JP3979823B2 - 巻線機器および巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに高電圧パルス発生装置を備えた放電励起ガスレーザ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線機器および巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに高電圧パルス発生装置を備えた放電励起ガスレーザ装置に関し、特に本発明は、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる巻線機器および該巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに放電励起ガスレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される露光光の短波長化が進められており、半導体露光用光源として、従来の水銀ランプから波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。さらに、次世代の半導体露光用光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ装置及び波長１５７ｎｍのフッ素分子（Ｆ2 ）レーザ装置等の紫外線を放出するガスレーザ装置が有力である。
ＫｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス及びバッファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、ＡｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス及びバツファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、フッ素（Ｆ2 ）レーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス及びバッファーガスとしてヘリウム（Ｈｅ）の希ガスからなる混合ガスであるレーザガスが数百ｋＰａで封入されたレーザチェンバの内部で放電を発生させることにより、レーザ媒質であるレーザガスが励起される。
レーザチェンバ内部には、レーザガスを励起するための一対の主放電電極が、レーザ発振方向に垂直な方向に所定の距離だけ離間して対向配置されている。この一対の主放電電極には高電圧パルスが印加され、主放電電極間にかかる電圧がある値（ブレークダウン電圧) に到達すると、主放電電極間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始し、この主放電によりレーザ媒質が励起される。よって、このような露光用ガスレーザ装置は主放電の繰り返しによるパルス発振を行い、放出するレーザ光はパルス光となる。現状、露光に用いられているレーザ装置のレーザパルスの繰返し周波数は２ｋＨｚ程度であるが、近年、スループットの増大、露光量のバラツキの減少のため、繰返し周波数４ｋＨｚ以上が要請されている。
【０００３】
上記露光用ガスレーザ装置において、上記したようにレーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させるために設けられる高電圧パルス発生回路の例を図１５に示す。
図１５の高電圧パルス発生回路は、可飽和リアクトルからなる３個の磁気スイッチＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３を用いた２段の磁気パルス圧縮回路からなる。磁気スイッチＳＲ１はＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である固体スイッチＳＷでのスイツチングロスの低減用のものであり、磁気アシストとも呼ばれる。
第１の磁気スイッチＳＲ２と第２の磁気スイッチＳＲ３により２段の磁気パルス圧縮回路を構成している。
ここで、図１５（ａ）は磁気圧縮回路に加え昇圧トランスＴＲ１を含む回路、図１５（ｂ）は昇圧トランスを含まず、昇圧トランスＴＲ１の代わりにコンデンサＣ０の充電用のリアクトルＬ１を含む例である。
【０００４】
以下に図１５（ａ）にしたがって、回路の構成と動作を説明する。なお、図１５（ｂ）の回路は昇圧トランスにより昇圧される動作が無いだけで、他の動作は図１５（ａ）と同様なので、説明を省略する。
まず、高電圧電源ＣＨの電圧が所定の値Ｖｉｎに調整され、主コンデンサＣ０が充電される。このとき、固体スイッチＳＷはオフになっている。主コンデンサＣ０の充電が完了し、固体スイッチＳＷがオンとなったとき、固体スイッチＳＷ両端にかかる電圧は、主に磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる。
磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる主コンデンサＣ０の充電電圧Ｖ０の時間積分値が磁気スイッチＳＲ１の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ１が飽和して磁気スイッチＳＲ１が導通状態となり、主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＲ１、昇圧トランスＴＲ１の１次側、固体スイッチＳＷのループに電流が流れる。
同時に、昇圧トランスＴＲ１の２次側、コンデンサＣ１のループに電流が流れ、主コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ１に充電される。
【０００５】
この後、コンデンサＣ１における電圧Ｖ１の時間積分値が磁気スイッチＳＲ２の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ２が飽和して磁気スイッチＳＲ２が導通状態となり、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、磁気スイッチＳＲ３のループに電流が流れ、コンテンサＣ１に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に充電される。
さらにこの後、コンデンサＣ２における電圧Ｖ２の時間積分値が磁気スイッチＳＲ３の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ３が飽和して磁気スイッチＳＲ３が導通状態となり、コンデンサＣ２、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気スイッチＳＲ３のループに電流が流れ、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷が移行してピーキングコンデンサＣｐが充電される。予備電離のためのコロナ放電は、第１電極ｅ１が挿人されている誘電体チューブＴｕと第２電極ｅ２とが接触している個所を基点として誘電体チューブＴｕの外周面に発生するが、ピーキングコンデンサＣｐの充電が進むにつれてその電圧Ｖｐが上昇し、Ｖｐが所定の電圧になるとコロナ予備電離部の誘電体チューブＴｕ表面にコロナ放電が発生する。このコロナ放電によって誘電体チューブＴｕの表面に紫外線が発生し、主放電電極Ｅ，Ｅ間のレーザ媒質であるレーザガスが予備電離される。
【０００６】
ピーキングコンデンサＣｐの充電がさらに進むにつれて、ピーキングコンデンサＣｐの電圧Ｖｐが上昇し、この電圧Ｖｐがある値（ブレークダウン電圧）Ｖｂに達すると、主放電電極Ｅ，Ｅ間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始し、この主放電によりレーザ媒質が励起され、レーザ光が発生する。
この後、主放電によりピーキングコンデンサＣｐの電圧が急速に低下し、やがて充電開始前の状態に戻る。このような放電動作が固体スイッチＳＷのスイッチチング動作によって繰り返し行われることにより、所定の繰り返し周波数でのパルスレーザ発振が行われる。
ここで、磁気スイッチＳＲ２、ＳＲ３及びコンデンサＣ１、Ｃ２で構成される各段の容量移行型回路のインダクタンスを後段に行くにつれて小さくなるように設定することにより、各段を流れる電流パルスのパルス幅が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が行われ、主放置電極Ｅ，Ｅ間に短パルスの強い放電が実現される。
【０００７】
磁気スイッチの構成例を図１６に示す。図１５に示した回路における磁気スイッチＳＲ２, ＳＲ３のパルス幅を圧縮する性能（圧縮性能) は、磁気スイッチ飽和後のインダクタンスが小さいほど良くなることが知られている。
この構成例では、コンデンサ、コアの巻線を複数並列に設けており、コンデンサの寄生インダクタンス、磁気スイッチのコイルのインダクタンスを小さくして、上記磁気スイッチ飽和後のイングクタンスを小さくしている。
図１６は例えば、磁気スイッチＳＲ３を表している（ＳＲｎ→ＳＲ３) 場合、コンデンサＣｎ1 〜Ｃｎn は、Ｃ２1 〜Ｃ２n であり、Ｃ２1 〜Ｃ２n を合成したものが図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＣ２である。このとき、コンデンサＣ２1 〜Ｃ２n の一端はアース側に接続される。他端の一方は、磁気スイッチＳＲ２を所定回数巻き回された後、Ｃ１1 〜Ｃ１n （合成すると図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＣ１）の高圧側に接続され、他端の他方はＳＲ３を所定回数巻き回された後、ピーキングコンデンサＣｐ1 〜Ｃｐn （合成すると図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＣｐ) の高圧側に接続される。
ここで、各磁気スイッチやコンデンサは、冷却のため絶縁性冷媒、例えば、絶縁オイルによって満たされた不図示のタンクの中に設置される。絶縁性冷媒は自然対流やファン等を開いた強制対流によりコア表面上を流れ、その際に熱交換を行う。
【０００８】
上記したように、露光に用いられているレーザ装置のレーザパルスの繰返し周波数は、４ｋＨｚ以上が要請され始めている。そのため、磁気スイッチのコアでの発熱量が増加する。現状の繰返し周波数２ｋＨｚに対応したコアを用いる場合、コアの定格以上に発熱してしまう。
図１６のコア１は磁性合金薄帯を芯材３に年輪状に巻き回したものである。この磁性合金薄帯は両面に絶縁物の薄膜（例: シリカ薄膜) が施されている。コアが定格以上に発熱すると、磁性合金薄帯とシリカ薄膜との熱膨張係数の違いからシリカ薄膜にクラックが生じる。クラックが生じるとそこから漏れ電流が多くなり、さらに発熱し、最終的には回路素子としての特性を失うことになる。
よって、高繰返し周波数対応するため、磁気スイッチのコアを、例えば、図１７のように構成する。
図１７（ａ）は図１７（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１７に示すものは、図１６に示すコア１を薄板状に分割して、各薄板状コア１ａ〜１ｄがプレスボードやガラスエポキシ等の絶縁材料からなるスペーサ２によってそれぞれが一定距離だけ離間するように配置されている構造である。
このような構造をとることにより、絶縁性冷媒と接する面積が、図１６の構造と比較して増大する。よって、コアの冷却効率が高くなるので、発熱量が増大する４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数にも対処することが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造により、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの放熱量が定格以内となるように、薄板状コア１ａ〜１ｄを冷却することが可能となったものの、薄板状コア１ａ〜１ｄに接触しているスペーサ２により、コア表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じ、その部分での熱交換が不充分となる。
また、プレスボードやガラスエポキシ等の絶縁材料からなるスペーサ２自体が、接触する薄板状コア１ａ〜１ｄの発熱に上り劣化する。上記絶縁材料からなるスペーサ２は、温度１００°Ｃ前後で劣化する。
さらに、スペーサ２が薄板状コア１ａ〜１ｄと接触している部分では、放熱が妨げられる。先に述べたように薄板状コア１ａ〜１ｄは両面に絶縁用のシリカ薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材に年輸状に巻き回したものである。この構造だと熱伝導が良好ではなく、上記したスペーサと接触した部分は局所的に高熱となる。コアは温度１２０〜１３０°Ｃ前後で劣化する。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる巻線機器および巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに高電圧パルス発生装置を備えた放電励起ガスレーザ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）磁性合金薄帯が環状の巻芯に巻き回されたコアが複数個、所定距離だけ離間して配置され、この複数個のコアからなる組立体に巻線が巻かれ、絶縁性の冷媒中で使用される巻線機器において、上記コアの巻芯間に支え部材を配置し、上記コアと上記支え部材が接触しないように、支え部材の外周の直径を該巻芯の外周の直径と略一致させ、上記複数個のコアを、上記支え部材により所定距離離間させるように支持し、各コアの外側面にボスを設け、該ボスをロッド又は支持部材を介して連結する。
上記のように、各コア間に支え部材をコアとは接触しないように配置して上記複数個のコアを所定距離離間させるように支持することにより、スペーサと接触した部分が局所的に高熱となることがなく、また、コア表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じず、冷媒とコア表面との熱交換が阻害されることが無い。このため、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる。 また支え部材自体がコアと接触していないので、コアが発熱しても支え部材が発熱することがなく、劣化を防止することができる。特に、支え部材を金属製とすれば、支え部材の劣化を防止することができる。
さらに、コアと接触している部材が無いので、コアにおいて放熱が妨げられる部分も存在しない。また、ボスをロッド又は支持部材により連結することにより、各コアの自重によるたわみ等を防止することができる。
（２）上記（１）において、上記巻芯と支え部材とを貫通する筒状部材を更に設け、この筒状部材により、複数個のコアを同軸状に位置決めする。
上記のように構成することにより、構造を簡単化し、製作コストを低減化することができる。
（３）上記（１）（２）において、支え部材に開口を設け、該開口を冷媒が通過可能に構成する。
上記開口を設けることにより、薄板状コア間に円滑に冷媒を流すことが可能となり、冷媒の流れの乱れをさらに小さくすることができる。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
特に、コアが長円形であっても、上記開口を介して絶縁性冷媒を流すことができるので、上記支え部材により絶縁性冷媒の流れが乱されることがなく、絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
（４）上記（２）において、上記巻芯と支え部材との積層部分に開口が形成されるように上記支え部材に突出部を設け、上記筒状部材に開口を設け、該開口を冷媒が通過可能に構成する。
上記構成とすることにより、支え部材の構造を簡単化することができるとともに、冷媒が流れる開口部を大きくすることができるので、一層円滑に冷媒を流すことができる。
（５）上記（１）において、上記支え部材が巻芯の一部とのみ接触する構造とする。
上記構成とすることにより、（４）と同様、支え部材の構造を簡単化することができるとともに、冷媒が流れる開口部を大きくすることができる。
（６）磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路および昇圧トランス回路を含む高電圧パルス発生装置において、磁気圧縮回路に設けられた可飽和リアクトルもしくは上記昇圧トランス回路の昇圧トランスとして、上記（１）〜（５）の巻線機器を用いる。
（７）磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路及び昇圧トランス回路を含む高電圧パルス発生装置の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対の電極と、上記電極に並列に接続されたピーキングコンデンサとを有する放電励起ガスレーザ装置において、上記磁気圧縮回路に設けられた可飽和リアクトルもしくは上記昇圧トランス回路の昇圧トランスとして、上記（１）〜（５）の巻線機器を用いる。
（８）上記（７）の放電励起ガスレーザ装置を、ＫｒＦエキシマレーザ装置、ＡｒＦエキシマレーザ装置、または、フッ素分子レーザ装置とする。
（９）上記（８）のＫｒＦエキシマレーザ装置またはＡｒＦエキシマレーザ装置の繰り返し周波数を４ｋＨｚ以上とし、上記フッ素分子レーザ装置の繰り返し周波数を２ｋＨｚ以上とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。
以下の実施例では、前記図１５に示した高電圧パルス発生回路における磁気圧縮回路もしくは昇圧トランス回路に使用される磁気スイッチＳＲ１〜ＳＲ３もしくは昇圧トランスＴＲ１のコアについて説明する。上記高電圧パルス発生回路は、前記したＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置、フッ素分子レーザ装置に適用され、高電圧発生回路が発生する高繰り返し周波数を持つ高電圧パルスを、レーザチェンバ内に設けられた放電電極Ｅ，Ｅ間に印加して、レーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させる。
上記繰り返し周波数は、ＡｒＦエキシマレーザ装置およびＫｒＦエキシマレーザ装置においては４ｋＨｚ以上、フッ素分子レーザ装置においては２ｋＨｚ以上である。なお、フッ素分子レーザ装置は、投入エネルギーが大きいため、２ｋＨｚ以上の繰り返し周波数でも発熱量が大きくなり、ＡｒＦエキシマレーザ装置およびＫｒＦエキシマレーザ装置を４ｋＨｚ以上の繰り返し周波数でレーザ発振させる場合と同様の冷却が必要となる。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施例を示す図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図１（ｂ）は斜視図である。
図１において、１ａ〜１ｄはコアを薄板状に分割した薄板状コアであり、前記したように、両面に絶縁物の薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材３に年輪状に巻回したものである。
４は円環状の支え部材であり、支え部材４は図１に示すように薄板状コア１ａ〜１ｄ間に挿入され、薄板状コア１ａ〜１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。支え部材４の外周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の外周の直径と略一致し、薄板状コア１ａ〜１ｄとは接触しない。支え部材４は金属製であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３１０）鋼よりなる。
ここで、支え部材４はその外周より径が小さい円環状の突出部４ａを上下面に有する。この支え部材４の上下面に設けた突出部４ａと嵌め合うように、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａが設けられている。支え部材４の突出部４ａと、芯材３の段差部３ａとにより、各薄板状コア１ａ〜１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
【００１３】
なお、設計条件によって薄板状コア１ａ〜１ｄの厚みは変わるが、例えば、厚みが１０ｍｍ以下だと薄板状コア１ａ〜１ｄの自重によるたわみが生じる。このような場合、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１ａ〜１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定する。
【００１４】
本実施例においては、上記のように薄板状コア１ａ〜１ｄを所定距離離間させて保持するに当たり、前記図１７に示したように薄板状コア１ａ〜１ｄに対して放射線状に密着したスペーサではなく、芯材３にのみ密着した支え部材４で各薄板状コア１ａ〜１ｄを保持するので、支え部材４と薄板状コア１ａ〜１ｄとが接触しない。よって、薄板状コア１ａ〜１ｄ表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じず、冷媒と薄板状コア１ａ〜１ｄ表面との熱交換が阻害されることが無い。このため、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる。
また、支え部材４は金属製であり、また支え部材４自体が薄板状コア１ａ〜１ｄと接触していないので、薄板状コア１ａ〜１ｄの発熱による劣化がない。
さらに、薄板状コア１ａ〜１ｄと接触している部材が無いので、薄板状コア１ａ〜１ｄにおいて放熱が妨げられる部分も存在しない。
【００１５】
図２は上記第１の実施例の変形例（１）を示す図であり、図２（ａ）はコア構造の断面図を示し、図２（ｂ）は斜視図である。
同図に示すように、本変形例においては、第１の実施例で設けた薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けず、支え部材４の上下面に設けた突出部４ａのみで、各薄板状コア１ａ〜１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
本変形例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１ａ〜１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
本変形例によれば、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けずともよいので、図１の実施例の構造よりシンプルで、製作コストも低減される。
【００１６】
図３は本発明の第１の実施例の変形例（２）を示す図である。図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図３（ｂ）は斜視図である。
本変形例においては、支え部材４を円筒状に構成した。支え部材４の外周、内周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の外周、内周の直径と略一致し、薄板状コア１ａ〜１ｄとは接触しない。支え部材４は金属製であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３１０）鋼よりなる。
また、本変形例においては、筒状部材８を新たに設ける。筒状部材８の外周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３、支え部材４の内周の直径以下であり、筒状部材８に薄板状コア１ａ〜１ｄ、支え部材４を、薄板状コア１ｄ、支え部材４、薄板状コア１ｃ、支え部材４、……、薄板状コア１ａの順に嵌めこむことにより、各薄板状コア１ａ〜１ｄと各支え部材４が略同軸状となるように位置決めされるとともに、各薄板状コア１ａ〜１ｄ同士が所定距離離間されて保持される。
本変形例によれば、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けずともよく、さらに支え部材４に突出部４ａを設けずともよいので、上記第１の実施例、変形例（１）の構造よりシンプルで、製作コストも低減される。
【００１７】
図４は本発明の第２の実施例を示す図であり、本実施例は、前記第１の実施例の変形例（２）において、筒状部材８に開口部、支え部材４に開口を構成するための突出部を設けて、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させたものである。
図４（ａ）は本実施例のコア構造の断面図（図４（ｂ）をＡ−Ａ’断面方向から見た図）、図４（ｂ）は斜視図である。
図４において、前記第１の実施例の変形例（２）と同様、支え部材４の外周、内周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の外周、内周の直径と略一致し、薄板状コア１ａ〜１ｄとは接触しない。また、本実施例においては、支え部材４に軸方向の突起部４ｂが設けられ、該突起部４ｂにより、支え部材４の上側に配置される芯材３と、支え部材４との間に空間が形成される。
また、筒状部材８の外周の直径は、前記第１の実施例の変形例（２）と同様、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３、支え部材４の内周の直径以下であり、前記したように、筒状部材８により、各薄板状コア１ａ〜１ｄと各支え部材４が略同軸状となるように位置決めされるとともに、各薄板状コア１ａ〜１ｄ同士が所定距離離間されて保持される。
筒状部材８には開口部８ａが設けられ、筒状部材８の上部と下部は柱状部８ｂにより連結されている。そして、上記開口部８ａと前記芯材３と支え部材４との間に形成される空間を介して、絶縁性冷媒が流れる。
本実施例においては、上記のように、筒状部材８に開口部８ａが設けられ、支え部材４と芯材との間に空間が形成されているので、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
【００１８】
図５（ａ）に、前記第１の実施例における薄板状コア１ａ〜１ｄ間に流れる冷媒の流れの概略を、図５（ｂ）に本実施例における薄板状コア１ａ〜１ｄ間を流れる冷媒の流れの概略を示す。
同図に示すように、第１の実施例においては、支え部材４には開口部が設けられていないので、支え部材４に衝突する冷媒は流れが乱れ、コア表面における熱交換が不均一となる。
これに対し、本実施例においては、支え部材４に薄板状コア１ａ〜１ｄが積まれる際、支え部材４の突出部４ｂにより、芯材３との間に開口部分が形成され、さらに筒状部材８にも開口部８ａが存在するので、芯材の内側も冷媒が流れることが可能となり、開口部８ａが設けられていない第１の実施例と比べると、冷媒の流れの乱れが少ない。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
また、本実施例によれば、薄板状コア１ｂ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けずともよく、さらに支え部材４に突出部４ａを設けずともよいので、前記第１の実施例の変形例（２）と同様、シンプルで、製作コストも低減される。なお、支え部材４の突出部４ｂと筒状部材８の柱状部８ｃとは隣接するように配置することが望ましい。
ここで、支え部材４に突出部４ｂを設ける代わりに、図６に示すように支え部材４に開口部４ｃを設けてもよい。
この場合には、筒状部材８の開口部８ａと支え部材４の開口部４ｃとが対向するよう位置決めして、支え部材４と筒状部材８とを配置することが望ましい。
【００１９】
ところで、露光用ガスレーザ装置の高電圧パルス発生回路においては、特に磁気パルス圧縮回路の最終段にあたるコンデンサＣ２−磁気スイッチＳＲ３−ピーキングコンデンサＣｐの浮遊インダクタンスを小さくして、コンデンサＣ２からピーキングコンデンサＣｐに、エネルギー（電圧）が移行するスピードを速くする必要がある。
このため、最近では磁気スイッチＳＲ３の形状を、長円形状（レーストラック形状) とすることが多くなってきた。磁気スイッチＳＲ３のコアの形を長円形状とすることにより、上記浮遊インダクタンスを小さくして圧縮性能を向上することができる。
【００２０】
図７は本発明の第３の実施例を示す図である。本実施例は、本発明を上記長円形のコアに適用した実施例を示しており、図７（ａ）は図７（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図７（ｂ）は斜視図である。
本実施例は、前記図１に示した実施例を長円形のコアに適用し、支え部材に開口を設け、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させたものである。
図７において、１１ａ〜１１ｄは長円形のコアを薄板状に分割した薄板状コアであり、前記したように、両面に絶縁物の薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材１３に年輪状に巻回したものである。
１４は長円形の支え部材であり、支え部材１４は図７に示すように薄板状コア１１ａ〜１１ｄ間に挿入され、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。支え部材１４の外周の形状は、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の外周の形状と略一致し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しない。支え部材１４は前記したように金属製である。
支え部材１４は、前記したように、その外周より径が小さい長円形の突出部１４ａを上下面に有する。また、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の内輪側に突出した段差部１３ａが設けられ、支え部材１４の突出部１４ａと、芯材１３の段差部１３ａとにより、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
支え部材１４には、開口部１４ｃが設けられ、この開口部１４ｃを介して絶縁性冷媒が流れる。これにより、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
本実施例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
【００２１】
図８（ａ）は、上記開口部１４ｃがないときの薄板状コア１１ａ〜１１ｄの間を流れる冷媒の流れの概略を示し、図８（ｂ）は上記開口部１４ｃを設けたときの薄板状コア１１ａ〜１１ｄの間を流れる冷媒の流れの概略を示す。
図８（ａ）に示すように支え部材４に開口部１４ｃを設けない場合には、支え部材１４に衝突する冷媒は流れが乱れ、コア表面における熱交換が不均一となる。特に長円形にコアの場合には、コアを効率的に冷却するため、通常、冷媒を同図に示すように長円形の長軸に直交する方向に流すこととなるので、支え部材４に衝突する冷媒の乱れが大きくなる。また、冷媒の流れ方向から見て支え部材１４の陰になる部分の薄板状コア１１ａ〜１１ｂ表面近傍の冷媒の流速は著しく低下する。
一方、図８（ｂ）に示すように、支え部材に複数の開口部１４ｃを設けることにより、開口部１４ｃを冷媒が流れることが可能となり、図８（ａ）の場合と比べると、冷媒の流れの乱れが少ない。
よって、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
なお、前記図１〜図４に示した円環状のコアにおいては、コアの内径部分に巻線が比較的に密に巻かれるので、上記のような開口部を設けても冷媒の流れが必ずしも円滑にならない。これに対し、長円形コアの場合、巻線は主に両側の円弧部分に巻かれ、開口部を設けた部分の内径部分に巻線が密に巻かれることはないので、上記開口部１４ｃを設けることにより、冷媒を円滑に流すことが可能となり、コアを効率的に冷却することができる。
【００２２】
なお、図示しないが、図２の実施例１の変形例と同様、コアの芯材の内輪側に突出した段差部を設けず、支え部材の上下面に設けた突出部のみで、各コアが略同軸状となるように位置決めしてもよい。このように構成すれば、コアの芯材の内輪側に突出した段差部を設けずともよいので、構造がシンプルで、製作コストも低減される。
【００２３】
図９は本発明の第４の実施例を示す図であり、本実施例は、前記第２の実施例を長円形のコアに適用した実施例を示しており、図９（ａ）は図９（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図９（ｂ）は斜視図を示している。
図９において、支え部材１４の外周、内周は、前記第２の実施例と同様、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の外周、内周と略一致し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しない。
また、前記第２の実施例と同様、支え部材１４に軸方向の突出部１４ｂが設けられ、該突出部１４ｂにより、支え部材１４の上側に配置される芯材１３と、支え部材１４との間に空間が形成される。
また、前記したように、筒状部材１８により、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄと各支え部材４が略同軸状となるように位置決めされるとともに、各薄板状コア１ａ〜１ｄ同士が所定距離離間されて保持される。
筒状部材１８には開口１８ａが設けられており、前記芯材１３と支え部材１４との間に形成される空間、および、上記開口部１８ａを介して、絶縁性冷媒が流れる。
本実施例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
本実施例においては、筒状部材１８に開口部８ａが設けられ、支え部材４と芯材との間に空間が形成されているので、前記図８に示したように、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
また、本実施例においては、前記図７に示したように、支え部材１４に突出部１４ａを設ける必要がないので、構造がシンプルで、製作コストも低減される。
【００２４】
図１０は本発明の第５の実施例を示す図であり、本実施例は、本発明を前記長円形のコアに適用した実施例を示しており、図１０（ａ）は図１０（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図１０（ｂ）は斜視図、図１０（ｃ）は支え部材の形状を示している。
図１０に示す実施例は、支え部材を複数の円柱状部材から構成することにより、さらにコア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させたものであり、前記第２の実施例と同様、長円形のコアに適用するのに好適である。
図１０において、１１ａ〜１１ｄは長円形のコアを薄板状に分割した薄板状コアであり、前記したように、両面に絶縁物の薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材１３に年輪状に巻回したものである。芯材１３の内径側には前記したように、段差部１３ａが設けられている。
２４ａ〜２４ｄは円柱状の支え部材であり、各支え部材２４ａ〜２４ｄは、図１０（ｃ）の側面図、上面図に示すように、略円柱状の部材２５のＡ，Ｂ部分を、上記芯材１３の内径形状に合わせて切り欠き、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させるための突出部２６を形成したものである。
各支え部材２４ａ〜２４ｄは図１０に示すように、薄板状コア１１ａ〜１１ｄ間に挿入され、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。
支え部材２４ａ〜２４ｄは、例えば図１０に示すように長円形の曲線部と直線部が接する部分の近傍の芯材１３上の４個所に設けられ、各支え部材２４ａ〜２４ｄの上下端面は上記段差部１３ａに接触し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しないように設けられる。なお、支え部材２４ａ〜２４ｄは前記したように金属製（例えばステンレス鋼ＳＵＳ３１０）である。
上記支え部材２４ａ〜２４ｄにより、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
【００２５】
本実施例では、上記のように、複数の支え部材２４ａ〜２４ｄを設けているので、前記第２の実施例の場合より、各薄板状コア１ａ〜１ｄの間に、より円滑に冷媒を流すことが可能となり、冷媒の流れの乱れをさらに小さくすることができる。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
なお、高電圧がかかる条件では、芯材１３に鋭角的な突出部あると、この突出部と巻線の間で絶縁破壊が起こる可能性がある。したがって、支え部材２４ａ〜２４ｄの形状は、図１０に示すように円柱形状とするなど、巻線との間に放電が起こりにくい形状とするのが望ましい。
また、図示は省略するが、第１の実施例の変形例と同様、芯材１３の内輪側に突出した段差部を設けず、各え部材２４ａ〜２４ｄの上下面をそれぞれ接触させて、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めしてもよい。。このような構成によればコアの芯材の内輪側に突出した段差部を設けずともよいので、構造がシンプルで、製作コストも低減される。
また、本実施例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
なお、上記実施例では長円形状のコアを使用する場合について説明したが、本実施例を円環状のコアに適用することもできる。
【００２６】
図１１は本発明の第６の実施例を示す図であり、図１１（ａ）は図１１（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図１１（ｂ）は斜視図を示している。
本実施例は前記第５の実施例において、円柱状の支え部材２４ａ〜２４ｄに換えて、突出部を有する柱状の複数の支え部材２７を用いた実施例を示しており、その他の構成は前記図１０に示した実施例と同様である。
支え部材２７は図１１に示すように、突出部２７ａを有する複数の平板状の部材よりなり、支え部材２７は、長円形状である薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の内周面の対向する平面部に、該支え部材２７の複数の突出部２７ａが接するように構成されている。 また、支え部材２７の長手方向の長さは、支え部材２７が薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３とのみ接触し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しないように設定されている。支え部材２７は金属製であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３１０）鋼よりなる。なお、支え部材２７のエッジ部の形状は、巻線との間で放電が起こらないように、曲面形状となるように加工されている。
上記支え部材２７により各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めされるともに、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。
本実施例においては、前記第５の実施例における円柱形状の支え部材の２本分を、一つの支え部材で構成することができ、また形状もシンプルであるので、製作コストが低減することができる。さらに、長円形状であるコアの芯材内周面の対向する平面部と嵌めあう形状なので、位置決めが容易である。
また、支え部材２７の突出部２７ａにより絶縁性冷媒が流れる空間を形成することができるので、前記図８に示したように、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
【００２７】
なお、上記実施例では、長円形のコアについて説明したが、本実施例で示した支え部材を前記した円環状のコアを用いた巻線機器に適用することもできる。
すなわち、図１２に示す図１１に示した支え部材２７と同様の形状の支え部材２８を、同図に示すように、薄板板状コアの芯材３の内周面の対向する平面部に複数の突出部２８ａが接するように取り付ける。これにより、第６の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
以上の実施例では、薄板状コア１ａ〜１ｄ、１１ａ〜１１ｄのたわみを防止する構造として、コア側面に設けたボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定したが、図１３、図１４に示す構造としてもよい。
図１３は、ロッド６に換えて平板状の支持部材９を用いて、薄板状コアのたわみを防止するようにした実施例を示している。
図１３のものは、支持部材９の両端部を折り曲げてコの字状に形成し、該両端部にボス５に設けた貫通穴と同軸状に穴を開け、止めねじ７によりねじ止めするように構成したものである。
図１４は、一方端に突起部６ａを設け、他方端に該突起部６ａが係合する凹部６ｂを設けたロッド６を用いて薄板状コアのたわみを防止するようにした実施例を示している。
図１４のものは、上記ロッド６に設けた突起部６ａをボス５に設けた貫通穴を貫通させてボス５の下側まで突出させ、突起部６ａを下側のロッドの凹部６ｂに係合させ、止めねじ７により、上記ロッド６に設けた突起部６ａを固定したものである。なお、上記止めねじ７で止める代わりに、上記突起部６ａにおねじを形成し、上記凹部６ｂにめねじを形成して、上記おねじとめねじを螺合して、ロッド６をボス５に固定するようにしてもよい。
図１３、図１４のいずれの構造も、前記図１に示した構造より強固である。
【００２９】
また、以上の実施例では、露光用放電励起ガスレーザ装置に用いられる高電圧パルス発生回路に適用する場合について説明したが、本発明の適用対象は上記実施例に限られるものではなく、その他の用途に適用することもできる。
例えば、パルスコロナ放電を行いダイオキシン等の化合物を分解する装置、あるいは、放電により食品等の殺菌を行う殺菌装置等においても放電セル（チェンバー）内に放電電極を設け、放電電極に高電圧パルスを印加して放電を発生させている。
この高電圧を発生させる回路として、前記した磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路と昇圧トランス回路を用いた高電圧パルス発生回路を使用し、該回路に用いられるコアに本発明で示したコアを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
（１) 各コアを所定距離離間させて保持するに当たり、コアに対して放射線状に密着したスペーサではなく、芯材にのみ密着した支え部材で各コアを保持するようにしたので、支え部材とコアとが接触しない。
このため、コア表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じず、冷媒とコア表面との熱交換が阻害されることが無くなる。よって、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる。
また支え部材自体がコアと接触していないので、コアが発熱しても支え部材が発熱することがなく、劣化を防止することができる。特に、支え部材を金属製とすれば、支え部材の劣化を防止することができる。
さらに、コアと接触している部材が無いので、コアにおいて放熱が妨げられる部分も存在しない。
（４）支え部材に開口部を設けたり、複数の支え部材を用いて薄板状コアを所定距離だけ離間させて保持するように構成することにより、薄板状コア間に円滑に冷媒を流すことが可能となり、冷媒の流れの乱れをさらに小さくすることができる。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
特にコアが長円形の場合には、薄板状コアの間を冷媒が円滑に流れにくいが、上記構成とすることにより、コアが長円形であっても、絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
（５）各コアの外側面にボスを設け、該ボスをロッド又は支持部材を介して連結するように構成すれば、各コアの自重によるたわみ等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】第１の実施例の変形例（１）を示す図である。
【図３】第１の実施例の変形例（２）を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図５】開口部を設けない場合と設けた場合の冷媒の流れの概略を示す図である。
【図６】支え部材に開口部を設けた場合を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図８】長円形のコアにおいて開口部を設けない場合と設けた場合の冷媒の流れの概略を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施例を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施例を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図１２】第６の実施例を円環状のコアに適用する場合を説明する図である。
【図１３】コアのたわみを防止する構造の変形例（１）を示す図である。
【図１４】コアのたわみを防止する構造の変形例（２）を示す図である。
【図１５】高電圧パルス発生回路の構成例を示す図である。
【図１６】磁気スイッチの構成例を示す図である。
【図１７】従来のコアの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ 薄板状コア
２ スペーサ
３ 芯材
４ 円環状の支え部材
４ａ 突出部
４ｂ 突出部
３ａ 段差部
５ ボス
６ ロッド
７ 止めねじ
８ 筒状部材
１１ａ〜１１ｄ 長円形のコア
１３ 芯材
１４ 長円形の支え部材
１３ａ 段差部
１４ａ 突出部
１４ｃ 開口部
１８ 筒状部材
２４ａ〜２４ｄ 円柱状の支え部材
２７ 支え部材
２７ａ 突出部
２８ 支え部材
ＴＲ１ 昇圧トランス
ＳＲ１〜ＳＲ３ 磁気スイッチ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｃｐ ピーキングコンデンサ
Ｅ 電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線機器および巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに高電圧パルス発生装置を備えた放電励起ガスレーザ装置に関し、特に本発明は、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる巻線機器および該巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに放電励起ガスレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される露光光の短波長化が進められており、半導体露光用光源として、従来の水銀ランプから波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。さらに、次世代の半導体露光用光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ装置及び波長１５７ｎｍのフッ素分子（Ｆ2 ）レーザ装置等の紫外線を放出するガスレーザ装置が有力である。
ＫｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス及びバッファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、ＡｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス及びバツファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、フッ素（Ｆ2 ）レーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス及びバッファーガスとしてヘリウム（Ｈｅ）の希ガスからなる混合ガスであるレーザガスが数百ｋＰａで封入されたレーザチェンバの内部で放電を発生させることにより、レーザ媒質であるレーザガスが励起される。
レーザチェンバ内部には、レーザガスを励起するための一対の主放電電極が、レーザ発振方向に垂直な方向に所定の距離だけ離間して対向配置されている。この一対の主放電電極には高電圧パルスが印加され、主放電電極間にかかる電圧がある値（ブレークダウン電圧) に到達すると、主放電電極間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始し、この主放電によりレーザ媒質が励起される。よって、このような露光用ガスレーザ装置は主放電の繰り返しによるパルス発振を行い、放出するレーザ光はパルス光となる。現状、露光に用いられているレーザ装置のレーザパルスの繰返し周波数は２ｋＨｚ程度であるが、近年、スループットの増大、露光量のバラツキの減少のため、繰返し周波数４ｋＨｚ以上が要請されている。
【０００３】
上記露光用ガスレーザ装置において、上記したようにレーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させるために設けられる高電圧パルス発生回路の例を図１５に示す。
図１５の高電圧パルス発生回路は、可飽和リアクトルからなる３個の磁気スイッチＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３を用いた２段の磁気パルス圧縮回路からなる。磁気スイッチＳＲ１はＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である固体スイッチＳＷでのスイツチングロスの低減用のものであり、磁気アシストとも呼ばれる。
第１の磁気スイッチＳＲ２と第２の磁気スイッチＳＲ３により２段の磁気パルス圧縮回路を構成している。
ここで、図１５（ａ）は磁気圧縮回路に加え昇圧トランスＴＲ１を含む回路、図１５（ｂ）は昇圧トランスを含まず、昇圧トランスＴＲ１の代わりにコンデンサＣ０の充電用のリアクトルＬ１を含む例である。
【０００４】
以下に図１５（ａ）にしたがって、回路の構成と動作を説明する。なお、図１５（ｂ）の回路は昇圧トランスにより昇圧される動作が無いだけで、他の動作は図１５（ａ）と同様なので、説明を省略する。
まず、高電圧電源ＣＨの電圧が所定の値Ｖｉｎに調整され、主コンデンサＣ０が充電される。このとき、固体スイッチＳＷはオフになっている。主コンデンサＣ０の充電が完了し、固体スイッチＳＷがオンとなったとき、固体スイッチＳＷ両端にかかる電圧は、主に磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる。
磁気スイッチＳＲ１の両端にかかる主コンデンサＣ０の充電電圧Ｖ０の時間積分値が磁気スイッチＳＲ１の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ１が飽和して磁気スイッチＳＲ１が導通状態となり、主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＲ１、昇圧トランスＴＲ１の１次側、固体スイッチＳＷのループに電流が流れる。
同時に、昇圧トランスＴＲ１の２次側、コンデンサＣ１のループに電流が流れ、主コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ１に充電される。
【０００５】
この後、コンデンサＣ１における電圧Ｖ１の時間積分値が磁気スイッチＳＲ２の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ２が飽和して磁気スイッチＳＲ２が導通状態となり、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、磁気スイッチＳＲ３のループに電流が流れ、コンテンサＣ１に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に充電される。
さらにこの後、コンデンサＣ２における電圧Ｖ２の時間積分値が磁気スイッチＳＲ３の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ３が飽和して磁気スイッチＳＲ３が導通状態となり、コンデンサＣ２、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気スイッチＳＲ３のループに電流が流れ、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷が移行してピーキングコンデンサＣｐが充電される。予備電離のためのコロナ放電は、第１電極ｅ１が挿人されている誘電体チューブＴｕと第２電極ｅ２とが接触している個所を基点として誘電体チューブＴｕの外周面に発生するが、ピーキングコンデンサＣｐの充電が進むにつれてその電圧Ｖｐが上昇し、Ｖｐが所定の電圧になるとコロナ予備電離部の誘電体チューブＴｕ表面にコロナ放電が発生する。このコロナ放電によって誘電体チューブＴｕの表面に紫外線が発生し、主放電電極Ｅ，Ｅ間のレーザ媒質であるレーザガスが予備電離される。
【０００６】
ピーキングコンデンサＣｐの充電がさらに進むにつれて、ピーキングコンデンサＣｐの電圧Ｖｐが上昇し、この電圧Ｖｐがある値（ブレークダウン電圧）Ｖｂに達すると、主放電電極Ｅ，Ｅ間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始し、この主放電によりレーザ媒質が励起され、レーザ光が発生する。
この後、主放電によりピーキングコンデンサＣｐの電圧が急速に低下し、やがて充電開始前の状態に戻る。このような放電動作が固体スイッチＳＷのスイッチチング動作によって繰り返し行われることにより、所定の繰り返し周波数でのパルスレーザ発振が行われる。
ここで、磁気スイッチＳＲ２、ＳＲ３及びコンデンサＣ１、Ｃ２で構成される各段の容量移行型回路のインダクタンスを後段に行くにつれて小さくなるように設定することにより、各段を流れる電流パルスのパルス幅が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が行われ、主放置電極Ｅ，Ｅ間に短パルスの強い放電が実現される。
【０００７】
磁気スイッチの構成例を図１６に示す。図１５に示した回路における磁気スイッチＳＲ２, ＳＲ３のパルス幅を圧縮する性能（圧縮性能) は、磁気スイッチ飽和後のインダクタンスが小さいほど良くなることが知られている。
この構成例では、コンデンサ、コアの巻線を複数並列に設けており、コンデンサの寄生インダクタンス、磁気スイッチのコイルのインダクタンスを小さくして、上記磁気スイッチ飽和後のイングクタンスを小さくしている。
図１６は例えば、磁気スイッチＳＲ３を表している（ＳＲｎ→ＳＲ３) 場合、コンデンサＣｎ1 〜Ｃｎn は、Ｃ２1 〜Ｃ２n であり、Ｃ２1 〜Ｃ２n を合成したものが図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＣ２である。このとき、コンデンサＣ２1 〜Ｃ２n の一端はアース側に接続される。他端の一方は、磁気スイッチＳＲ２を所定回数巻き回された後、Ｃ１1 〜Ｃ１n （合成すると図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＣ１）の高圧側に接続され、他端の他方はＳＲ３を所定回数巻き回された後、ピーキングコンデンサＣｐ1 〜Ｃｐn （合成すると図１５（ａ）、図１５（ｂ）のＣｐ) の高圧側に接続される。
ここで、各磁気スイッチやコンデンサは、冷却のため絶縁性冷媒、例えば、絶縁オイルによって満たされた不図示のタンクの中に設置される。絶縁性冷媒は自然対流やファン等を開いた強制対流によりコア表面上を流れ、その際に熱交換を行う。
【０００８】
上記したように、露光に用いられているレーザ装置のレーザパルスの繰返し周波数は、４ｋＨｚ以上が要請され始めている。そのため、磁気スイッチのコアでの発熱量が増加する。現状の繰返し周波数２ｋＨｚに対応したコアを用いる場合、コアの定格以上に発熱してしまう。
図１６のコア１は磁性合金薄帯を芯材３に年輪状に巻き回したものである。この磁性合金薄帯は両面に絶縁物の薄膜（例: シリカ薄膜) が施されている。コアが定格以上に発熱すると、磁性合金薄帯とシリカ薄膜との熱膨張係数の違いからシリカ薄膜にクラックが生じる。クラックが生じるとそこから漏れ電流が多くなり、さらに発熱し、最終的には回路素子としての特性を失うことになる。
よって、高繰返し周波数対応するため、磁気スイッチのコアを、例えば、図１７のように構成する。
図１７（ａ）は図１７（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１７に示すものは、図１６に示すコア１を薄板状に分割して、各薄板状コア１ａ〜１ｄがプレスボードやガラスエポキシ等の絶縁材料からなるスペーサ２によってそれぞれが一定距離だけ離間するように配置されている構造である。
このような構造をとることにより、絶縁性冷媒と接する面積が、図１６の構造と比較して増大する。よって、コアの冷却効率が高くなるので、発熱量が増大する４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数にも対処することが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造により、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの放熱量が定格以内となるように、薄板状コア１ａ〜１ｄを冷却することが可能となったものの、薄板状コア１ａ〜１ｄに接触しているスペーサ２により、コア表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じ、その部分での熱交換が不充分となる。
また、プレスボードやガラスエポキシ等の絶縁材料からなるスペーサ２自体が、接触する薄板状コア１ａ〜１ｄの発熱に上り劣化する。上記絶縁材料からなるスペーサ２は、温度１００°Ｃ前後で劣化する。
さらに、スペーサ２が薄板状コア１ａ〜１ｄと接触している部分では、放熱が妨げられる。先に述べたように薄板状コア１ａ〜１ｄは両面に絶縁用のシリカ薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材に年輸状に巻き回したものである。この構造だと熱伝導が良好ではなく、上記したスペーサと接触した部分は局所的に高熱となる。コアは温度１２０〜１３０°Ｃ前後で劣化する。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる巻線機器および巻線機器を用いた高電圧パルス発生装置並びに高電圧パルス発生装置を備えた放電励起ガスレーザ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）磁性合金薄帯が環状の巻芯に巻き回されたコアが複数個、所定距離だけ離間して配置され、この複数個のコアからなる組立体に巻線が巻かれ、絶縁性の冷媒中で使用される巻線機器において、上記コアの巻芯間に支え部材を配置し、上記コアと上記支え部材が接触しないように、支え部材の外周の直径を該巻芯の外周の直径と略一致させ、上記複数個のコアを、上記支え部材により所定距離離間させるように支持し、各コアの外側面にボスを設け、該ボスをロッド又は支持部材を介して連結する。
上記のように、各コア間に支え部材をコアとは接触しないように配置して上記複数個のコアを所定距離離間させるように支持することにより、スペーサと接触した部分が局所的に高熱となることがなく、また、コア表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じず、冷媒とコア表面との熱交換が阻害されることが無い。このため、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる。 また支え部材自体がコアと接触していないので、コアが発熱しても支え部材が発熱することがなく、劣化を防止することができる。特に、支え部材を金属製とすれば、支え部材の劣化を防止することができる。
さらに、コアと接触している部材が無いので、コアにおいて放熱が妨げられる部分も存在しない。また、ボスをロッド又は支持部材により連結することにより、各コアの自重によるたわみ等を防止することができる。
（２）上記（１）において、上記巻芯と支え部材とを貫通する筒状部材を更に設け、この筒状部材により、複数個のコアを同軸状に位置決めする。
上記のように構成することにより、構造を簡単化し、製作コストを低減化することができる。
（３）上記（１）（２）において、支え部材に開口を設け、該開口を冷媒が通過可能に構成する。
上記開口を設けることにより、薄板状コア間に円滑に冷媒を流すことが可能となり、冷媒の流れの乱れをさらに小さくすることができる。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
特に、コアが長円形であっても、上記開口を介して絶縁性冷媒を流すことができるので、上記支え部材により絶縁性冷媒の流れが乱されることがなく、絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
（４）上記（２）において、上記巻芯と支え部材との積層部分に開口が形成されるように上記支え部材に突出部を設け、上記筒状部材に開口を設け、該開口を冷媒が通過可能に構成する。
上記構成とすることにより、支え部材の構造を簡単化することができるとともに、冷媒が流れる開口部を大きくすることができるので、一層円滑に冷媒を流すことができる。
（５）上記（１）において、上記支え部材が巻芯の一部とのみ接触する構造とする。
上記構成とすることにより、（４）と同様、支え部材の構造を簡単化することができるとともに、冷媒が流れる開口部を大きくすることができる。
（６）磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路および昇圧トランス回路を含む高電圧パルス発生装置において、磁気圧縮回路に設けられた可飽和リアクトルもしくは上記昇圧トランス回路の昇圧トランスとして、上記（１）〜（５）の巻線機器を用いる。
（７）磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路及び昇圧トランス回路を含む高電圧パルス発生装置の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対の電極と、上記電極に並列に接続されたピーキングコンデンサとを有する放電励起ガスレーザ装置において、上記磁気圧縮回路に設けられた可飽和リアクトルもしくは上記昇圧トランス回路の昇圧トランスとして、上記（１）〜（５）の巻線機器を用いる。
（８）上記（７）の放電励起ガスレーザ装置を、ＫｒＦエキシマレーザ装置、ＡｒＦエキシマレーザ装置、または、フッ素分子レーザ装置とする。
（９）上記（８）のＫｒＦエキシマレーザ装置またはＡｒＦエキシマレーザ装置の繰り返し周波数を４ｋＨｚ以上とし、上記フッ素分子レーザ装置の繰り返し周波数を２ｋＨｚ以上とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。
以下の実施例では、前記図１５に示した高電圧パルス発生回路における磁気圧縮回路もしくは昇圧トランス回路に使用される磁気スイッチＳＲ１〜ＳＲ３もしくは昇圧トランスＴＲ１のコアについて説明する。上記高電圧パルス発生回路は、前記したＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置、フッ素分子レーザ装置に適用され、高電圧発生回路が発生する高繰り返し周波数を持つ高電圧パルスを、レーザチェンバ内に設けられた放電電極Ｅ，Ｅ間に印加して、レーザチェンバ内で放電を発生させレーザガスを励起させる。
上記繰り返し周波数は、ＡｒＦエキシマレーザ装置およびＫｒＦエキシマレーザ装置においては４ｋＨｚ以上、フッ素分子レーザ装置においては２ｋＨｚ以上である。なお、フッ素分子レーザ装置は、投入エネルギーが大きいため、２ｋＨｚ以上の繰り返し周波数でも発熱量が大きくなり、ＡｒＦエキシマレーザ装置およびＫｒＦエキシマレーザ装置を４ｋＨｚ以上の繰り返し周波数でレーザ発振させる場合と同様の冷却が必要となる。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施例を示す図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図１（ｂ）は斜視図である。
図１において、１ａ〜１ｄはコアを薄板状に分割した薄板状コアであり、前記したように、両面に絶縁物の薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材３に年輪状に巻回したものである。
４は円環状の支え部材であり、支え部材４は図１に示すように薄板状コア１ａ〜１ｄ間に挿入され、薄板状コア１ａ〜１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。支え部材４の外周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の外周の直径と略一致し、薄板状コア１ａ〜１ｄとは接触しない。支え部材４は金属製であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３１０）鋼よりなる。
ここで、支え部材４はその外周より径が小さい円環状の突出部４ａを上下面に有する。この支え部材４の上下面に設けた突出部４ａと嵌め合うように、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａが設けられている。支え部材４の突出部４ａと、芯材３の段差部３ａとにより、各薄板状コア１ａ〜１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
【００１３】
なお、設計条件によって薄板状コア１ａ〜１ｄの厚みは変わるが、例えば、厚みが１０ｍｍ以下だと薄板状コア１ａ〜１ｄの自重によるたわみが生じる。このような場合、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１ａ〜１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定する。
【００１４】
本実施例においては、上記のように薄板状コア１ａ〜１ｄを所定距離離間させて保持するに当たり、前記図１７に示したように薄板状コア１ａ〜１ｄに対して放射線状に密着したスペーサではなく、芯材３にのみ密着した支え部材４で各薄板状コア１ａ〜１ｄを保持するので、支え部材４と薄板状コア１ａ〜１ｄとが接触しない。よって、薄板状コア１ａ〜１ｄ表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じず、冷媒と薄板状コア１ａ〜１ｄ表面との熱交換が阻害されることが無い。このため、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる。
また、支え部材４は金属製であり、また支え部材４自体が薄板状コア１ａ〜１ｄと接触していないので、薄板状コア１ａ〜１ｄの発熱による劣化がない。
さらに、薄板状コア１ａ〜１ｄと接触している部材が無いので、薄板状コア１ａ〜１ｄにおいて放熱が妨げられる部分も存在しない。
【００１５】
図２は上記第１の実施例の変形例（１）を示す図であり、図２（ａ）はコア構造の断面図を示し、図２（ｂ）は斜視図である。
同図に示すように、本変形例においては、第１の実施例で設けた薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けず、支え部材４の上下面に設けた突出部４ａのみで、各薄板状コア１ａ〜１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
本変形例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１ａ〜１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
本変形例によれば、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けずともよいので、図１の実施例の構造よりシンプルで、製作コストも低減される。
【００１６】
図３は本発明の第１の実施例の変形例（２）を示す図である。図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図３（ｂ）は斜視図である。
本変形例においては、支え部材４を円筒状に構成した。支え部材４の外周、内周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の外周、内周の直径と略一致し、薄板状コア１ａ〜１ｄとは接触しない。支え部材４は金属製であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３１０）鋼よりなる。
また、本変形例においては、筒状部材８を新たに設ける。筒状部材８の外周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３、支え部材４の内周の直径以下であり、筒状部材８に薄板状コア１ａ〜１ｄ、支え部材４を、薄板状コア１ｄ、支え部材４、薄板状コア１ｃ、支え部材４、……、薄板状コア１ａの順に嵌めこむことにより、各薄板状コア１ａ〜１ｄと各支え部材４が略同軸状となるように位置決めされるとともに、各薄板状コア１ａ〜１ｄ同士が所定距離離間されて保持される。
本変形例によれば、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けずともよく、さらに支え部材４に突出部４ａを設けずともよいので、上記第１の実施例、変形例（１）の構造よりシンプルで、製作コストも低減される。
【００１７】
図４は本発明の第２の実施例を示す図であり、本実施例は、前記第１の実施例の変形例（２）において、筒状部材８に開口部、支え部材４に開口を構成するための突出部を設けて、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させたものである。
図４（ａ）は本実施例のコア構造の断面図（図４（ｂ）をＡ−Ａ’断面方向から見た図）、図４（ｂ）は斜視図である。
図４において、前記第１の実施例の変形例（２）と同様、支え部材４の外周、内周の直径は、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３の外周、内周の直径と略一致し、薄板状コア１ａ〜１ｄとは接触しない。また、本実施例においては、支え部材４に軸方向の突起部４ｂが設けられ、該突起部４ｂにより、支え部材４の上側に配置される芯材３と、支え部材４との間に空間が形成される。
また、筒状部材８の外周の直径は、前記第１の実施例の変形例（２）と同様、薄板状コア１ａ〜１ｄの芯材３、支え部材４の内周の直径以下であり、前記したように、筒状部材８により、各薄板状コア１ａ〜１ｄと各支え部材４が略同軸状となるように位置決めされるとともに、各薄板状コア１ａ〜１ｄ同士が所定距離離間されて保持される。
筒状部材８には開口部８ａが設けられ、筒状部材８の上部と下部は柱状部８ｂにより連結されている。そして、上記開口部８ａと前記芯材３と支え部材４との間に形成される空間を介して、絶縁性冷媒が流れる。
本実施例においては、上記のように、筒状部材８に開口部８ａが設けられ、支え部材４と芯材との間に空間が形成されているので、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
【００１８】
図５（ａ）に、前記第１の実施例における薄板状コア１ａ〜１ｄ間に流れる冷媒の流れの概略を、図５（ｂ）に本実施例における薄板状コア１ａ〜１ｄ間を流れる冷媒の流れの概略を示す。
同図に示すように、第１の実施例においては、支え部材４には開口部が設けられていないので、支え部材４に衝突する冷媒は流れが乱れ、コア表面における熱交換が不均一となる。
これに対し、本実施例においては、支え部材４に薄板状コア１ａ〜１ｄが積まれる際、支え部材４の突出部４ｂにより、芯材３との間に開口部分が形成され、さらに筒状部材８にも開口部８ａが存在するので、芯材の内側も冷媒が流れることが可能となり、開口部８ａが設けられていない第１の実施例と比べると、冷媒の流れの乱れが少ない。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
また、本実施例によれば、薄板状コア１ｂ〜１ｄの芯材３の内輪側に突出した段差部３ａを設けずともよく、さらに支え部材４に突出部４ａを設けずともよいので、前記第１の実施例の変形例（２）と同様、シンプルで、製作コストも低減される。なお、支え部材４の突出部４ｂと筒状部材８の柱状部８ｃとは隣接するように配置することが望ましい。
ここで、支え部材４に突出部４ｂを設ける代わりに、図６に示すように支え部材４に開口部４ｃを設けてもよい。
この場合には、筒状部材８の開口部８ａと支え部材４の開口部４ｃとが対向するよう位置決めして、支え部材４と筒状部材８とを配置することが望ましい。
【００１９】
ところで、露光用ガスレーザ装置の高電圧パルス発生回路においては、特に磁気パルス圧縮回路の最終段にあたるコンデンサＣ２−磁気スイッチＳＲ３−ピーキングコンデンサＣｐの浮遊インダクタンスを小さくして、コンデンサＣ２からピーキングコンデンサＣｐに、エネルギー（電圧）が移行するスピードを速くする必要がある。
このため、最近では磁気スイッチＳＲ３の形状を、長円形状（レーストラック形状) とすることが多くなってきた。磁気スイッチＳＲ３のコアの形を長円形状とすることにより、上記浮遊インダクタンスを小さくして圧縮性能を向上することができる。
【００２０】
図７は本発明の第３の実施例を示す図である。本実施例は、本発明を上記長円形のコアに適用した実施例を示しており、図７（ａ）は図７（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図７（ｂ）は斜視図である。
本実施例は、前記図１に示した実施例を長円形のコアに適用し、支え部材に開口を設け、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させたものである。
図７において、１１ａ〜１１ｄは長円形のコアを薄板状に分割した薄板状コアであり、前記したように、両面に絶縁物の薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材１３に年輪状に巻回したものである。
１４は長円形の支え部材であり、支え部材１４は図７に示すように薄板状コア１１ａ〜１１ｄ間に挿入され、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。支え部材１４の外周の形状は、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の外周の形状と略一致し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しない。支え部材１４は前記したように金属製である。
支え部材１４は、前記したように、その外周より径が小さい長円形の突出部１４ａを上下面に有する。また、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の内輪側に突出した段差部１３ａが設けられ、支え部材１４の突出部１４ａと、芯材１３の段差部１３ａとにより、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
支え部材１４には、開口部１４ｃが設けられ、この開口部１４ｃを介して絶縁性冷媒が流れる。これにより、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
本実施例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
【００２１】
図８（ａ）は、上記開口部１４ｃがないときの薄板状コア１１ａ〜１１ｄの間を流れる冷媒の流れの概略を示し、図８（ｂ）は上記開口部１４ｃを設けたときの薄板状コア１１ａ〜１１ｄの間を流れる冷媒の流れの概略を示す。
図８（ａ）に示すように支え部材４に開口部１４ｃを設けない場合には、支え部材１４に衝突する冷媒は流れが乱れ、コア表面における熱交換が不均一となる。特に長円形にコアの場合には、コアを効率的に冷却するため、通常、冷媒を同図に示すように長円形の長軸に直交する方向に流すこととなるので、支え部材４に衝突する冷媒の乱れが大きくなる。また、冷媒の流れ方向から見て支え部材１４の陰になる部分の薄板状コア１１ａ〜１１ｂ表面近傍の冷媒の流速は著しく低下する。
一方、図８（ｂ）に示すように、支え部材に複数の開口部１４ｃを設けることにより、開口部１４ｃを冷媒が流れることが可能となり、図８（ａ）の場合と比べると、冷媒の流れの乱れが少ない。
よって、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
なお、前記図１〜図４に示した円環状のコアにおいては、コアの内径部分に巻線が比較的に密に巻かれるので、上記のような開口部を設けても冷媒の流れが必ずしも円滑にならない。これに対し、長円形コアの場合、巻線は主に両側の円弧部分に巻かれ、開口部を設けた部分の内径部分に巻線が密に巻かれることはないので、上記開口部１４ｃを設けることにより、冷媒を円滑に流すことが可能となり、コアを効率的に冷却することができる。
【００２２】
なお、図示しないが、図２の実施例１の変形例と同様、コアの芯材の内輪側に突出した段差部を設けず、支え部材の上下面に設けた突出部のみで、各コアが略同軸状となるように位置決めしてもよい。このように構成すれば、コアの芯材の内輪側に突出した段差部を設けずともよいので、構造がシンプルで、製作コストも低減される。
【００２３】
図９は本発明の第４の実施例を示す図であり、本実施例は、前記第２の実施例を長円形のコアに適用した実施例を示しており、図９（ａ）は図９（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図９（ｂ）は斜視図を示している。
図９において、支え部材１４の外周、内周は、前記第２の実施例と同様、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の外周、内周と略一致し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しない。
また、前記第２の実施例と同様、支え部材１４に軸方向の突出部１４ｂが設けられ、該突出部１４ｂにより、支え部材１４の上側に配置される芯材１３と、支え部材１４との間に空間が形成される。
また、前記したように、筒状部材１８により、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄと各支え部材４が略同軸状となるように位置決めされるとともに、各薄板状コア１ａ〜１ｄ同士が所定距離離間されて保持される。
筒状部材１８には開口１８ａが設けられており、前記芯材１３と支え部材１４との間に形成される空間、および、上記開口部１８ａを介して、絶縁性冷媒が流れる。
本実施例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
本実施例においては、筒状部材１８に開口部８ａが設けられ、支え部材４と芯材との間に空間が形成されているので、前記図８に示したように、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
また、本実施例においては、前記図７に示したように、支え部材１４に突出部１４ａを設ける必要がないので、構造がシンプルで、製作コストも低減される。
【００２４】
図１０は本発明の第５の実施例を示す図であり、本実施例は、本発明を前記長円形のコアに適用した実施例を示しており、図１０（ａ）は図１０（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図１０（ｂ）は斜視図、図１０（ｃ）は支え部材の形状を示している。
図１０に示す実施例は、支え部材を複数の円柱状部材から構成することにより、さらにコア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させたものであり、前記第２の実施例と同様、長円形のコアに適用するのに好適である。
図１０において、１１ａ〜１１ｄは長円形のコアを薄板状に分割した薄板状コアであり、前記したように、両面に絶縁物の薄膜が施された磁性合金薄帯を芯材１３に年輪状に巻回したものである。芯材１３の内径側には前記したように、段差部１３ａが設けられている。
２４ａ〜２４ｄは円柱状の支え部材であり、各支え部材２４ａ〜２４ｄは、図１０（ｃ）の側面図、上面図に示すように、略円柱状の部材２５のＡ，Ｂ部分を、上記芯材１３の内径形状に合わせて切り欠き、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させるための突出部２６を形成したものである。
各支え部材２４ａ〜２４ｄは図１０に示すように、薄板状コア１１ａ〜１１ｄ間に挿入され、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。
支え部材２４ａ〜２４ｄは、例えば図１０に示すように長円形の曲線部と直線部が接する部分の近傍の芯材１３上の４個所に設けられ、各支え部材２４ａ〜２４ｄの上下端面は上記段差部１３ａに接触し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しないように設けられる。なお、支え部材２４ａ〜２４ｄは前記したように金属製（例えばステンレス鋼ＳＵＳ３１０）である。
上記支え部材２４ａ〜２４ｄにより、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めされる。
【００２５】
本実施例では、上記のように、複数の支え部材２４ａ〜２４ｄを設けているので、前記第２の実施例の場合より、各薄板状コア１ａ〜１ｄの間に、より円滑に冷媒を流すことが可能となり、冷媒の流れの乱れをさらに小さくすることができる。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
なお、高電圧がかかる条件では、芯材１３に鋭角的な突出部あると、この突出部と巻線の間で絶縁破壊が起こる可能性がある。したがって、支え部材２４ａ〜２４ｄの形状は、図１０に示すように円柱形状とするなど、巻線との間に放電が起こりにくい形状とするのが望ましい。
また、図示は省略するが、第１の実施例の変形例と同様、芯材１３の内輪側に突出した段差部を設けず、各え部材２４ａ〜２４ｄの上下面をそれぞれ接触させて、各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めしてもよい。。このような構成によればコアの芯材の内輪側に突出した段差部を設けずともよいので、構造がシンプルで、製作コストも低減される。
また、本実施例においても、図１の実施例と同様、自重によるたわみ等を防止するため、薄板状コア１１ａ〜１１ｄの外輪側の側面にボス５を数ヶ所設けてこれらのボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定するようにしてもよい。
なお、上記実施例では長円形状のコアを使用する場合について説明したが、本実施例を円環状のコアに適用することもできる。
【００２６】
図１１は本発明の第６の実施例を示す図であり、図１１（ａ）は図１１（ｂ）のＡ−Ａ’で切ったコア構造の断面図を示し、図１１（ｂ）は斜視図を示している。
本実施例は前記第５の実施例において、円柱状の支え部材２４ａ〜２４ｄに換えて、突出部を有する柱状の複数の支え部材２７を用いた実施例を示しており、その他の構成は前記図１０に示した実施例と同様である。
支え部材２７は図１１に示すように、突出部２７ａを有する複数の平板状の部材よりなり、支え部材２７は、長円形状である薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３の内周面の対向する平面部に、該支え部材２７の複数の突出部２７ａが接するように構成されている。 また、支え部材２７の長手方向の長さは、支え部材２７が薄板状コア１１ａ〜１１ｄの芯材１３とのみ接触し、薄板状コア１１ａ〜１１ｄとは接触しないように設定されている。支え部材２７は金属製であり、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３１０）鋼よりなる。なお、支え部材２７のエッジ部の形状は、巻線との間で放電が起こらないように、曲面形状となるように加工されている。
上記支え部材２７により各薄板状コア１１ａ〜１１ｄが略同軸状となるように位置決めされるともに、薄板状コア１１ａ〜１１ｄを所定距離だけ離間させて保持する。
本実施例においては、前記第５の実施例における円柱形状の支え部材の２本分を、一つの支え部材で構成することができ、また形状もシンプルであるので、製作コストが低減することができる。さらに、長円形状であるコアの芯材内周面の対向する平面部と嵌めあう形状なので、位置決めが容易である。
また、支え部材２７の突出部２７ａにより絶縁性冷媒が流れる空間を形成することができるので、前記図８に示したように、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
【００２７】
なお、上記実施例では、長円形のコアについて説明したが、本実施例で示した支え部材を前記した円環状のコアを用いた巻線機器に適用することもできる。
すなわち、図１２に示す図１１に示した支え部材２７と同様の形状の支え部材２８を、同図に示すように、薄板板状コアの芯材３の内周面の対向する平面部に複数の突出部２８ａが接するように取り付ける。これにより、第６の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
以上の実施例では、薄板状コア１ａ〜１ｄ、１１ａ〜１１ｄのたわみを防止する構造として、コア側面に設けたボス５にロッド６を貫通させ、ボス５とロッド６を止めねじ７で固定したが、図１３、図１４に示す構造としてもよい。
図１３は、ロッド６に換えて平板状の支持部材９を用いて、薄板状コアのたわみを防止するようにした実施例を示している。
図１３のものは、支持部材９の両端部を折り曲げてコの字状に形成し、該両端部にボス５に設けた貫通穴と同軸状に穴を開け、止めねじ７によりねじ止めするように構成したものである。
図１４は、一方端に突起部６ａを設け、他方端に該突起部６ａが係合する凹部６ｂを設けたロッド６を用いて薄板状コアのたわみを防止するようにした実施例を示している。
図１４のものは、上記ロッド６に設けた突起部６ａをボス５に設けた貫通穴を貫通させてボス５の下側まで突出させ、突起部６ａを下側のロッドの凹部６ｂに係合させ、止めねじ７により、上記ロッド６に設けた突起部６ａを固定したものである。なお、上記止めねじ７で止める代わりに、上記突起部６ａにおねじを形成し、上記凹部６ｂにめねじを形成して、上記おねじとめねじを螺合して、ロッド６をボス５に固定するようにしてもよい。
図１３、図１４のいずれの構造も、前記図１に示した構造より強固である。
【００２９】
また、以上の実施例では、露光用放電励起ガスレーザ装置に用いられる高電圧パルス発生回路に適用する場合について説明したが、本発明の適用対象は上記実施例に限られるものではなく、その他の用途に適用することもできる。
例えば、パルスコロナ放電を行いダイオキシン等の化合物を分解する装置、あるいは、放電により食品等の殺菌を行う殺菌装置等においても放電セル（チェンバー）内に放電電極を設け、放電電極に高電圧パルスを印加して放電を発生させている。
この高電圧を発生させる回路として、前記した磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路と昇圧トランス回路を用いた高電圧パルス発生回路を使用し、該回路に用いられるコアに本発明で示したコアを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
（１) 各コアを所定距離離間させて保持するに当たり、コアに対して放射線状に密着したスペーサではなく、芯材にのみ密着した支え部材で各コアを保持するようにしたので、支え部材とコアとが接触しない。
このため、コア表面における冷媒の流れが妨げられる部分が生じず、冷媒とコア表面との熱交換が阻害されることが無くなる。よって、４ｋＨｚ以上の高繰返し周波数条件においても、コアの発熱による劣化といった問題を回避することができる。
また支え部材自体がコアと接触していないので、コアが発熱しても支え部材が発熱することがなく、劣化を防止することができる。特に、支え部材を金属製とすれば、支え部材の劣化を防止することができる。
さらに、コアと接触している部材が無いので、コアにおいて放熱が妨げられる部分も存在しない。
（４）支え部材に開口部を設けたり、複数の支え部材を用いて薄板状コアを所定距離だけ離間させて保持するように構成することにより、薄板状コア間に円滑に冷媒を流すことが可能となり、冷媒の流れの乱れをさらに小さくすることができる。このため、コア表面を流れる絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることが可能となる。
特にコアが長円形の場合には、薄板状コアの間を冷媒が円滑に流れにくいが、上記構成とすることにより、コアが長円形であっても、絶縁性冷媒の流れの均一性を向上させることができる。
（５）各コアの外側面にボスを設け、該ボスをロッド又は支持部材を介して連結するように構成すれば、各コアの自重によるたわみ等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】第１の実施例の変形例（１）を示す図である。
【図３】第１の実施例の変形例（２）を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図５】開口部を設けない場合と設けた場合の冷媒の流れの概略を示す図である。
【図６】支え部材に開口部を設けた場合を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図８】長円形のコアにおいて開口部を設けない場合と設けた場合の冷媒の流れの概略を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施例を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施例を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図１２】第６の実施例を円環状のコアに適用する場合を説明する図である。
【図１３】コアのたわみを防止する構造の変形例（１）を示す図である。
【図１４】コアのたわみを防止する構造の変形例（２）を示す図である。
【図１５】高電圧パルス発生回路の構成例を示す図である。
【図１６】磁気スイッチの構成例を示す図である。
【図１７】従来のコアの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ 薄板状コア
２ スペーサ
３ 芯材
４ 円環状の支え部材
４ａ 突出部
４ｂ 突出部
３ａ 段差部
５ ボス
６ ロッド
７ 止めねじ
８ 筒状部材
１１ａ〜１１ｄ 長円形のコア
１３ 芯材
１４ 長円形の支え部材
１３ａ 段差部
１４ａ 突出部
１４ｃ 開口部
１８ 筒状部材
２４ａ〜２４ｄ 円柱状の支え部材
２７ 支え部材
２７ａ 突出部
２８ 支え部材
ＴＲ１ 昇圧トランス
ＳＲ１〜ＳＲ３ 磁気スイッチ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｃｐ ピーキングコンデンサ
Ｅ 電極
Claims (9)
- 磁性合金薄帯が環状の巻芯に巻き回されたコアが複数個、所定距離だけ離間して配置され、この複数個のコアからなる組立体に巻線が巻かれ、絶縁性の冷媒中で使用される巻線機器であって、
上記コアの巻芯間に支え部材が配置され、上記コアと上記支え部材が接触しないように、支え部材の外周の直径は該巻芯の外周の直径と略一致しており、上記複数個のコアは、上記支え部材により所定距離離間させるように支持され、
各コアの外側面にボスが設けられ、該ボスをロッド又は支持部材を介して連結した
ことを特徴とする巻線機器。 - 上記巻芯と支え部材とを貫通する筒状部材を更に設け、この筒状部材により、複数個のコアが同軸状に位置決めされている
ことを特徴とする請求項１の巻線機器。 - 上記支え部材または上記支え部材および筒状部材に開口が設けられ、該開口を冷媒が通過可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２の巻線機器。 - 上記巻芯と支え部材との積層部分に開口が設けられるように上記支え部材に突出部を設け、
上記筒状部材に開口が設けられ、該開口を冷媒が通過可能に構成されている
ことを特徴とする請求項２の巻線機器。 - 上記支え部材が巻芯の一部とのみ接触する構造である
ことを特徴とする請求項１の巻線機器。 - 磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路および昇圧トランス回路を含む高電圧パルス発生装置であって、
上記磁気圧縮回路に設けられた可飽和リアクトルもしくは上記昇圧トランス回路の昇圧トランスとして、請求項１，２，３，４または請求項５の巻線機器を用いた
ことを特徴とする高電圧発生装置。 - 磁気圧縮回路もしくは磁気圧縮回路及び昇圧トランス回路を含む高電圧パルス発生装置の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対の電極と、上記電極に並列に接続されたピーキングコンデンサとを有する放電励起ガスレーザ装置であって、
上記磁気圧縮回路に設けられた可飽和リアクトルもしくは上記昇圧トランス回路の昇圧トランスとして、請求項１，２，３，４または請求項５の巻線機器を用いたことを特徴とする放電励起ガスレーザ装置。 - 上記放電励起ガスレーザ装置が、ＫｒＦエキシマレーザ装置、ＡｒＦエキシマレーザ装置、または、フッ素分子レーザ装置である
ことを特徴とする請求項７の放電励起ガスレーザ装置。 - ＫｒＦエキシマレーザ装置またはＡｒＦエキシマレーザ装置の繰り返し周波数が４ｋＨｚ以上であり、上記フッ素分子レーザ装置の繰り返し周波数が２ｋＨｚ以上である
ことを特徴とする請求項８の放電励起ガスレーザ装置。
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