し反対側に角を有するような形状に形成してあるので、ケース１０内に充填された樹脂９の熱収縮による応力は外鍔部２ｂの端部の近傍において上記角の近傍にかかりやすくなり、樹脂９のクラックＣは上記角の近傍に発生する可能性が高くなるから、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側にクラックＣが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止することができる。すなわち、本実施形態では、外鍔部２ｂの端部は、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 側への上記樹脂９の応力の集中が緩和される形状に形成されている。上記角の近傍にクラックＣが発生すると、樹脂９の熱収縮による応力は開放されるので、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側にはクラックＣは発生しない。
【００１７】
ところで、上記実施形態では、二次コイル３2 にエッジワイズ巻きのものを用いているが、一次コイル３1 と同様の線状の巻線を巻回する場合には、図１１及び図１２に示すようなセクション巻き用のコイルボビン２”を用いればよい。なお、図１１及び図１２中の２２1 は一次コイル３1 が巻回されるコイル巻回部、２２2 は線状の巻線が巻回されるコイル巻回部、２１はコア挿入孔である。
【００１８】
また、コア６は、Ｉ形コアに限定するものではなく、図１３に示すような一対のＵ形コアを用いてもよい。Ｕ形コアを用いる場合には各Ｕ形コアの一方の側片をコイルボビン２に挿入し、閉磁路を形成するように配置すればよい。また、コア６は、図１４に示すようなＵ形コアの一方の側片が円柱状に形成されたＲＵ形コアを一対設けてもよく、この場合には、円柱状に形成された側片をコイルボビン２に挿入する。また、その他にも、Ｅ形コア、２個のＥ形コアを組み合わせたＥＥ形コア、Ｅ形コアの中央の凸部のみが円柱状に形成されたＥＥＲ形コアなどを用いてもよい。
【００１９】
（参考例）
ところで、実施形態１では、一次コイル用端子７，７がケース１０の開口面から露出するように配置されているので、樹脂９を充填する際に一次コイル用端子７，７に樹脂９が付着したり、樹脂９が吸い上がってしまったりして、一次コイル用端子７，７間のピッチがずれてしまうことがあった。
【００２０】
本参考例は、この種の不具合を解決するものであり、図１５に示すように、一次コイル用端子７もケース１０の底壁から導出してある。すなわち、本参考例では、各端子７，７，８1，８2を全てケース１０の底壁側から導出してある。ケース１０は、図１６に示すように、底壁に、一次コイル用端子７を圧入するためのスリット孔１３、二次コイル用低圧側端子８1を圧入するためのスリット孔１３が形成され、凹所１２に対応するケース１０の底壁には、二次コイル用高圧側端子８2を圧入するためのスリット孔１５が形成されている。なお、各スリット孔１３，１３，１４，１５のケース１０の内側には各端子７，７，８1，８2の圧入をしやすいようにさそい込みを形成してある。
【００２１】
しかして、本参考例では、ケース１０に樹脂９を充填する際に各端子７，７，８1，８2のケース１０から露出した部分に樹脂が付着することもなく、各端子７，７，８1，８2間のピッチがずれることもない。また、本参考例では、各端子７，７，８1，８2を一方向から圧入できるから組み立ても容易になる。
ところで、本参考例においては、図１５及び図１７に示すように、コイルボビン２の外鍔部２ｂの端部にテーパを形成して、コイルボビン２の軸方向において外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2側が鈍角部を有し反対側が鋭角部を有するようになっており、実施形態１と同様に外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2側の近傍において樹脂９にクラックが発生するのを防止することができる。すなわち、ケース１０内に充填された樹脂９の熱収縮による応力は外鍔部２ｂの端部の近傍において上記鋭角部の近傍にかかりやすくなり、樹脂９のクラックＣは上記鋭角部の近傍に発生する可能性が高くなるから、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2側にクラックＣが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止することができる。
【００２２】
ところで、本参考例では、図１４に示すようなＵ形コアの一方の側片が円柱状に形成されたコア６を対向配置することにより閉磁路を形成しており、コア６の円柱状に形成された側片をコイルボビン２に挿入してある。なお、このように一対のコア６により閉磁路を形成する場合には、図１８（ａ）のような幅Ｈ3が略一定なコア６を用いる替わりに、図１８（ｂ）に示すような円柱状の側片に比べて他の部分の幅Ｈ4が大きな（コイルボビン２の鍔部２ａ，２ｂの幅に略等しい）コア６を用いることにより、コア６の厚みＨ6を薄くすることが可能となり（Ｈ6＜Ｈ5）、プリント基板（図示せず）などへの実装面積を削減することができる。
【００２３】
なお、各端子７，７，８1，８2はケース１０に一体成形するようにしてもよく、この場合にも、ケース１０に樹脂９を充填する際に各端子７，７，８1，８2のケース１０から露出した部分に樹脂９が付着するのを防止でき、各端子７，７，８1，８2間のピッチがずれることもなくなる。
（実施形態２）
ところで、参考例の高圧トランスでは、図２３に示すようにプリント基板４０に実装した場合に、コア６のコイルボビン２へ挿入される円柱状の側片と、該側片に相対する側片がプリント基板４０に略平行な方向に位置するので、両コア６の間に設けたエアギャップからの漏れ磁束φがプリント基板４０に実装された周辺回路（例えば、制御ボード４１など）に影響を与えないように部品レイアウトを決めなければならず、実装設計上の制約が大きい。
【００２４】
これに対し、本実施形態の高圧トランスは図１９に示すような構成であって、コイルボビン２へ挿入される円柱状の側片と、該側片に相対する側片とがプリント基板４０（図２０参照）の厚み方向に配置してあるので、漏れ磁束φの向きがプリント基板４０と略直交するような向きになり、プリント基板４０に実装されている周辺回路への漏れ磁束φの影響を少なくすることができる。したがって、本実施形態では、プリント基板４０への高圧トランスの実装位置の自由度が高くなるから、実装設計の自由度が高くなる。なお、各端子７，７，８1，８2はプリント基板４０に半田付けされる。また、高圧トランスなどが実装されたプリント基板４０は金属製ケース（図示せず）内に納装されるので、上記漏れ磁束φは上記金属製ケースにて吸収され減衰する。
【００２５】
また、本実施形態では、図２１に示すように、コイルボビン２の外鍔部２ｂが、該外鍔部２ｂの端部において、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 側を分離鍔部２ｃ側へ向かって適宜長さだけ一体的に延設してある。ここに、該延設された延設部２ｂ3 は先端部に丸みを有する形状に形成されている。したがって、二次コイル３2 の高圧側の近傍において樹脂９にクラックＣが発生するのを防止できる。また、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側と反対側には鋭角部２ｂ4 を形成してあるので、樹脂９の熱収縮による応力がこの鋭角部２ｂ4 に集中するから、鋭角部２ｂ4 の近傍において樹脂９のクラックが発生する可能性が高くなり、外鍔部２ｂの二次コイル３2 側に樹脂９のクラックが発生するのを防止することができる。
【００２６】
なお、上記コア６は、図２２に示すように、円柱状に形成された側片がプリント基板４０に近くなるように配置してもよい。この場合には、漏れ磁束φはケース１０を通してプリント基板４０から離れる向きに発生する。
（実施形態３）
ところで、上記各実施形態および参考例において、一次コイル用端子７，７と、二次コイル用低圧側端子８ 1 、二次コイル用高圧側端子８2が例えば図２５に示すように、高圧トランス全体の重心Ｏに対してアンバランスな位置に配置されることがある。このような高圧トランスの各端子７，７，８1，８2をプリント基板４０（図２０参照）に半田により接続した場合、機械的なストレスが部分的に集中しやすく、上記半田にクラックが発生して接続不良が起こることがある。
【００２７】
これに対し、本実施形態では、図２４に示すように、高圧トランスの重心Ｏを中心として各端子７，７，８1 ，８2 が配置されている部位と反対側の部位に、プリント基板４０（図２０参照）へ実装した状態で各端子７，７，８1 ，８2 とともに高圧トランスをプリント基板４０に対してバランスよく支持するための支持ピン１９（補助端子）を設けてある。ここに、支持ピン１９はケース１０の適宜位置に連設されるピン支持部１８に固定され、先端部がプリント基板４０に半田付けされる。すなわち、本実施形態の高圧トランスは、プリント基板４０に対して各端子７，７，８1 ，８2 及び支持ピン１９により支持される。なお、支持ピン１９は、高圧トランスをプリント基板４０に実装するときの位置決め用部材としても機能する。
【００２８】
しかして、本実施形態では、高圧トランスの自重により各端子にかかる機械的なストレスが小さくなるから、各端子をプリント基板４０に接続している半田にクラックが発生するのを防止することができる。
（実施形態４）
本実施形態は、上記各実施形態および参考例において、図２６に示すように、コア６を一対のＲＵ形コアにより構成しエアギャップ６０を設定する場合に、コア６同士の合わせ面が互いに異なる平面上に位置するようにしてあるので、エアギャップ６０からの漏れ磁束を抑制し、特性を改善することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、図２７に示すように、コイルボビン２の外鍔部２ｂの端部において、コイルボビン２の軸方向の二次コイル３2 側に丸みを設け、反対側に延設部２ｂ5 を延設し、延設部２ｂ5 の先端に鋭角部２ｂ6 を設けたものであり、樹脂９の熱収縮により樹脂９に発生するクラックは鋭角部２ｂ6 の近傍に発生する可能性が高くなるので、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側の近傍にクラックが発生するのを防止できる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、コイルが巻回される部位が筒状であって軸方向の両端に外鍔部を有するとともに両外鍔部の間に分離鍔部を有するコイルボビンと、少なくとも一部がコイルボビンに挿入されるコアと、一方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される一次コイルと、他方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される二次コイルと、少なくともコアと前記各コイルが巻回されたコイルボビンとを収納するケースとを備え、ケース内に絶縁用の樹脂が充填される高圧トランスであって、前記他方の外鍔部の端部は、コイルボビンの軸方向における上記二次コイル側とは反対側の方に上記樹脂の熱収縮による応力がかかりやすく上記二次コイル側の応力が上記反対側の応力に比べて緩和される形状としてコイルボビンの軸方向における上記二次コイル側に丸みを有し反対側に角を有する形状に形成に形成されているので、ケース内に充填された樹脂の熱収縮による応力は上記他方の外鍔部の端部において二次コイル側と反対側の角の近傍にかかりやすくなるから、樹脂のクラックは上記反対側の角の近傍に発生する可能性が高くなり、上記他方の外鍔部の端部の二次コイル側の近傍にクラックが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止できるという効果がある。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が一体成形されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができるという効果がある。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が圧入されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができるという効果がある。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の発明において、少なくとも２つのコアを備え、各コアは、上記端子をプリント基板に接続した状態において上記一部に相対する脚部が上記一部に対してプリント基板の厚み方向に位置するように配設されているので、実装面積を小さくすることができるとともに、プリント基板に実装された周辺部品へのノイズを減らすことができ、プリント基板への実装位置の自由度が高くなるから実装設計の自由度が高くなるという効果がある。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４の発明において、上記端子とともに高圧トランス自体をバランスよく支持する支持ピンを備えているので、プリント基板に半田付けなどにより実装した場合に、高圧トランスの自重により上記端子にかかる機械的なストレスが小さくなるから、半田にクラックが発生するのを抑制することができるという効果がある。
【００３５】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の発明において、少なくとも２つのコアを備え、閉磁路を構成するコア同士の合わせ面は、互いに異なる平面上に位置するので、エアギャップからの漏れ磁束が抑制され、特性が改善されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１を示す断面図である。
【図２】 同上を示す要部断面図である。
【図３】 同上における一次ボビンと二次ボビンとの斜視図である。
【図４】 同上における一次ボビンと二次ボビンとの断面図である。
【図５】 図上における二次ボビンと二次コイルとの斜視図である。
【図６】 図上におけるコアの斜視図である。
【図７】 同上におけるケースの斜視図である。
【図８】 同上の要部説明図である。
【図９】 同上の他の要部説明図である。
【図１０】 同上の要部説明図である。
【図１１】 同上に用いる他のコイルボビンの斜視図である。
【図１２】 同上に用いる他のコイルボビンの断面図である。
【図１３】 同上に用いる他のコアの斜視図である。
【図１４】 同上に用いる別のコアの斜視図である。
【図１５】 参考例を示す断面図である
【図１６】 同上におけるケースの断面図である。
【図１７】 同上の要部断面図である。
【図１８】 同上の要部断面図である。
【図１９】 実施形態２を示し、（ａ）は平断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図２０】 同上をプリント基板に実装した状態の説明図である。
【図２１】 同上の要部断面図である。
【図２２】 他の実施形態をプリント基板に実装した状態の説明図である。
【図２３】 実施形態２の要部説明図である。
【図２４】 実施形態３の要部照明図である。
【図２５】 同上との比較例の説明図である。
【図２６】 実施形態４に用いるコアの説明図である。
【図２７】 同上の要部断面図である。
【図２８】 従来例を示す断面図である。
【図２９】 同上の要部説明図である。
【符号の説明】
２ コイルボビン
２1 一次ボビン
２2 二次ボビン
２ａ 外鍔部
２ｂ 外鍔部
２ｃ 分離鍔部
３1 一次コイル
３2 二次コイル
６ コア
７ 一次コイル用端子
８1 二次コイル用低圧側端子
８2 二次コイル用高圧側端子
９ 樹脂
１０ ケース
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度放電灯を始動するイグナイタなどに用いられる高圧パルストランスや、発動機等のイグニッションコイルなどの高電圧を発生する高圧トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高圧トランスは、図２８及び図２９に示すように、一次コイル３1 及び二次コイル３2 が巻回されたコイルボビン２’を一面が開口した直方体状のケース１０に収納し、ケース１０の開口を上側にして上方から絶縁用の樹脂９を充填している。
【０００３】
ここに、一次コイル３1はコイルボビン２’の一方の外鍔部２ａ’と分離鍔部２ｃ’との間に巻回され、二次コイル３2は他方の外鍔部２ｂ’と分離鍔部２ｃ’との間に巻回されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の高圧トランスは、図２８に示すように、他方の外鍔部２ｂ’の端部の形状がコイルボビン２’の軸方向において略対称になっており、外鍔部２ｂ’の端部の近傍に上記樹脂９の熱収縮による応力が略均等に印加され、その応力が樹脂の変形可能な耐量を越えた場合、外鍔部２ｂ’の端部の両角部２ｂ 1 ’，２ｂ 2 ’のどちらか一方の近傍において樹脂にクラックＣが発生するが、二次コイル３2側にクラックＣが発生すると、二次コイル３2からの高電圧がリークしてしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、高電圧のリークにつながるような樹脂クラックの発生の少ない高圧トランスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、コイルが巻回される部位が筒状であって軸方向の両端に外鍔部を有するとともに両外鍔部の間に分離鍔部を有するコイルボビンと、少なくとも一部がコイルボビンに挿入されるコアと、一方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される一次コイルと、他方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される二次コイルと、少なくともコアと前記各コイルが巻回されたコイルボビンとを収納するケースとを備え、ケース内に絶縁用の樹脂が充填される高圧トランスであって、前記他方の外鍔部の端部は、コイルボビンの軸方向における上記二次コイル側とは反対側の方に上記樹脂の熱収縮による応力がかかりやすく上記二次コイル側の応力が上記反対側の応力に比べて緩和される形状としてコイルボビンの軸方向における上記二次コイル側に丸みを有し反対側に角を有する形状に形成されて成ることを特徴とするものであり、ケース内に充填された樹脂の熱収縮による応力は上記他方の外鍔部の端部において二次コイル側と反対側の角の近傍にかかりやすくなるので、樹脂のクラックは上記反対側の角の近傍に発生する可能性が高くなるから、上記他方の外鍔部の端部の二次コイル側の近傍にクラックが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止できる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が一体成形されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が圧入されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の発明において、少なくとも２つのコアを備え、各コアは、上記端子をプリント基板に接続した状態において上記一部に相対する脚部が上記一部に対してプリント基板の厚み方向に位置するように配設されているので、実装面積を小さくすることができるとともに、プリント基板に実装された周辺部品へのノイズを減らすことができ、プリント基板への実装位置の自由度が高くなるから実装設計の自由度が高くなる。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４の発明において、上記端子とともに高圧トランス自体をバランスよく支持する支持ピンを備えているので、プリント基板に半田付けなどにより実装した場合に、高圧トランスの自重により上記端子にかかる機械的なストレスが小さくなるから、半田にクラックが発生するのを抑制することができる。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の発明において、少なくとも２つのコアを備え、閉磁路を構成するコア同士の合わせ面は、互いに異なる平面上に位置するので、エアギャップからの漏れ磁束が抑制され、特性が改善される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。
本実施形態の高圧トランスは、コイルが巻回される部位が円筒状であって軸方向の両端に外鍔部２ａ，２ｂを有するとともに両外鍔部２ａ，２ｂの間に分離鍔部２ｃを有するコイルボビン２と、コイルボビン２に挿通されるＩ形コアよりなるコア６（図６参照）と、コイルボビン２の一方の外鍔部２ａと分離鍔部２ｃとの間に巻回される一次コイル３1 と、コイルボビン２の他方の外鍔部２ｂと分離鍔部２ｃとの間に巻回される及び二次コイル３2 と、一次コイル３1 が接続される一次コイル用端子７，７と、二次コイル３2 の低圧側が接続される二次コイル用低圧側端子８1 と、二次コイル３2 の高圧側が接続される二次コイル用高圧側端子８2 と、一面開口した箱状であって各コイル３1 ，３2 が巻回されたコイルボビン２及びコア６が収納されるケース１０とを備え、ケース１０には絶縁用の樹脂９が充填される。なお、一方の外鍔部２ａには一次コイル用端子７，７を支持する一対の端子支持部２７が一体に形成されており、他方の外鍔部２ｂには二次コイル用高圧側端子８2 を支持する端子支持部２８2 が連設され、また、分離鍔部２ｃには二次コイル用低圧側端子８1 を支持する端子支持部２８1 が連設されている。
【００１３】
コイルボビン２は、図３及び図４に示すように、一次コイル３1 を巻回する一次ボビン２1 と、二次コイル３2 を巻回する二次ボビン２2 とを嵌合して構成している。すなわち、一次ボビン２1 は、軸方向の一端に外鍔部２ａを有するとともに他端に分離鍔部２ｃを有し、上記他端には、二次ボビン２2 の凸部２３が嵌入される凹部２２が形成されている。一方、二次ボビン２2 は、軸方向の一端に外鍔部２ｂを有するとともに他端に上記凸部２３が形成されている。一次ボビン２1 のコイル巻回部２２1 には断面が略円形の線状の巻線よりなる一次コイル３1 が巻回され、一次コイル３1 の線端部は一次コイル用端子７，７にからげた状態で半田付けされる。一方、二次ボビン２2 のコイル巻回部２２2 には、図５に示すように、テープ状（数百μｍ程度の厚さ）の平形巻線（平角線）を円筒状に積層するように巻回した（いわゆるエッジワイズ巻き）二次コイル３2 が外挿される。
【００１４】
コイルボビン２において、一次コイル３1と二次コイル３2との間の絶縁は、その間の分離鍔部２ｃにより行われ、二次コイル３2は、図８に示すように、コイルボビン２の軸方向において、分離鍔部２ｃ側（一次コイル３1側）が低圧となり、外鍔部２ｂ側が高圧になるように設計してあるので、より絶縁性を高めることができる。ところで、二次ボビン２2のコイル巻回部２２2に二次コイル３2を外挿するためにコイルボビン２を分割する場合には、二次コイル３2に発生する高電圧がコア６へリークするのを防止するために、コイルボビン２を図９（ａ）に示すように高圧側で分割するよりも図９（ｂ）に示すように低圧側で分割して、高圧側での二次コイル３2とコア６との絶縁距離を長くとることが望ましい。なお、図９（ｂ）のようにコイルボビン２を分割した場合には、分割した部分が二次コイル３2の低圧側なので、二次コイル３2とコア６との絶縁距離が短くても問題ない。
【００１５】
また、本実施形態では、二次コイル３2 がエッジワイズ巻きされているので、図１０に示すように、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 の仕上がり幅Ｈ1 よりも、コイルボビン２の軸方向における二次ボビンのコイル巻回部２２2 の幅Ｈ2 （外鍔部２ｂと分離鍔部２ｃとの間の距離）を十分に大きくすることができるから、樹脂９を充填する際の樹脂の回り込み性を良くすることができ、絶縁性を高めることができる。
【００１６】
ケース１０は、後面側に凹所１２（図７参照）が形成されており、凹所１２の底壁には上述の二次コイル用高圧側端子８2 を圧入するためのスリット孔（図示せず）が形成されている。
ところで、コイルボビン２の外鍔部２ｂの端部の形状は、図１及び図２に示すように、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 側に丸みを有し反対側に角を有するような形状に形成してあるので、ケース１０内に充填された樹脂９の熱収縮による応力は外鍔部２ｂの端部の近傍において上記角の近傍にかかりやすくなり、樹脂９のクラックＣは上記角の近傍に発生する可能性が高くなるから、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側にクラックＣが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止することができる。すなわち、本実施形態では、外鍔部２ｂの端部は、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 側への上記樹脂９の応力の集中が緩和される形状に形成されている。上記角の近傍にクラックＣが発生すると、樹脂９の熱収縮による応力は開放されるので、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側にはクラックＣは発生しない。
【００１７】
ところで、上記実施形態では、二次コイル３2 にエッジワイズ巻きのものを用いているが、一次コイル３1 と同様の線状の巻線を巻回する場合には、図１１及び図１２に示すようなセクション巻き用のコイルボビン２”を用いればよい。なお、図１１及び図１２中の２２1 は一次コイル３1 が巻回されるコイル巻回部、２２2 は線状の巻線が巻回されるコイル巻回部、２１はコア挿入孔である。
【００１８】
また、コア６は、Ｉ形コアに限定するものではなく、図１３に示すような一対のＵ形コアを用いてもよい。Ｕ形コアを用いる場合には各Ｕ形コアの一方の側片をコイルボビン２に挿入し、閉磁路を形成するように配置すればよい。また、コア６は、図１４に示すようなＵ形コアの一方の側片が円柱状に形成されたＲＵ形コアを一対設けてもよく、この場合には、円柱状に形成された側片をコイルボビン２に挿入する。また、その他にも、Ｅ形コア、２個のＥ形コアを組み合わせたＥＥ形コア、Ｅ形コアの中央の凸部のみが円柱状に形成されたＥＥＲ形コアなどを用いてもよい。
【００１９】
（参考例）
ところで、実施形態１では、一次コイル用端子７，７がケース１０の開口面から露出するように配置されているので、樹脂９を充填する際に一次コイル用端子７，７に樹脂９が付着したり、樹脂９が吸い上がってしまったりして、一次コイル用端子７，７間のピッチがずれてしまうことがあった。
【００２０】
本参考例は、この種の不具合を解決するものであり、図１５に示すように、一次コイル用端子７もケース１０の底壁から導出してある。すなわち、本参考例では、各端子７，７，８1，８2を全てケース１０の底壁側から導出してある。ケース１０は、図１６に示すように、底壁に、一次コイル用端子７を圧入するためのスリット孔１３、二次コイル用低圧側端子８1を圧入するためのスリット孔１３が形成され、凹所１２に対応するケース１０の底壁には、二次コイル用高圧側端子８2を圧入するためのスリット孔１５が形成されている。なお、各スリット孔１３，１３，１４，１５のケース１０の内側には各端子７，７，８1，８2の圧入をしやすいようにさそい込みを形成してある。
【００２１】
しかして、本参考例では、ケース１０に樹脂９を充填する際に各端子７，７，８1，８2のケース１０から露出した部分に樹脂が付着することもなく、各端子７，７，８1，８2間のピッチがずれることもない。また、本参考例では、各端子７，７，８1，８2を一方向から圧入できるから組み立ても容易になる。
ところで、本参考例においては、図１５及び図１７に示すように、コイルボビン２の外鍔部２ｂの端部にテーパを形成して、コイルボビン２の軸方向において外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2側が鈍角部を有し反対側が鋭角部を有するようになっており、実施形態１と同様に外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2側の近傍において樹脂９にクラックが発生するのを防止することができる。すなわち、ケース１０内に充填された樹脂９の熱収縮による応力は外鍔部２ｂの端部の近傍において上記鋭角部の近傍にかかりやすくなり、樹脂９のクラックＣは上記鋭角部の近傍に発生する可能性が高くなるから、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2側にクラックＣが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止することができる。
【００２２】
ところで、本参考例では、図１４に示すようなＵ形コアの一方の側片が円柱状に形成されたコア６を対向配置することにより閉磁路を形成しており、コア６の円柱状に形成された側片をコイルボビン２に挿入してある。なお、このように一対のコア６により閉磁路を形成する場合には、図１８（ａ）のような幅Ｈ3が略一定なコア６を用いる替わりに、図１８（ｂ）に示すような円柱状の側片に比べて他の部分の幅Ｈ4が大きな（コイルボビン２の鍔部２ａ，２ｂの幅に略等しい）コア６を用いることにより、コア６の厚みＨ6を薄くすることが可能となり（Ｈ6＜Ｈ5）、プリント基板（図示せず）などへの実装面積を削減することができる。
【００２３】
なお、各端子７，７，８1，８2はケース１０に一体成形するようにしてもよく、この場合にも、ケース１０に樹脂９を充填する際に各端子７，７，８1，８2のケース１０から露出した部分に樹脂９が付着するのを防止でき、各端子７，７，８1，８2間のピッチがずれることもなくなる。
（実施形態２）
ところで、参考例の高圧トランスでは、図２３に示すようにプリント基板４０に実装した場合に、コア６のコイルボビン２へ挿入される円柱状の側片と、該側片に相対する側片がプリント基板４０に略平行な方向に位置するので、両コア６の間に設けたエアギャップからの漏れ磁束φがプリント基板４０に実装された周辺回路（例えば、制御ボード４１など）に影響を与えないように部品レイアウトを決めなければならず、実装設計上の制約が大きい。
【００２４】
これに対し、本実施形態の高圧トランスは図１９に示すような構成であって、コイルボビン２へ挿入される円柱状の側片と、該側片に相対する側片とがプリント基板４０（図２０参照）の厚み方向に配置してあるので、漏れ磁束φの向きがプリント基板４０と略直交するような向きになり、プリント基板４０に実装されている周辺回路への漏れ磁束φの影響を少なくすることができる。したがって、本実施形態では、プリント基板４０への高圧トランスの実装位置の自由度が高くなるから、実装設計の自由度が高くなる。なお、各端子７，７，８1，８2はプリント基板４０に半田付けされる。また、高圧トランスなどが実装されたプリント基板４０は金属製ケース（図示せず）内に納装されるので、上記漏れ磁束φは上記金属製ケースにて吸収され減衰する。
【００２５】
また、本実施形態では、図２１に示すように、コイルボビン２の外鍔部２ｂが、該外鍔部２ｂの端部において、コイルボビン２の軸方向における二次コイル３2 側を分離鍔部２ｃ側へ向かって適宜長さだけ一体的に延設してある。ここに、該延設された延設部２ｂ3 は先端部に丸みを有する形状に形成されている。したがって、二次コイル３2 の高圧側の近傍において樹脂９にクラックＣが発生するのを防止できる。また、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側と反対側には鋭角部２ｂ4 を形成してあるので、樹脂９の熱収縮による応力がこの鋭角部２ｂ4 に集中するから、鋭角部２ｂ4 の近傍において樹脂９のクラックが発生する可能性が高くなり、外鍔部２ｂの二次コイル３2 側に樹脂９のクラックが発生するのを防止することができる。
【００２６】
なお、上記コア６は、図２２に示すように、円柱状に形成された側片がプリント基板４０に近くなるように配置してもよい。この場合には、漏れ磁束φはケース１０を通してプリント基板４０から離れる向きに発生する。
（実施形態３）
ところで、上記各実施形態および参考例において、一次コイル用端子７，７と、二次コイル用低圧側端子８ 1 、二次コイル用高圧側端子８2が例えば図２５に示すように、高圧トランス全体の重心Ｏに対してアンバランスな位置に配置されることがある。このような高圧トランスの各端子７，７，８1，８2をプリント基板４０（図２０参照）に半田により接続した場合、機械的なストレスが部分的に集中しやすく、上記半田にクラックが発生して接続不良が起こることがある。
【００２７】
これに対し、本実施形態では、図２４に示すように、高圧トランスの重心Ｏを中心として各端子７，７，８1 ，８2 が配置されている部位と反対側の部位に、プリント基板４０（図２０参照）へ実装した状態で各端子７，７，８1 ，８2 とともに高圧トランスをプリント基板４０に対してバランスよく支持するための支持ピン１９（補助端子）を設けてある。ここに、支持ピン１９はケース１０の適宜位置に連設されるピン支持部１８に固定され、先端部がプリント基板４０に半田付けされる。すなわち、本実施形態の高圧トランスは、プリント基板４０に対して各端子７，７，８1 ，８2 及び支持ピン１９により支持される。なお、支持ピン１９は、高圧トランスをプリント基板４０に実装するときの位置決め用部材としても機能する。
【００２８】
しかして、本実施形態では、高圧トランスの自重により各端子にかかる機械的なストレスが小さくなるから、各端子をプリント基板４０に接続している半田にクラックが発生するのを防止することができる。
（実施形態４）
本実施形態は、上記各実施形態および参考例において、図２６に示すように、コア６を一対のＲＵ形コアにより構成しエアギャップ６０を設定する場合に、コア６同士の合わせ面が互いに異なる平面上に位置するようにしてあるので、エアギャップ６０からの漏れ磁束を抑制し、特性を改善することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、図２７に示すように、コイルボビン２の外鍔部２ｂの端部において、コイルボビン２の軸方向の二次コイル３2 側に丸みを設け、反対側に延設部２ｂ5 を延設し、延設部２ｂ5 の先端に鋭角部２ｂ6 を設けたものであり、樹脂９の熱収縮により樹脂９に発生するクラックは鋭角部２ｂ6 の近傍に発生する可能性が高くなるので、外鍔部２ｂの端部の二次コイル３2 側の近傍にクラックが発生するのを防止できる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、コイルが巻回される部位が筒状であって軸方向の両端に外鍔部を有するとともに両外鍔部の間に分離鍔部を有するコイルボビンと、少なくとも一部がコイルボビンに挿入されるコアと、一方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される一次コイルと、他方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される二次コイルと、少なくともコアと前記各コイルが巻回されたコイルボビンとを収納するケースとを備え、ケース内に絶縁用の樹脂が充填される高圧トランスであって、前記他方の外鍔部の端部は、コイルボビンの軸方向における上記二次コイル側とは反対側の方に上記樹脂の熱収縮による応力がかかりやすく上記二次コイル側の応力が上記反対側の応力に比べて緩和される形状としてコイルボビンの軸方向における上記二次コイル側に丸みを有し反対側に角を有する形状に形成に形成されているので、ケース内に充填された樹脂の熱収縮による応力は上記他方の外鍔部の端部において二次コイル側と反対側の角の近傍にかかりやすくなるから、樹脂のクラックは上記反対側の角の近傍に発生する可能性が高くなり、上記他方の外鍔部の端部の二次コイル側の近傍にクラックが発生するのを防止でき、高電圧がリークするのを防止できるという効果がある。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が一体成形されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができるという効果がある。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、ケースは、各コイルに接続される端子が圧入されているので、従来のように樹脂を充填する際にケースの開口した面側に配設された端子に樹脂がはねあがったり吸いあがったりして樹脂が付着するのを防止できるから、端子間のピッチがずれてしまうのを防止することができるという効果がある。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の発明において、少なくとも２つのコアを備え、各コアは、上記端子をプリント基板に接続した状態において上記一部に相対する脚部が上記一部に対してプリント基板の厚み方向に位置するように配設されているので、実装面積を小さくすることができるとともに、プリント基板に実装された周辺部品へのノイズを減らすことができ、プリント基板への実装位置の自由度が高くなるから実装設計の自由度が高くなるという効果がある。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４の発明において、上記端子とともに高圧トランス自体をバランスよく支持する支持ピンを備えているので、プリント基板に半田付けなどにより実装した場合に、高圧トランスの自重により上記端子にかかる機械的なストレスが小さくなるから、半田にクラックが発生するのを抑制することができるという効果がある。
【００３５】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の発明において、少なくとも２つのコアを備え、閉磁路を構成するコア同士の合わせ面は、互いに異なる平面上に位置するので、エアギャップからの漏れ磁束が抑制され、特性が改善されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１を示す断面図である。
【図２】 同上を示す要部断面図である。
【図３】 同上における一次ボビンと二次ボビンとの斜視図である。
【図４】 同上における一次ボビンと二次ボビンとの断面図である。
【図５】 図上における二次ボビンと二次コイルとの斜視図である。
【図６】 図上におけるコアの斜視図である。
【図７】 同上におけるケースの斜視図である。
【図８】 同上の要部説明図である。
【図９】 同上の他の要部説明図である。
【図１０】 同上の要部説明図である。
【図１１】 同上に用いる他のコイルボビンの斜視図である。
【図１２】 同上に用いる他のコイルボビンの断面図である。
【図１３】 同上に用いる他のコアの斜視図である。
【図１４】 同上に用いる別のコアの斜視図である。
【図１５】 参考例を示す断面図である
【図１６】 同上におけるケースの断面図である。
【図１７】 同上の要部断面図である。
【図１８】 同上の要部断面図である。
【図１９】 実施形態２を示し、（ａ）は平断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は側断面図である。
【図２０】 同上をプリント基板に実装した状態の説明図である。
【図２１】 同上の要部断面図である。
【図２２】 他の実施形態をプリント基板に実装した状態の説明図である。
【図２３】 実施形態２の要部説明図である。
【図２４】 実施形態３の要部照明図である。
【図２５】 同上との比較例の説明図である。
【図２６】 実施形態４に用いるコアの説明図である。
【図２７】 同上の要部断面図である。
【図２８】 従来例を示す断面図である。
【図２９】 同上の要部説明図である。
【符号の説明】
２ コイルボビン
２1 一次ボビン
２2 二次ボビン
２ａ 外鍔部
２ｂ 外鍔部
２ｃ 分離鍔部
３1 一次コイル
３2 二次コイル
６ コア
７ 一次コイル用端子
８1 二次コイル用低圧側端子
８2 二次コイル用高圧側端子
９ 樹脂
１０ ケース
Claims (6)
- コイルが巻回される部位が筒状であって軸方向の両端に外鍔部を有するとともに両外鍔部の間に分離鍔部を有するコイルボビンと、少なくとも一部がコイルボビンに挿入されるコアと、一方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される一次コイルと、他方の外鍔部と分離鍔部との間に巻回される二次コイルと、少なくともコアと前記各コイルが巻回されたコイルボビンとを収納するケースとを備え、ケース内に絶縁用の樹脂が充填される高圧トランスであって、前記他方の外鍔部の端部は、コイルボビンの軸方向における上記二次コイル側とは反対側の方に上記樹脂の熱収縮による応力がかかりやすく上記二次コイル側の応力が上記反対側の応力に比べて緩和される形状としてコイルボビンの軸方向における上記二次コイル側に丸みを有し反対側に角を有する形状に形成されて成ることを特徴とする高圧トランス。
- ケースは、各コイルに接続される端子が一体成形されて成ることを特徴とする請求項１記載の高圧トランス。
- ケースは、各コイルに接続される端子が圧入されて成ることを特徴とする請求項１記載の高圧トランス。
- 少なくとも２つのコアを備え、各コアは、上記端子をプリント基板に接続した状態において上記一部に相対する脚部が上記一部に対してプリント基板の厚み方向に位置するように配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の高圧トランス。
- 上記端子とともに高圧トランス自体をバランスよく支持する支持ピンを備えて成ることを特徴とする請求項２乃至請求項４記載の高圧トランス。
- 少なくとも２つのコアを備え、閉磁路を構成するコア同士の合わせ面は、互いに異なる平面上に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の高圧トランス。
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