JP7301240B2 - 昇圧回路および電圧発生装置 - Google Patents

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Description

本開示は、電圧を昇圧する昇圧回路および電圧発生装置に関する。
電子銃、イオンビーム発生装置、電子顕微鏡などで電子ビームを加速する際に用いられる電圧発生装置は、交流電圧を直流電圧に変換する回路としてコッククロフトウォルトン（Cockcroft-Walton）回路（以下、ＣＷ回路という）を備えている。この電圧発生装置では、昇圧回路を備えた複数の絶縁基板が積み重ねられており、各昇圧回路で段階的に電圧が昇圧されて、高電圧を生成している。
電圧発生装置の昇圧回路は、低い耐圧の部品で構成されるが、電圧の出力部に近づくにつれて高電圧となる。このため、低電圧部と高電圧部との間に大きな電位差が生じ、各端子間あるいは高電圧部と外周容器との間で放電が発生しやすくなる。このような放電の発生を防ぐためには、絶縁耐量を十分に確保する必要があるが、絶縁耐量を大きくするためには、電圧発生装置が大型化してしまう。
特許文献１に記載の電圧発生装置が備えるＣＷ回路では、基板上において、両端に端部電極を有したコンデンサが直列に接続されるとともに、コンデンサとコンデンサとの接続箇所にダイオードが接続されている。また、基板の端部では、コンデンサとダイオードとの接続部である部品接続部に、高圧出力ケーブルが接続されており、部品接続部が、コンデンサの端部電極と高圧出力ケーブルの先端部との間の空間からはみ出さないように配置されている。これにより、特許文献１に記載の電圧発生装置は、部品接続部の電界を緩和し、絶縁耐量を向上させることで放電の発生を防ぎつつ、小型化を実現している。
国際公開第２０１５／００５３８０号
上記特許文献１の技術では、部品の台座となる基板の表面または基板内部の界面での沿面放電は考慮されておらず、基板の沿面方向の絶縁耐量が不十分である。沿面放電対策として、サイズの大きな部品を用いて電極間隔をあける方法があるが、部品の大型化により回路が大型化してしまう。そこで、基板上の電極間にスリットを設ける方法がある。例えば、ダイオードの２つの端子間にスリットが入れられる場合、これらの端子間におけるスリット内の空気層での電界強度は、空気層幅と誘電体層（例えば、プリント基板）幅との比率で決まる。すなわち、空気層幅が誘電体層幅に対して相対的に小さいほど空気層での電界強度は大きくなる。そのため、スリット内の空気層の電界値が空気の絶縁破壊電界を超えないようにスリット幅は設計されることになる。
しかしながら、スリットを基板上面から見た場合の端部であるスリット端部は、丸みを帯びている。このため、スリット端部では、スリット中央部と比較すると、絶縁破壊しないための空気層幅を十分に確保できない。絶縁破壊しないための空気層幅を確保できない場合、部分放電によって絶縁基板の劣化、または絶縁基板の劣化を促進するオゾンが発生し、回路が短絡故障する場合があるという問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、沿面方向の絶縁耐量を向上させつつ小型化を実現した昇圧回路を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、絶縁基板に配置された複数のコンデンサおよび複数のダイオードで電圧を昇圧する昇圧回路であって、絶縁基板は、複数の基板部に分割されている。本開示の昇圧回路は、基板部の土台となる土台絶縁板を備え、基板部は、土台絶縁板に固定されている。本開示の昇圧回路は、コンデンサおよびダイオードの少なくとも１つは、基板部間の絶縁層を跨いで基板部間に配置されている。
本開示にかかる昇圧回路は、沿面方向の絶縁耐量を向上させつつ小型化を実現できるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路の構成を示す図 実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路の動作原理を説明するための図 実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路の実装構造を示す図 実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路のステージ間の電位差を説明するための図 比較例のステージの構造を示す斜視図 比較例のステージが備える絶縁基板の構成を示す上面図 比較例のステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成を説明するための図 比較例のステージにおけるスリットの電界強度を説明するための図 スリット幅と電界強度との関係を示す図 比較例の絶縁基板におけるスリット端部の形状を説明するための図 比較例の絶縁基板におけるスリット端部とダイオードとの位置関係を説明するための図 実施の形態１にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す斜視図 実施の形態１にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す正面図 実施の形態１にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す底面図 実施の形態２にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す正面図 図１５に示したステージにおける空気層の電界強度を説明するための図 実施の形態３にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す斜視図 実施の形態３にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す正面図 実施の形態３にかかる電圧発生装置が備えるＬ型形状接合金具の構造を示す斜視図 実施の形態３にかかる電圧発生装置が備えるコの字形状接合金具の構造を示す斜視図 実施の形態３にかかる電圧発生装置が備えるステージ上のダイオードをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成を説明するための図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す斜視図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す正面図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す上面図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第１例を示す上面図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第２例を示す上面図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第３例を示す上面図 実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第４例を示す上面図 実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す斜視図 実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージでの高電界箇所を説明するための図 実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第１の断面構成を示す図 実施の形態５にかかる電圧発生装置を第１例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャート 実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第２の断面構成を示す図 実施の形態５にかかる電圧発生装置を第２例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャート 実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第３の断面構成を示す図 実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す斜視図 実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージでの高電界箇所を説明するための図 実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第１の断面構成を示す図 実施の形態６にかかる電圧発生装置を第１例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャート 実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第２の断面構成を示す図 実施の形態６にかかる電圧発生装置を第２例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャート
以下に、本開示にかかる昇圧回路および電圧発生装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路の構成を示す図である。直流高電圧発生装置である電圧発生装置１００は、昇圧回路であるＣＷ回路１と、昇圧トランス３Ａ，３Ｂと、交流電圧を発生させるインバータ回路２とを備えている。ここでは、ＣＷ回路１が、対称インバース形のＣＷ回路である場合について説明する。
実施の形態１の電圧発生装置１００では、コンデンサ、ダイオードといった構成部品（以下、部品という）が配置された絶縁基板が複数段重ねられて高電圧を生成するＣＷ回路１が構成されている。このＣＷ回路１を構成する各段の絶縁基板は、それぞれ複数に分割されており、各段では、複数に分割された絶縁基板を跨いで絶縁基板間に部品が配置される。
電圧発生装置１００は、例えば、多段倍電圧整流回路であるＣＷ回路１を用いて、数十ｋＶから数百ｋＶの直流高電圧を発生させる。電圧発生装置１００が発生させた直流高電圧は、例えば、電子ビームを対象物に照射することで加工を行う電子ビーム加工機が、電子ビームを加速させる際に用いられる。電圧発生装置１００が発生させた直流高電圧は、電子銃、イオンビーム発生装置、電子顕微鏡などに適用されてもよい。
ＣＷ回路１の各部品は、それぞれ低い耐圧の部品であるが、ＣＷ回路１で電圧が昇圧されていき、出力端子である最終出力部１３からは高電圧が出力されるので、ＣＷ回路１にかかる電圧は最終出力部１３に近づくにつれて高くなる。なお、ここで説明するＣＷ回路１の昇圧方式、昇圧比、電圧値などは一例である。ＣＷ回路１は、何れの昇圧方式のＣＷ回路であってもよい。
対称インバース形のＣＷ回路１は、インバータ回路２に接続された２個の昇圧トランス３Ａ，３Ｂに接続されている。インバータ回路２は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などのスイッチング素子で構成されたフルブリッジインバータである。インバータ回路２は、ｋＨｚオーダーの周波数で駆動される。
昇圧トランス３Ａ，３Ｂは、インバータ回路２の出力を－数ｋＶから－数十ｋＶ（例えば、－１０ｋＶ）に昇圧する。昇圧トランス３Ａ，３Ｂは、それぞれ１次巻線と２次巻線とを有しており、昇圧トランス３Ａ，３Ｂの各２次巻線は互いに直列になるように接続されている。昇圧トランス３Ａ，３Ｂにおける各巻線の極性は黒点で示している。昇圧トランス３Ａ，３Ｂの２次巻線では、黒点側同士が接続されている。
昇圧トランス３Ａが有する２次巻線の双方の端子が、ＣＷ回路１の入力端子Ｔ１，Ｔ２となる。昇圧トランス３Ｂが有する２次巻線の双方の端子が、ＣＷ回路１の入力端子Ｔ２，Ｔ３となる。入力端子Ｔ２は、固定電位に接続されている。
次に、ＣＷ回路１の回路構成について説明する。ＣＷ回路１は、複数のダイオードと、複数のコンデンサとを用いて構成されている。具体的には、ＣＷ回路１は、整流回路部５０と、倍電圧昇圧回路部６０とを備えている。整流回路部５０は、直流コンデンサＣａおよびダイオードＤａ１，Ｄａ２を有しており、倍電圧昇圧回路部６０は、直流コンデンサＣｂ１、交流コンデンサＣｂ２，Ｃｂ３、およびダイオードＤｂ１～Ｄｂ４を有している。
対称インバース形のＣＷ回路１は、入力側から見て最初のコンデンサと最初のダイオードとが省略されるので、初段の回路は単純に整流回路部５０を構成している。整流回路部５０は、入力端子Ｔ１～Ｔ３に接続され、倍電圧昇圧回路部６０は、整流回路部５０および最終出力部１３に接続されている。整流回路部５０では、直流コンデンサＣａが入力端子Ｔ２に接続され、ダイオードＤａ１のカソードが入力端子Ｔ１に接続され、ダイオードＤａ２のカソードが入力端子Ｔ３に接続されている。
倍電圧昇圧回路部６０は、整流回路部５０に段階的に複数接続されている。すなわち、整流回路部５０を構成する直流コンデンサＣａおよびダイオードＤａ１，Ｄａ２に、直流コンデンサＣｂ１と、交流コンデンサＣｂ２，Ｃｂ３と、ダイオードＤｂ１～Ｄｂ４とからなる倍電圧昇圧回路部６０が、段階的に複数接続されている。この構成により、ＣＷ回路１は、多段倍電圧整流回路となっている。整流回路部５０の直流コンデンサＣａの容量は、倍電圧昇圧回路部６０に含まれる直流コンデンサＣｂ１の容量の２倍に設定されている。
倍電圧昇圧回路部６０のうち第Ｎ段目（Ｎは自然数）の倍電圧昇圧回路部６０を倍電圧昇圧回路部６０－Ｎとすると、倍電圧昇圧回路部６０－Ｎと、倍電圧昇圧回路部６０－（Ｎ－１）とが接続される。ここで、倍電圧昇圧回路部６０－Ｎが最終出力部１３側である場合の、倍電圧昇圧回路部６０－Ｎの構成について説明する。
単位回路である倍電圧昇圧回路部６０－Ｎでは、ダイオードＤｂ１のカソードと、ダイオードＤｂ２のカソードとが接続点６１で接続されている。また、ダイオードＤｂ３のアノードと、ダイオードＤｂ４のアノードとが接続点６２で接続されている。また、ダイオードＤｂ１のアノードと、ダイオードＤｂ３のカソードとが接続点６３で接続され、ダイオードＤｂ２のアノードと、ダイオードＤｂ４のカソードとが接続点６４で接続されている。直流コンデンサＣｂ１は、接続点６１および接続点６２に接続されている。
倍電圧昇圧回路部６０－Ｎの交流コンデンサＣｂ２は、倍電圧昇圧回路部６０－Ｎの接続点６３と、倍電圧昇圧回路部６０－（Ｎ－１）の接続点６３とに接続されている。倍電圧昇圧回路部６０－Ｎの交流コンデンサＣｂ３は、倍電圧昇圧回路部６０－Ｎの接続点６４と、倍電圧昇圧回路部６０－（Ｎ－１）の接続点６４とに接続されている。倍電圧昇圧回路部６０－Ｎの接続点６１は、倍電圧昇圧回路部６０－（Ｎ－１）の接続点６２である。
１段目の倍電圧昇圧回路部６０は、２段目の倍電圧昇圧回路部６０および整流回路部５０に接続されている。１段目の倍電圧昇圧回路部６０では、交流コンデンサＣｂ２が、入力端子Ｔ１およびダイオードＤａ１のカソードに接続され、交流コンデンサＣｂ３が、入力端子Ｔ３およびダイオードＤａ２のカソードに接続されている。また、１段目の倍電圧昇圧回路部６０では、接続点６１が直流コンデンサＣａに接続されている。
次に、ＣＷ回路１の動作原理について説明する。ＣＷ回路１が最終出力部１３から出力する電圧は、例えば、電子ビーム発生用の高電圧として利用される。この時、最終出力部１３が出力する電圧Ｖは、昇圧トランス３Ａ，３Ｂの出力電圧波高値をｅとすると、Ｖ＝（２ｎ－１）ｅと表される。ただし、ｎは倍電圧昇圧回路部６０の直列数を示す。図１では、倍電圧昇圧回路部６０の総直列数が６．５であり、ＣＷ回路１が１２倍昇圧回路である場合を示している。
図２は、実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路の動作原理を説明するための図である。図２では、倍電圧昇圧回路部６０の総直列数が６．５である場合の動作について説明する。図２では、ＣＷ回路１内のダイオードＤｂ１，Ｄｂ３を、電圧の入力側から順番にダイオードＤ１０２，Ｄ１０３，・・・，Ｄ１１３で示し、ＣＷ回路１内のダイオードＤｂ２，Ｄｂ４を、電圧の入力側から順番にダイオードＤ２０２，Ｄ２０３，・・・，Ｄ２１３で示している。また、ＣＷ回路１内の直流コンデンサＣｂ１を、電圧の入力側から順番に直流コンデンサＣ０２，Ｃ０３，・・・，Ｃ０７で示している。また、ＣＷ回路１内の交流コンデンサＣｂ２を、電圧の入力側から順番に交流コンデンサＣ１１，Ｃ１２，・・・，Ｃ１６で示し、ＣＷ回路１内の交流コンデンサＣｂ３を、電圧の入力側から順番に交流コンデンサＣ２１，Ｃ２２，・・・，Ｃ２６で示している。
また、整流回路部５０のダイオードＤａ１，Ｄａ２を、ダイオードＤ１０１，Ｄ２０１で示し、直流コンデンサＣａを直流コンデンサＣ０１で示している。なお、図２において、ＣＷ回路１の接続点の横に記載している電圧値は、接続点の電圧値である。
交流電源Ｅ１，Ｅ２は、それぞれ波高値（＝ｅ）が等しく、それぞれ位相が１８０度異なる正弦波電圧Ｅ0（＝ｅsinωｔ）と－Ｅ0（＝－ｅsinωｔ）とを発生させる。波高値のｅは、負の値である。
交流電源Ｅ１が、最高の電圧ｅを発生する時刻において、直流コンデンサＣ０１はダイオードＤ１０１を介して電圧ｅまで充電される。この時、交流電源Ｅ２は、－０．９２ｅとなっているので、交流コンデンサＣ２１は、ダイオードＤ１０１，Ｄ２０２を介して１．９２ｅまで充電される。
次に交流電源Ｅ２が電圧ｅとなった時、交流コンデンサＣ２１の高電圧端子の電位は２．９２ｅとなる。この電位によって、直列接続された直流コンデンサＣ０１，Ｃ０２は、ダイオードＤ２０３を介して電圧２．９２ｅまで充電される。これと同時に、直列接続された交流コンデンサＣ１１，Ｃ１２は、ダイオードＤ２０３，Ｄ１０４を介して電圧２．８３ｅまで充電される。再度、交流電源Ｅ１が電圧ｅとなった時、次段の直列接続された直流コンデンサＣ０１，Ｃ０２，Ｃ０３は、ダイオードＤ１０５を介して４．６７ｅまで充電される。ＣＷ回路１内では、このようなコンデンサ充電が繰り返され、最終出力部１３からの最終段出力が電圧１２ｅとなる。
直流コンデンサＣ０１の容量のみ、他の直流コンデンサの容量の２倍（２Ｃ）とする理由は、サージの発生防止のためである。例えば、負荷が絶縁破壊を起こすことによって、直流コンデンサＣ０１～Ｃ０７に急激な放電が生じる場合、直列接続された各直流コンデンサＣ０１～Ｃ０７の放電電荷量はすべて等しいので、すべての直流コンデンサＣ０１～Ｃ０７の両端電圧はｅとなり、その他では電圧は２ｅとなる。このため、１段目の直流コンデンサＣ０１のみ、容量を２Ｃとすることで、正常時の充電電荷量はすべて２ｅＣとなる。この結果、急激な放電が生じてもすべての直流コンデンサＣ０１～Ｃ０７の端子電圧は等しく零となり、異常となるものは無く、サージ電圧の発生は防止される。
次に、ＣＷ回路１の実装構造について説明する。図３は、実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路の実装構造を示す図である。図３では、ＣＷ回路１が配置された円筒形の外周容器３０を、筒軸を含んだ平面で切断した場合の断面図を示している。
なお、以下の説明では、外周容器３０の底面側を下側とし、ステージ３１Ａの配置されている側を上側として説明する。また、以下の説明では、ＣＷ回路１を有したステージ３１Ａ～３１Ｃの上面と平行な面内の２つの軸であって互いに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。また、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸をＺ軸とする。したがって、Ｚ軸方向が、外周容器３０の上下方向である。また、Ｙ軸方向をステージ３１Ａ～３１Ｃの正面図方向とし、Ｘ軸方向をステージ３１Ａ～３１Ｃの側面図方向とする。図３では、ステージ３１Ａ～３１Ｃを正面図方向から見た場合の、断面図を示している。
電圧発生装置１００のＣＷ回路１は、接地された円筒形の外周容器３０内に配置される。外周容器３０の底部には、底板７が設けられており、底板７の上面には、２つの昇圧トランス３Ａ，３Ｂが配置されている。
外周容器３０内では、昇圧トランス３Ａ，３Ｂよりも上部側に、複数のステージが配置されている。図３では、３つのステージ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃが、外周容器３０内で、等間隔に段積みされている場合を示している。ステージ３１Ｃが下から１段目のステージであり、ステージ３１Ｂが下から２段目のステージであり、ステージ３１Ａが下から３段目のステージである。
ステージ３１Ａ～３１Ｃおよび底板７は、それぞれの上面および底面（下面）が平行となるよう、配置されている。図３では、底板７の上側にステージ３１Ｃが配置され、ステージ３１Ｃの上側にステージ３１Ｂが配置され、ステージ３１Ｂの上側にステージ３１Ａが配置されている場合を示している。
昇圧トランス３Ａ，３Ｂは、ステージ３１Ｃに電気的に接続されている。ステージ３１Ｃは、接続線５１Ｘを介して、ステージ３１Ｂに電気的に接続され、ステージ３１Ｂは、接続線５１Ｙを介して、ステージ３１Ａに電気的に接続されている。なお、図３では、昇圧トランス３Ａ，３Ｂ間の接続線、昇圧トランス３Ａ，３Ｂとステージ３１Ｃとの接続線は、図示を省略している。
ステージ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、板状の絶縁基板１０を用いて構成されており、各絶縁基板１０にはコンデンサ４およびダイオード５といった部品が実装されている。ステージ３１Ａの絶縁基板１０の底面は、ステージ３１Ｂの絶縁基板１０の上面に対向し、ステージ３１Ｂの絶縁基板１０の底面は、ステージ３１Ｃの絶縁基板１０の上面に対向している。接続線５１Ｙは、ステージ３１Ａ，３１Ｂ間を接続する配線であり、接続線５１Ｘは、ステージ３１Ｂ，３１Ｃ間を接続する配線である。
なお、図３では、接続線５１Ｙがステージ３１Ａの底面に接続されている場合を示しているが、接続線５１Ｙは、ステージ３１Ａの上面に接続されてもよい。同様に、図３では、接続線５１Ｘがステージ３１Ｂの底面に接続されている場合を示しているが、接続線５１Ｘは、ステージ３１Ｂの上面に接続されてもよい。
ステージ３１Ａ～３１Ｃでは、例えば、絶縁基板１０の上面にダイオード５が配置され、絶縁基板１０の底面にコンデンサ４が配置されている。なお、ステージ３１Ａ～３１Ｃが有する絶縁基板１０の上面にコンデンサ４が配置されてもよいし、底面にダイオード５が配置されてもよい。外周容器３０内では、絶縁基板１０の上面とダイオード５とがリード９Ｂで接続され、絶縁基板１０の底面とコンデンサ４とがリード９Ａで接続されている。外周容器３０内では、昇圧トランス３Ａ，３Ｂからの出力電圧が、ステージ３１Ｃ、ステージ３１Ｂ、ステージ３１Ａで段階的に昇圧され、最終出力部１３から出力される。
ＣＷ回路１を構成するステージ３１Ａ～３１Ｃには、ステージ間を接続する入力部１１および出力部１２が設けられている。入力部１１および出力部１２は、絶縁基板１０の基板端に配置されている。入力部１１は、下側の絶縁基板１０から電圧を受け付け、出力部１２は、ＣＷ回路１で昇圧した電圧を上側の絶縁基板１０に出力する。
ステージ３１Ｃの出力部１２およびステージ３１Ｂの入力部１１は、接続線５１Ｘとの接続部分に設けられている。ステージ３１Ｂの出力部１２およびステージ３１Ａの入力部１１は、接続線５１Ｙとの接続部分に設けられている。
ＣＷ回路１では、ステージ３１Ｃの出力部１２とステージ３１Ｂの入力部１１とが電気的に接続され、ステージ３１Ｂの出力部１２とステージ３１Ａの入力部１１とが電気的に接続されている。
このように、電気的に接続されたステージ３１Ａ～３１Ｃが等間隔に段積みされることで、最上段のステージ３１Ａの最終出力部１３から、昇圧された直流高電圧が出力される。ステージ３１Ａ～３１Ｃは、樹脂スペーサを介して段積みされてもよいし、図３に示すようにステージ間に支柱６を設け、支柱６を介してボルト等で固定することで段積みされてもよい。支柱６は、外周容器３０の一部であってもよいし、外周容器３０とは別構成であってもよい。
実施の形態１では、絶縁基板１０は、複数の絶縁基板（後述する絶縁基板１０Ａ～１０Ｃ）に分断されている。絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの構成については後述する。
次に、各ステージ間の電位差について説明する。図４は、実施の形態１にかかる電圧発生装置が備えるＣＷ回路のステージ間の電位差を説明するための図である。図４では、ＣＷ回路１の左側面図を示している。ここでは、ＣＷ回路１への入力電圧を±１０ｋＶ、すなわち昇圧トランス３Ａ，３Ｂでフルブリッジインバータの出力を±１０ｋＶに昇圧する場合のステージ間の電位差について説明する。
ＣＷ回路１への入力電圧が±１０ｋＶである場合、１ステージあたり約－４０ｋＶ昇圧することで、３ステージ目の出力電圧は－１２０ｋＶになる。図４に示すとおり、各ステージ間には最大－８０ｋＶの電位差のある箇所が存在する。例えば、２段目のステージであるステージ３１Ｂの入力部１１における－４０ｋＶと、３段目のステージであるステージ３１Ａの出力部１２における－１２０ｋＶとの電位差は－８０ｋＶである。各ステージ３１Ａ～３１Ｃは、等間隔に段積みされているので、一方のステージの入力部１１と他方のステージの出力部１２との間が最大の電位差となる。すなわち、一方のステージの入力部１１と他方のステージの出力部１２との間が最も放電が起こりやすい箇所であるといえる。
ここで、放電について説明する。放電の起こりやすさは電界の大きさで決まり、空気中で放電する電界の大きさは約３ｋＶ／ｍｍとされる。電界の大きさは、放電が発生する可能性がある箇所（以下、放電候補という）となる２点間の電位差、２点間の距離、および２点の外形で決まる。ところが、放電候補となる２点が、何れも無限平行平板であれば、電位差と距離のみで電界が決まる。この空間の状態は、平等電界と呼ばれる。
これに対して、放電候補となる２点が、無限平行平板でなく突起物（例えば針、部品のエッジなど）の場合、電界の大きさは、放電候補となる２点間の電位差、２点間の距離、および外形で決まる。電位差および距離が一定である場合、放電候補となる２点の外形が鋭角であるほど電界は大きくなり、球体に近づくほど電界は小さくなる。この空間の状態は、不平等電界と呼ばれる。
さらに、ガス－絶縁物－電極のように２種類の誘電体と１種類の導体との境界に生じる３重点（Triple Junction（以下ＴＪ部）)という局所的な電界集中点を起点として発生する沿面放電と呼ばれる放電がある。この放電は、異種の誘電体の界面に沿って進展し、空気中での放電電圧より低い電圧で放電する。
ＣＷ回路１のような高電圧を出力する回路の場合、絶縁基板１０上の電位の異なる導体間（部品のリード、はんだ、導電性パターン等）において沿面放電が発生する恐れがあるので、沿面絶縁耐量を確保する必要がある。沿面絶縁耐量を確保する方法としては、サイズの大きな部品を用いて電極間隔をあける方法があるが、部品サイズの大型化により回路が大型化してしまう。
実施の形態１では、ステージ３１Ａの絶縁基板１０が、基板部である絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに分割されることで、小型化を維持しつつ沿面放電の発生を防止する。ところで、回路を大型化せず沿面絶縁耐量を確保するために、絶縁基板上の導体間にスリットを設けるステージ（後述する比較例のステージ３１Ｘ）がある。
ここで、実施の形態１のステージ３１Ａ～３１Ｃに対する比較例のステージとして、リード間にスリットが入れられたステージの構成について説明する。図５は、比較例のステージの構造を示す斜視図である。図６は、比較例のステージが備える絶縁基板の構成を示す上面図である。図７は、比較例のステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成を説明するための図である。
比較例のステージ３１Ｘが備える絶縁基板１０Ｘ上では、前述の絶縁基板１０と同様の位置に、ダイオード５およびコンデンサ４が配置されている。実施の形態１のＣＷ回路１が配置されるステージ３１Ａは、絶縁基板１０が、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに分割されているのに対し、比較例のステージ３１Ｘは、絶縁基板１０Ｘが分割されていない。
比較例のステージ３１Ｘは、スリット構造を有している。ステージ３１Ｘは、ステージ３１Ａ～３１Ｃと同様に、外周容器３０内に配置される。ステージ３１Ｘは、ステージ３１Ａ～３１Ｃと比較して、絶縁基板１０Ｘ上の導体間にスリット１７が設けられている点でステージ３１Ａ～３１Ｃと異なっている。絶縁基板１０Ｘには、絶縁基板１０と同様に、ダイオード５およびコンデンサ４が配置されている。
図５では、ステージ３１Ｘにおいて、１つのダイオード５が備えるリード９Ｂの間にスリット１７が設けられた場合のステージ３１Ｘを示している。図６では、スリット１７が設けられた絶縁基板１０ＸをＺ軸方向から見た場合の絶縁基板１０Ｘを示している。図７では、切断面が、ダイオード５が両端に備える２つのリード９Ｂを通るように、ダイオード５が長手方向に平行な面で切断された場合の断面図を示している。
絶縁基板１０Ｘのうちダイオード５およびコンデンサ４が接続される部分が、部品接続部２２である。絶縁基板１０Ｘの部品接続部２２にはスルーホール１２０が形成されている。ダイオード５では、ダイオード５の長手方向に延びるリード９Ｂが、絶縁基板１０Ｘの方向である下側に折り曲げられており、上面から底面へスルーホール１２０を貫通し、絶縁基板１０Ｘの上面および底面で導電性パターン１６にはんだ４１ではんだ付けされている。
これにより、絶縁基板１０Ｘの各ダイオード５は、それぞれ２箇所のスルーホール１２０の位置で絶縁基板１０Ｘにはんだ接合される。これら２箇所のはんだ接合間には、絶縁基板１０Ｘにスリット１７が設けられている。換言すると、スリット１７を跨ぐように、ダイオード５が配置されている。そして、スリット１７を介した一方側で、ダイオード５の一方のリード９Ｂが、絶縁基板１０Ｘに接合され、スリット１７を介した他方側で、ダイオード５の他方のリード９Ｂが、絶縁基板１０Ｘに接合されている。
このように比較例のステージ３１Ｘでは、スリット１７が設けられることで絶縁基板１０Ｘの沿面方向における、ダイオード５に接続された２つのリード９Ｂの接合間の絶縁耐量を向上させることができる。ところが、スリット１７には、スリット１７内の空間において部分放電が生じる場合がある。部分放電が起こると絶縁基板１０Ｘの劣化、絶縁物の劣化などを促進するオゾンが発生し、比較例のステージ３１Ｘに含まれるＣＷ回路が短絡故障してしまう恐れがある。
次に、スリット１７の問題点を説明するために、スリット１７の電界について説明する。図８は、比較例のステージにおけるスリットの電界強度を説明するための図である。図８では、比較例のステージにおけるダイオード５の断面形状と、スルーホール１２０に配置されたリード９Ｂ間の沿面方向における静電容量を表したコンデンサのモデルとを示している。
コンデンサのモデルは、スリット１７内の空気層２１ｘを、絶縁基板１０Ｘを模擬した誘電体層２０で挟み、さらに誘電体層２０を、リード９Ｂを模擬した電極１９，１９で挟んだ構造となっており、この電極１９，１９間に交流電圧が印加される。ε0は、真空の誘電率（８．８５×１０－12Ｆ/ｍ）であり、εrは、プリント基板である絶縁基板１０Ｘの比誘電率を示す。なお、プリント基板は両面基板とし、基材（ここではガラスエポキシ）の比誘電率を４としている。Ｃａ１は、リード９Ｂとスリット１７との間の静電容量であり、Ｃｂｘは、スリット１７内部の静電容量を示している。また、ａは、リード９Ｂとスリット１７との間の距離であり、ｂは絶縁基板１０Ｘ間のスリット幅であり、ｄ1はリード９Ｂ間の距離を示している。ここでは、ｄ1＝２ａ＋ｂである。
一般に平行平板間に空気のみが存在する場合、平行平板間の電界強度ＥはＥ＝Ｖ／ｄ（Ｖ：基板間の電位差、ｄ：基板間距離）で表される。図８に示したように、電極１９，１９間が、空気層２１ｘと絶縁層である誘電体層２０との２種類の層から構成される場合、誘電体層２０の電界強度Ｅ1は、Ｅ1＝（ε0／（２ａε0＋ｂε））×Ｖで示され、空気層の電界強度Ｅ2は、Ｅ2＝（ε／（２ａε0＋ｂε））×Ｖで示される。ただし、ε＝εr・ε0である。
空気層２１ｘの電界強度は、誘電体層２０の幅と空気層２１ｘの幅との比率で決まり、空気層２１ｘの幅が短いほど大きくなる。しかし、電界強度は、距離に比例して大きくなるのではなく、最大値はＥ＝εr（Ｖ／ｄ）となる。つまり、空気層２１ｘの電界強度は無限大に大きくなるのではなく、空気層２１ｘのみの場合の電界強度に比誘電率を乗じた値に収束する。
ここで、例としてＣＷ回路１への入力電圧を±１０ｋＶとし、倍電圧昇圧回路部６０の総直列数が６．５として、最終出力部１３において－１２０ｋＶを出力する場合の電界強度を計算する。この場合、ダイオード５にかかる交流電圧の振幅は９．２ｋＶである。また、リード９Ｂ間の距離を３０ｍｍ、スリット１７の幅であるスリット幅（以下スリット幅ＳＷという）を２ｍｍとする。この場合の電界強度の計算結果を図９に示す。
図９は、スリット幅と電界強度との関係を示す図である。図９では、スリット１７内の空気層２１における電界強度の計算結果を示している。図９の横軸がスリット幅ＳＷ（単位：ｍｍ）であり、縦軸がスリット１７内の空気層２１ｘの電界強度［ｋＶ／ｍｍ］である。
図９に示すように、スリット幅ＳＷが２ｍｍである場合、スリット１７内の空気層２１ｘでの電界強度は１.０２ｋＶ／ｍｍである。空気の絶縁破壊電界は３ｋＶ／ｍｍであり、スリット１７内の空気層２１ｘの電界強度は、一般的に余裕を持たせて空気の絶縁破壊電界の１／３の１ｋＶ/ｍｍで設計される。そのため、スリット１７内での電界強度が１.０２ｋＶ/ｍｍの場合、３ｍｍ以上のスリット幅ＳＷが必要となる。したがって、電位の異なる導体間にスリット１７を設ける場合、スリット１７内の空気層２１ｘでの部分放電を防ぐにはスリット幅ＳＷを広げる必要がある。しかしながら、スリット幅ＳＷを広げる場合であっても、スリット１７の端部であるスリット端部の形状、およびスリット端部と部品との位置関係が問題となる。
まず、スリット端部１８の形状について説明する。図１０は、比較例の絶縁基板におけるスリット端部の形状を説明するための図である。図１０では、絶縁基板１０Ｘの上面図と、スリット端部１８の拡大図とを示している。図１０では、スリット端部１８の拡大図を絶縁基板１０Ｘの上面図の右側に示している。
図１０では、絶縁基板１０Ｘに２箇所のスリット１７が設けられている場合を示している。図１０の右側の拡大図に示すように、破線で囲われた領域１８０が、スリット端部１８が含まれている領域である。
スリット１７は、Ｚ軸方向に平行な方向が深さ方向の溝であり、Ｚ軸方向に平行な方向に向かって絶縁基板１０Ｘを貫通している。スリット１７は、例えば、絶縁基板１０Ｘを上面から見た場合に、直線状に形成されており、スリット１７のうち、長手方向の端部がスリット端部１８である。スリット端部１８は、絶縁基板１０Ｘを上面から見た場合に丸みを帯びている。
スリット１７は、例えば、直径２ｍｍの円筒形状のルータを用いて加工される。直径１ｍｍのルータもあるが、折れやすく、加工速度が遅くなり加工費が高くなるため使用されることは少ない。また、２ｍｍよりも直径の大きなルータもあるが、絶縁基板１０Ｘにスリット１７を加工する際、ルータの直径が大きいほど被加工物である絶縁基板１０Ｘにかかる応力が大きくなり、加工時の振動が大きくなるので、絶縁基板１０Ｘの割れ、およびはんだクラックが生じやすくなる。さらに、絶縁基板１０Ｘの端部の強度が低下し、輸送時の振動、または組み立て時のねじれによって、絶縁基板１０Ｘが割れやすくなるので、直径２ｍｍよりも直径の大きなルータが使用されることは少ない。直径２ｍｍのルータを用いて幅３ｍｍのスリット１７が加工される場合、細長いスリット１７の両端部分（スリット端部１８）は円筒形状のルータによって半径１ｍｍのＲ（アール、曲線半径）が付く。このため、スリット端部１８は、絶縁基板１０Ｘを上面から見た場合に直角にならず、３ｍｍのスリット幅ＳＷを確保できない。
次に、スリット端部１８と部品であるダイオード５との位置関係について説明する。図１１は、比較例の絶縁基板におけるスリット端部とダイオードとの位置関係を説明するための図である。図１１では、絶縁基板１０Ｘにスリット１７が形成され、さらにスリット１７を跨ぐように２個のダイオード５が配置された場合の、絶縁基板１０Ｘの上面図を示している。
図１１に示す上側のダイオード５は、スリット１７の中央部付近を跨ぐように配置され、下側のダイオード５は、スリット端部１８を跨ぐように配置されている。スリット１７と絶縁基板１０Ｘとの境界線のうち黒い点線で示される境界線１７１は、ダイオード５の下部に隠れた境界線を示している。また、図１１では、スリット１７の中央部付近におけるスリット幅ＳＷを幅Ｌ１で示し、スリット１７のスリット端部１８におけるスリット幅ＳＷを幅Ｌ２で示している。
ダイオード５の直下にスリット１７の中央部が位置する場合のスリット幅ＳＷ（幅Ｌ１）と、ダイオード５の直下にスリット端部１８が位置する場合のスリット幅ＳＷ（幅Ｌ２）とを比較する。スリット端部１８は、Ｒのついた形状であるので、ダイオード５のリード９Ｂ間のスリット幅ＳＷは、スリット１７の中央部付近のスリット幅ＳＷよりも狭くなる。すなわち、幅Ｌ１＞幅Ｌ２である。このため、スリット端部１８では、絶縁破壊しないためのスリット幅ＳＷを確保できない。
決められたサイズの絶縁基板１０Ｘ上に複数の部品が実装される場合、絶縁距離を確保するために、可能な限り部品同士の距離を離して部品が配置される。そのため、いくつかの部品は、絶縁基板１０Ｘの外縁部１０ａの近傍に配置される。沿面絶縁耐量を確保するためのスリット１７も、絶縁基板１０の外縁部１０ａの近傍まで形成される。このため、絶縁基板１０の外縁部１０ａの近傍に配置された部品の直下にスリット端部１８が位置することとなり、絶縁破壊しないためのスリット幅ＳＷを確保できない。すなわち、外縁部１０ａの近傍に配置される部品は、十分なスリット幅ＳＷを有した領域を跨ぐことができず、スリット幅ＳＷが不十分な領域を跨ぐので、十分なスリット幅ＳＷを確保できない。このため、比較例のように絶縁基板１０Ｘ上にスリット１７が設けられる構成の場合、絶縁基板１０Ｘ上で部分放電が生じるという問題があった。このように、電源の小型化のために、絶縁基板１０Ｘに実装する部品は隣接部品との絶縁距離を確保しつつ、決められた絶縁基板１０Ｘのサイズ内で部品を実装する必要があるので、部品直下にスリット端部１８が位置し、部分放電が起こりやすくなる。
そこで、実施の形態１では、部分放電の起こりやすいスリット端部１８において、絶縁基板１０を切り離し、分割構造とする。すなわち、実施の形態１では、スリット幅ＳＷが不十分となるスリット端部１８が発生しないように、絶縁基板１０を分割した構造とする。換言すると、実施の形態１では、スリット１７を、外縁部１０ａを突き抜けるように延設することで、絶縁基板１０を空間によって分割する。
次に、実施の形態１にかかるＣＷ回路１が配置されるステージ３１Ａ～３１Ｃの構造について説明する。なお、ステージ３１Ａ～３１Ｃは同様の構造であるため、ここではステージ３１Ａの構造について説明する。
図１２は、実施の形態１にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す斜視図である。図１３は、実施の形態１にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す正面図である。図１４は、実施の形態１にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す底面図である。ステージ３１ＡをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成は、図７に示した断面構成と同様である。
図１２から図１４では、ステージ３１Ａの構造を示している。図１３では、ステージ３１Ａを正面図方向であるＹ軸方向から見た場合の正面図を示している。図１４では、ステージ３１ＡをＺ軸方向から見た場合の底面図を示している。
ステージ３１Ａと前述のステージ３１Ｘとを比較すると、絶縁基板の形状が異なっている。すなわち、ステージ３１Ａでは、Ｙ軸方向に延びる分断領域２７によって絶縁基板１０が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃのように、空気層である分断領域２７で分割されているのに対し、ステージ３１Ｘでは１枚の絶縁基板１０Ｘが用いられている。ステージ３１Ａおよびステージ３１Ｘにおける部品の配置位置は同じである。なお、分断領域２７の空気層は、ガス、油、樹脂などの絶縁層の雰囲気環境に置き換えることも可能である。また、絶縁層の中でガス等の気体に関しては、例えば、空気の他にはドライエアー、窒素、水素、または六フッ化硫黄が挙げられる。
ステージ３１Ａは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃと、コンデンサ４と、ダイオード５とを備えている。絶縁基板１０Ａ～１０Ｃは、前述の絶縁基板１０に対応している。絶縁基板１０を３つに分割した場合の、分割後の絶縁基板が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃである。以下の説明では、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを絶縁基板１０という場合がある。絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの例は、プリント基板である。
図１２の例では、絶縁基板１０に複数のコンデンサ４と、複数のダイオード５とが配置されている場合を示している。コンデンサ４は、１枚の絶縁基板の裏面に２個直列で配置され、ダイオード５は２枚の絶縁基板間を跨ぐように上面に４個ずつ配置されている。具体的には、コンデンサ４は、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの各底面に２個ずつ直列で配置されている。また、ダイオード５は、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂ間を跨ぐように絶縁基板１０Ａ，１０Ｂの上面に４個配置され、絶縁基板１０Ｂ，１０Ｃ間を跨ぐように絶縁基板１０Ｂ，１０Ｃの上面に４個配置されている。
絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面では、ダイオード５が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃにリード９Ｂで接続され、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面では、コンデンサ４が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃにリード９Ａで接続されている。
絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに対しては、図５で説明した部品接続部２２の位置に、コンデンサ４のリード９Ａおよびダイオード５のリード９Ｂが接続される。この部品接続部２２には、図７に示したように、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面側から底面側にスルーホール１２０（図１２および図１３では図示せず）が形成されている。リード９Ａ，９Ｂは、絶縁基板１０に平行な方向に延設されており、スルーホール１２０の近くで折り曲げられている（リードフォーミングされている）。
リード９Ｂは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面から底面へスルーホール１２０を貫通している。すなわち、リード９Ｂは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面側からスルーホール１２０に通され、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面側に引き出される。同様に、リード９Ａは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面から上面へスルーホール１２０を貫通している。すなわち、リード９Ａは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面側からスルーホール１２０に通され、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面側に引き出される。
絶縁基板１０の上面および底面にはスルーホール１２０の周りに、図７に示した導電性パターン１６と同様の導電性パターン（図１２から図１４では図示せず）が配置されており、リード９Ａ，９Ｂと絶縁基板１０Ａ～１０Ｃとは、はんだ付けによって電気的に接続される。導電性パターンの例は、銅箔パターンである。
なお、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの形状、コンデンサ４およびダイオード５の配置、部品接続部２２、スルーホール１２０、および導電性パターン１６の位置などは、図１２～図１４に示した形状、配置、および位置に限定されるものではない。
また、ステージ３１Ａ～３１Ｃでは、コンデンサ４およびダイオード５の少なくとも１つが、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃ間の分断領域２７である空気層を跨ぐように構成されていればよい。これにより、分断領域２７である空気層を跨ぐコンデンサ４またはダイオード５の沿面方向の絶縁耐量を向上させることができる。
このような構成により、絶縁基板１０では、スリット端部１８のようなスリット幅ＳＷが小さく部分放電が起こりやすい部分をなくすことができるので、絶縁基板１０の外周付近に配置される部品の直下における部分放電の発生を防ぐことができる。
このように実施の形態１によれば、昇圧回路であるＣＷ回路１を構成する各段の絶縁基板１０が、それぞれ絶縁基板１０Ａ～１０Ｃのように複数に分割されている。そして、電圧発生装置１００の各段では、複数に分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを跨ぐように、部品であるダイオード５が配置される。したがって、沿面方向の絶縁耐量を向上させつつ小型化を実現できる。
実施の形態２．
次に、図１５および図１６を用いて実施の形態２について説明する。実施の形態１では、部分放電の起こりやすいスリット端部１８が無くなるように、絶縁基板１０を切り離して、絶縁基板１０を絶縁基板１０Ａ～１０Ｃのように分割構造とした。実施の形態２では、絶縁基板１０を分割構造とし、分割した絶縁基板１０Ａ～１０ＣのＺ軸方向の位置である高さを隣接する絶縁基板間で異なる高さにする。
図１５は、実施の形態２にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す正面図である。図１５の各構成要素のうち実施の形態１で説明したステージ３１Ａ～３１Ｃと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。なお、実施の形態２でもステージ３１Ａ～３１Ｃは同様の構造であるため、ここではステージ３１Ａの構造について説明する。
図１５では、１ステージ分の構造であるステージ３１Ａの構造を示している。ステージ３１Ａは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃと、コンデンサ４と、ダイオード５と、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの土台となる絶縁板７０と、スペーサ７１と、ボルト７６，７８とを備えている。スペーサ７１は、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを絶縁板７０から浮かせて固定する。ボルト７６は、スペーサ７１と絶縁基板１０Ａ～１０Ｃとを固定し、ボルト７８は、スペーサ７１と絶縁板７０とを固定する。
なお、実施の形態２でもステージ３１Ａを上面側から見た場合の部品の配置位置およびステージ３１Ａを底面側から見た場合の部品の配置位置は、実施の形態１のステージ３１Ａと同じである。ただし、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの形状、コンデンサ４およびダイオード５の配置位置は、実施の形態１で説明した形状および配置位置に限定されるものではない。
ステージ３１Ａでは、スペーサ７１の一方の端部と絶縁基板１０Ａ～１０Ｃとが、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面側からボルト７６を締めることで固定されている。また、スペーサ７１の他方の端部と絶縁板７０とが、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面側からボルト７８を締めることで固定されている。これにより、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃと絶縁板７０とが、スペーサ７１を介して固定される。
また、ステージ３１Ａでは、土台絶縁板である絶縁板７０に対して絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを固定するスペーサ７１の長さが絶縁基板１０Ａ～１０Ｃごとに変えられている。具体的には、隣り合う絶縁基板１０Ａ～１０Ｃ同士が同じ高さにならないよう、スペーサ７１によって絶縁基板１０Ａ～１０Ｃ同士の高さが変えられている。すなわち、絶縁基板１０Ａ～１０ＣのＸＹ平面に平行な上面および底面のＺ軸方向の高さが、隣り合う絶縁基板１０Ａ～１０Ｃで異なっている。換言すると、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃは、絶縁板７０からの距離である高さが隣り合う絶縁基板間で異なる位置に配置されている。
なお、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの高さ、スペーサ７１の長さおよび位置は、図１５に示した高さ、長さ、および位置に限定されるものではない。また、ここでは例として絶縁板７０の上に絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを固定する構造について説明したが、下段側の絶縁基板１０Ａ～１０Ｃ上にスペーサ７１が配置され、スペーサ７１上に上段側の絶縁基板１０Ａ～１０Ｃが配置されてもよい。すなわち、上段側の絶縁基板１０Ａ～１０Ｃは、スペーサ７１を介して、下段側の絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに固定されてもよい。
次に、図１５に示した絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを備えるステージ３１Ａでの電界強度について説明する。図１６は、図１５に示したステージにおける空気層の電界強度を説明するための図である。なお、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂ間と、絶縁基板１０Ｂ，１０Ｃ間とは、同様の構成を有しており、同様の方法によって空気層２１ｙの電界強度を計算できるので、ここでは、絶縁基板１０Ａに接続されたリード９Ｂと、絶縁基板１０Ｂとの間の空気層２１ｙにおける電界強度について説明する。
図１６では、図１５に示したステージ３１Ａが備えるダイオード５の断面形状と、絶縁基板１０Ｂに接続されたリード９Ｂと、絶縁基板１０Ａに接続されたリード９Ｂとの間の静電容量を表したコンデンサのモデルとを示している。図１６に示すコンデンサのモデルは、図１６に示す破線領域２５をコンデンサとしたモデルである。図１６では、絶縁基板１０Ａ，１０ＢのＸ軸方向の間隔が０ｍｍである場合について説明する。
実施の形態１で説明した絶縁基板１０Ｘと同様に、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂ上の部品接続部２２にはスルーホール１２０が形成されている。ダイオード５では、ダイオード５の長手方向に延びるリード９Ｂが、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂの方向である下側に折り曲げられており、上面から底面へスルーホール１２０を貫通し、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂの上面および底面で導電性パターン１６（図１５および図１６では図示せず）にはんだ付けされている。
図１６に示すコンデンサのモデルは、絶縁基板１０Ｂを模擬した誘電体層２０および空気層２１ｙを、リード９Ｂを模擬した電極１９，１９で挟んだ構造となっており、この電極１９，１９間に交流電圧が印加される。ここでのε0，εrは実施の形態１のε0，εrと同じ値であり、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂは、実施の形態１で説明した絶縁基板１０Ｘと同様の基板である。
空気層２１ｙは、絶縁基板１０Ａに接続されたリード９Ｂと、誘電体層２０との間の層である。ここでのＣａ１は、絶縁基板１０Ｂに接続されたリード９Ｂと、空気層２１ｙとの間の静電容量である。したがって、Ｃａ１は、絶縁基板１０Ｂのうち、図１６に示すコンデンサのモデルに含まれる絶縁基板１０Ｂの静電容量である。ここでの空気層２１ｙは、図８で説明したスリット１７の空気層に対応している。
Ｃｂｙは、空気層２１ｙの静電容量である。ここでのａは、図１６に示すコンデンサのモデルに含まれる絶縁基板１０Ｂの幅、すなわち誘電体層２０の幅であり、ｃは空気層２１ｙの幅であり、ここでのｄ2はリード９Ｂ間の幅を示している。
次に、実施の形態１と同様に、ＣＷ回路１への入力電圧を±１０ｋＶとし、倍電圧昇圧回路部６０の総直列数を６．５として、最終出力部１３において－１２０ｋＶを出力する場合の電界強度を計算する。この場合、ダイオード５にかかる交流電圧の最大値は９．２ｋＶである。また、リード９Ｂ間の距離を３０ｍｍ、沿面方向の基板間隔を０ｍｍとし、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの分割位置がダイオード５の中点に位置するように配置する。このときの空気層２１ｙでの電界強度は０．４９ｋＶ/ｍｍとなり、空気層２１ｙで絶縁破壊しないための電界強度である設計値１ｋＶ/ｍｍを満足する。
実施の形態１では、空気層の電界強度を１ｋＶ/ｍｍ以下とするためには、沿面方向の絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの間隔を３ｍｍ以上とする必要があった。実施の形態２では、沿面方向に絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの間隔を広げることなく部品のリード９Ｂ間の空気層２１ｙの幅を広げることができるので、空気層２１ｙでの部分放電の発生を防ぐことができる。
このように実施の形態２では、分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面にスペーサ７１が設けられており、隣り合う絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの高さが同じにならないようにスペーサ７１の長さが変更されている。これにより、隣り合う絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの間隔を広げることなく、部品のリード９Ｂ間における空気層２１ｙの幅を長くすることができるので、部品のリード９Ｂ間における空気層２１ｙでの部分放電を防ぐことが可能となる。したがって、沿面方向の絶縁耐量を向上させつつ小型化を実現できる。
実施の形態３．
次に、図１７から図２１を用いて実施の形態３について説明する。実施の形態３では、部品の固定方法を、絶縁基板１０へのはんだ付けではなく、部品接合用金具を用いた方法とする。部品接合用金具を用いることで、はんだ付け作業が不要となり、ボルトおよびナットのみで絶縁基板１０へ部品を固定できるので、電圧発生装置１００を作製する際の組み立て作業が容易になる。
図１７は、実施の形態３にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す斜視図である。図１８は、実施の形態３にかかるＣＷ回路が配置されるステージの構造を示す正面図である。図１８では、図１７に示すステージ３１Ａを正面図方向であるＹ軸方向から見た場合の正面図を示している。
図１７および図１８の各構成要素のうち実施の形態１，２で説明したステージ３１Ａ～３１Ｃと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。なお、実施の形態３のステージ３１Ａ～３１Ｃは、それぞれ同様の構造であるため、ここではステージ３１Ａの構造について説明する。図１７および図１８では、１ステージ分の構造であるステージ３１Ａの構造を示している。
実施の形態３では、ステージ３１Ａは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃと、コンデンサ４と、ダイオード５と、Ｌ型形状接合金具８０と、コの字形状接合金具８１とを備えている。Ｌ型形状接合金具８０は、Ｌ型形状を有した部品接合用金具であり、コの字形状接合金具８１は、コの字形状を有した部品接合用金具である。Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１の詳細な構成については後述する。図１７の例では、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃからなる絶縁基板１０に、複数のコンデンサ４と、複数のダイオード５と、複数のＬ型形状接合金具８０と、複数のコの字形状接合金具８１とが配置されている場合を示している。
コンデンサ４は、１枚の絶縁基板の上面に２個直列で配置され、ダイオード５は、２枚の絶縁基板を跨ぐように上面に４個ずつ配置されている。具体的には、コンデンサ４は、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの各上面に２個ずつ直列で配置されている。また、ダイオード５は、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂ間を跨ぐように絶縁基板１０Ａ，１０Ｂの上面に４個配置され、絶縁基板１０Ｂ，１０Ｃ間を跨ぐように絶縁基板１０Ｂ，１０Ｃの上面に４個配置されている。
なお、図１７では、コンデンサ４が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上面に配置されているが、コンデンサ４は、実施の形態１，２と同様に絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面に配置されてもよい。また、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの形状、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに配置される部品（コンデンサ４、ダイオード５、Ｌ型形状接合金具８０、およびコの字形状接合金具８１）の配置位置および配置方向は、図１７に示す形状、配置位置、および配置方向に限定されるものではない。また、図１７では、部品接合用金具の例がＬ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１である場合について説明するが、部品接合用金具は、Ｌ型形状接合金具８０またはコの字形状接合金具８１の形状に限定されるものではない。部品を電気的に絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに接合することができれば、部品接合用金具は、何れの形状であってもよい。
Ｌ型形状接合金具８０は、ステージ３１Ａの上面において、３枚に分割された絶縁基板１０Ａ～１０ＣのＹ軸方向の両側の端部に設けられた部品接続部（図５に示した部品接続部２２）に配置される。コの字形状接合金具８１は、ステージ３１Ａの上面において、３枚に分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの中央部に設けられた部品接続部に配置される。ステージ３１Ａの上面では、Ｙ軸方向の一方の端部に配置されたＬ型形状接合金具８０とコの字形状接合金具８１との間にコンデンサ４が配置されるとともに、Ｙ軸方向の他方の端部に配置されたＬ型形状接合金具８０とコの字形状接合金具８１との間にコンデンサ４が配置される。
各コンデンサ４は、一方のリード９ＡがＬ型形状接合金具８０に電気的に接続され、他方のリード９Ａがコの字形状接合金具８１に電気的に接続されている。また、ダイオード５の両端部から延びる２本のリード９Ｂは、それぞれＬ型形状接合金具８０またはコの字形状接合金具８１に接続されている。これにより、コンデンサ４とダイオード５とは、Ｌ型形状接合金具８０またはコの字形状接合金具８１を介して電気的に接続されている。
ここで、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１の構造、およびＬ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１への部品の接続方法について説明する。図１９は、実施の形態３にかかる電圧発生装置が備えるＬ型形状接合金具の構造を示す斜視図である。図２０は、実施の形態３にかかる電圧発生装置が備えるコの字形状接合金具の構造を示す斜視図である。
Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１は、それぞれ導電性の薄板部材（例えばアルミ、銅など）の端部が上方向に折り曲げられて形成されている。Ｌ型形状接合金具８０は、薄板部材の片端が上方向に折り曲げられて形成された、断面がＬ字形状の金具である。コの字形状接合金具８１は、薄板部材の両端が上方向に折り曲げられて形成された、断面がコの字形状の金具である。
Ｌ型形状接合金具８０は、板状の底面部８２と、上方向に折り曲げられた板状の背面部８３とを有している。Ｌ型形状接合金具８０は、底面部８２が絶縁基板１０に取り付けられる。背面部８３は、底面部８２から垂直な方向に延びている。
また、Ｌ型形状接合金具８０は、底面部８２にはボルト８５Ｂを通すことができるボルト通し穴８４Ｂを有し、背面部８３にはボルト８５Ａを通すことができるボルト通し穴８４Ａを有している。
コの字形状接合金具８１は、板状の底面部８２と、上方向に折り曲げられた板状の背面部８３Ａと、上方向に折り曲げられた板状の正面部８３Ｂとを有している。コの字形状接合金具８１は、底面部８２が絶縁基板１０に取り付けられる。背面部８３Ａおよび正面部８３Ｂは、底面部８２から垂直な方向に延びている。
また、コの字形状接合金具８１は、底面部８２にはボルト８５Ｂを通すことができるボルト通し穴８４Ｂを有し、背面部８３Ａおよび正面部８３Ｂにはボルト８５Ａを通すことができるボルト通し穴８４Ａを有している。
なお、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１の形状、配置位置、および配置方向は、図１７に示した形状、配置位置、および配置方向に限定されるものではない。
図１７および図１８に示すように、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１は、絶縁基板１０Ｘ上に配置される。絶縁基板１０に形成されたボルト通し穴および底面部８２に形成されたボルト通し穴８４Ｂに、ボルト８５Ｂが通され、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面側からナット８６Ｂとボルト８５Ｂとが締結されることで、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに固定される。
なお、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１の固定方法は、上述した方法に限定されるものではない。例えば、絶縁基板１０に、ボルト通し穴としてのねじ穴を切っておき、ナット８６Ｂを使わず、ねじ穴に対して直接ボルト８５Ｂが螺合されてもよい。この場合、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１にも、ボルト通し穴としてのねじ穴が形成されてもよい。これにより、絶縁基板１０に対して直接ボルト８５Ｂが締められることで、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１が、絶縁基板１０に固定される。
次に、コンデンサ４およびダイオード５の接続方法について説明する。なお、コンデンサ４とダイオード５との接続方法は同様であるので、ここではダイオード５の接続方法について説明する。
ダイオード５は、絶縁基板１０上に配置される。ダイオード５のリード９Ｂは、Ｌ型形状接合金具８０の底面部８２に設けられたボルト通し穴８４Ｂの方向へリードフォーミングされ、リードフォーミングされたリード９Ｂの先端部は、固定用のボルト８５ＢとＬ型形状接合金具８０との間に挟み込まれる。この後、固定用のボルト８５Ｂと固定用のナット８６Ｂとが締結されることにより、ダイオード５がＬ型形状接合金具８０と電気的に接続される。
なお、リード９Ｂの曲げ方向、リード９Ｂの固定方法は、何れの曲げ方向であってもよいし、何れの固定方法であってもよい。例えば、リード９Ｂは、Ｌ型形状接合金具８０のボルト通し穴８４Ａに通され、ボルト８５Ａがナット８６Ａでボルト通し穴８４Ａに締結されることによって、Ｌ型形状接合金具８０に固定されてもよい。また、リード９Ｂの先端部に圧着端子が取り付けられたうえで、圧着端子の開口部がボルト８５Ａまたはボルト８５Ｂに通され、ボルト８５Ａ，８５Ｂが締められることでリード９ＢがＬ型形状接合金具８０に固定されてもよい。なお、コの字形状接合金具８１への部品の接続方法は、Ｌ型形状接合金具８０への部品の接続方法と同様である。
また、ダイオード５のリード９Ｂおよびコンデンサ４のリードは、Ｌ型形状接合金具８０およびコの字形状接合金具８１の少なくとも一方に接続されればよい。
次に、部品をボルト８５Ａ，８５Ｂによって部品接合用金具に固定する場合の問題点について説明する。図２１は、実施の形態３にかかる電圧発生装置が備えるステージ上のダイオードをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成を説明するための図である。
図２１では、実施の形態３におけるダイオード５の実装構造を示している。ここでは、絶縁基板１０Ａ，１０Ｂに、Ｌ型形状接合金具８０が固定される場合について説明する。
Ｌ型形状接合金具８０が絶縁基板１０に固定される際には、絶縁基板１０Ａに形成されたボルト通し穴８７と、Ｌ型形状接合金具８０の底面部８２に形成されたボルト通し穴８４Ｂとに、ボルト８５Ｂが通され、絶縁基板１０Ａの底面側からナット８６Ｂがボルト８５Ｂに固定される。
ボルト８５Ｂが導電性を持つ場合には、図２１の破線領域２６で囲われたボルト８５Ｂ間で電界が生じる。破線領域２６は、絶縁基板１０Ａに接続されたボルト８５Ｂと、絶縁基板１０Ｂに接続されたボルト８５Ｂとの間に形成されるコンデンサの領域である。
実施の形態１で説明したように、部品接続部２２間に沿面放電防止用のスリット１７が設けられる場合は、スリット端部１８が部品の直下に位置すると、スリット端部１８内で部分放電が起こりやすくなる。実施の形態３では、ボルト８５Ｂを用いて部品接合用金具を固定する場合であっても、実施の形態１，２と同様に、絶縁基板１０が分断領域２７で分割されているので、破線領域２６内の空気層、すなわちボルト８５Ｂ間の空気層における部分放電を防止することができる。
このように実施の形態３では、部品の絶縁基板１０への接合に部品接合用金具が用いられるので、はんだ付け作業が不要となる。また、ボルト８５Ｂおよびナット８６Ｂのみで絶縁基板１０へ部品を固定できるので、装置を作製する際の組み立て作業性を向上できる。また、実施の形態１，２と同様に、絶縁基板１０を分断領域２７によって分割しているので、接合金具固定用のボルト８５Ｂ間の空気層における部分放電を防止できる。
実施の形態４．
次に、図２２から図２８を用いて実施の形態４について説明する。実施の形態４では、分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを固定する方法について説明する。
図２２は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す斜視図である。図２３は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す正面図である。図２４は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す上面図である。
図２３では、図２２に示すステージ３１Ａを正面図方向であるＹ軸方向から見た場合の正面図を示している。図２４では、図２２に示すステージ３１Ａを上面図方向であるＺ軸方向から見た場合の上面図を示している。
なお、ステージ３１Ａ～３１Ｃは同様の構造であるため、ここではステージ３１Ａの構造について説明する。図２２から図２４の各構成要素のうち実施の形態１から３で説明したステージ３１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
電圧発生装置１００は、ステージ３１Ａと、土台となる絶縁板７０と、絶縁板７０を支柱６に固定するための固定棒７３と、ボルト７２，７６，７７，７８と、スペーサ７１とを備えている。
スペーサ７１は、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを絶縁板７０から離して固定する。ボルト７２は、固定棒７３と絶縁板７０とを固定する。ボルト７７は、支柱６と固定棒７３とを固定する。ボルト７６は、スペーサ７１と絶縁基板１０Ａ～１０Ｃとを固定する。ボルト７８は、スペーサ７１と絶縁板７０とを固定する。
図２４に示すように、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃのスペーサ固定用のボルト穴７５の位置にスペーサ７１が配置される。スペーサ７１の上側の端部は、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの上側からボルト７６が締められることで絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに固定される。また、スペーサ７１の下側の端部は、絶縁板７０の底側からボルト７８が締められることで、絶縁板７０に固定される。これにより、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃと絶縁板７０とが、スペーサ７１を介して固定される。
また、固定棒７３は、支柱６の外側からボルト７７が締められることで、支柱６に固定される。また、図２４に示すように、絶縁板７０の固定棒固定用のボルト穴７４の位置に固定棒７３が配置される。固定棒７３は、絶縁板７０の上側からボルト７２で締められることで、絶縁板７０に固定される。これにより、絶縁板７０と支柱６とが、固定棒７３を介して固定される。
以上の構造により、絶縁板７０上に、高さが調整されたスペーサ７１を介して絶縁基板１０Ａ～１０Ｃが配置される。これにより、電圧発生装置１００は、ゼロ電位である支柱６と部品との沿面距離を確保することができ、沿面絶縁耐量が向上する。
次に、土台となる絶縁板７０の構成について説明する。図２５は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第１例を示す上面図である。ここでは、矩形状の上面を有した絶縁板７０の長手方向がＸ軸方向に平行であり、絶縁板７０の短手方向がＹ軸方向に平行である場合について説明する。
絶縁板７０は、外周が矩形状をなすとともに中央領域に矩形状の穴である開口部が設けられた矩形環状となっている。すなわち、絶縁板７０は、上面から見るとロの字形状となっている。換言すると、土台となる絶縁板７０は中央領域に開口部があればよい。絶縁板７０には、外周部に複数のボルト穴が設けられている。具体的には、絶縁板７０の外周部の短辺に沿った短辺領域９２には、固定棒７３を固定するためのボルト穴７４が設けられている。また、絶縁板７０の外周部の長辺に沿った長辺領域９１には、スペーサ７１を固定するためのボルト穴７５が設けられている。
図２６は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第２例を示す上面図である。図２７は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第３例を示す上面図である。図２８は、実施の形態４にかかる電圧発生装置が備える絶縁板の構造の第４例を示す上面図である。
絶縁板７０の外周の形状は、図２６に示すように、八角形となっていてもよい。また、絶縁板７０の外周の形状は、図２７に示すように、矩形の角部を丸めた形状となっていてもよい。
また、絶縁板７０の開口部の形状は、図２６に示すように、八角形となっていてもよい。また、絶縁板７０の開口部の形状は、図２７に示すように、矩形の角部を丸めた形状となっていてもよい。また、絶縁板７０の開口部の形状は、図２８に示すように、楕円形状となっていてもよい。
短辺領域９２に配置されたボルト穴７４には、絶縁板７０の底面側に固定棒７３が取り付けられ、絶縁板７０の上面側からボルト７２が締められることで固定棒７３が絶縁板７０に固定される。
長辺領域９１に配置されたボルト穴７５には、絶縁板７０の上面側にスペーサ７１が取り付けられ、絶縁板７０の底面側からボルト７８が締められることでスペーサ７１が絶縁板７０に固定される。
絶縁基板１０が絶縁板７０に固定された後、ダイオード５、コンデンサ４といった部品が絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに実装される。
このように実施の形態４によれば、絶縁基板１０が組立てられる際に、絶縁基板１０が絶縁板７０に固定されてから、部品が絶縁基板１０に実装されるので、絶縁板７０および絶縁基板１０が安定した状態で部品を実装することができ、作業性が良くなる。
また、土台となる絶縁板７０の中央領域が穴の開いた構造となっているので、絶縁基板１０の底面への部品のはんだ付け作業、ボルト締結作業が容易になる。
また、部品が実装される絶縁基板１０が絶縁板７０上にスペーサ７１を介して固定されるので、沿面距離を確保することができるとともに沿面絶縁耐量を向上でき、部品取り付けの作業性が良くなる。
実施の形態５．
次に、図２９から図３５を用いて実施の形態５について説明する。実施の形態１では、複数に分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを跨ぐようにダイオード５が配置されることによって沿面方向の絶縁耐量を向上させる効果が得られた。また、実施の形態２では、隣り合う絶縁基板１０Ａ～１０Ｃを高さが同じにならないように配置することで、部品のリード９Ｂ間における空気層２１ｙの幅を長くし、これにより、沿面方向の絶縁耐量を向上させる効果が得られた。
しかし、昇圧回路であるＣＷ回路１の最終出力部１３に近いほど高電圧となり、例えば最終出力部１３直近の高電圧部（後述する高電圧部１３１Ａ～１３１Ｄ）のリードフォーミング部（後述するリードフォーミング部１３２）または導電性パターン１６の端部（後述する端部１３３）が鋭角であった場合、電気力線が密となり高電界となる。絶縁基板１０が複数に分割され、さらに分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃ間の距離が十分に確保された場合であっても、高電界によって沿面方向の絶縁耐量が不十分となる場合がある。
そこで、実施の形態５では、高電圧部１３１Ａ～１３１Ｄで、且つ鋭角になりやすいリードフォーミング部１３２と導電性パターン１６とを絶縁体（誘電体）で覆うことで電界を緩和し、電圧発生装置１００を大型化させず、沿面絶縁耐量を向上させる。電気力線が密となる高電界箇所を誘電体で覆うと、絶縁体によって電気力線の分布が変わり、電気力線の集中も密から疎となるので電界が緩和される。さらに、絶縁体が遮蔽物となることで放電候補となる２点間の放電も抑制される。なお、以下では、高電圧部１３１Ａ～１３１Ｄで、且つ鋭角になりやすい部分を絶縁体で覆う場合について説明するが、直角となっている部分を絶縁体で覆ってもよい。すなわち、以下に説明する鋭角の部分には直角の部分が含まれていてもよい。
図２９は、実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す斜視図である。また、図３０は、実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージでの高電界箇所を説明するための図である。
図２９および図３０の各構成要素のうち実施の形態１から４で説明したステージ３１Ａ～３１Ｃと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。なお、実施の形態５でもステージ３１Ａ～３１Ｃは同様の構造であるため、ここではステージ３１Ａの構造について説明する。
図２９では、１ステージ分の構造であるステージ３１Ａの構造を示している。ステージ３１Ａは、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃと、コンデンサ４と、ダイオード５とを備えている。絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの例はプリント基板である。
図２９の例では、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに複数のコンデンサ４と、複数のダイオード５とが配置されている場合を示している。図２９において破線で囲われた部分は、ステージ３１Ａにおける高電圧部１３１Ａ～１３１Ｄである。高電圧部１３１Ｄは、高電圧部１３１Ａ～１３１Ｃよりも低電圧であるが、実施の形態５では、高電圧部１３１Ｄも高電圧部に含めている。
図３０では、実施の形態５にかかる電圧発生装置１００が備えるステージ３１ＡをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成を模式的に示している。図３０では、絶縁基板１０Ｂの一部（高電圧部１３１Ｄを含む領域）の断面構成を示している。
実施の形態５では、リード９Ｂのリードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３が、鋭角となる高電界箇所である。また、図３０では図示されていないが、リード９Ａのリードフォーミング部と、リード９Ａが接続される絶縁基板１０Ａ～１０Ｃの底面側の導電性パターン１６とが鋭角となる高電界箇所である。リード９Ａのリードフォーミング部は、図４に示したリード９Ａのうちの折り曲げられた箇所である。リード９Ａが第１のリードであり、リード９Ｂが第２のリードである。また、リード９Ａのリードフォーミング部が第１のリードフォーミング部であり、リード９Ｂのリードフォーミング部１３２が第２のリードフォーミング部である。
絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに対しては、上述の鋭角の部分を覆うように、例えば樹脂などの誘電体によって鋭角の部分がモールド加工される。実施の形態５では、リード９Ａ，９Ｂのリードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３のうちの少なくとも１箇所が、樹脂などの誘電体によって覆われればよい。図２９および図３０では、鋭角の部分を覆う誘電体を図示していない。以下、鋭角の部分を覆う誘電体の具体例について説明する。
まず、鋭角の部分を覆う実施の形態５の誘電体の第１例について説明する。図３１は、実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第１の断面構成を示す図である。図３１では、図３０で説明した絶縁基板１０Ｂに第１例の誘電体を図示した絶縁基板１０Ｂａの断面構成を示している。
絶縁基板１０Ｂａでは、リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３が鋭角となる高電界箇所である。同様に、ステージ３１Ａが備える他の絶縁基板でも、リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３が鋭角となる高電界箇所である。実施の形態５の誘電体形成の第１例では、これらの鋭角の部分を覆うように、誘電体としての樹脂１３４Ａが塗布される。図３１では、リードフォーミング部１３２と、上面の導電性パターン１６の端部１３３と、底面の導電性パターン１６の端部１３３とに対して別々に樹脂１３４Ａが塗布された状態を示している。
図３２は、実施の形態５にかかる電圧発生装置を第１例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャートである。ここでは、樹脂１３４Ａの形成処理手順について説明する。
リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３に樹脂１３４Ａが形成される際には、コンデンサ４およびダイオード５のリード９Ａ，９Ｂが曲げられる（ステップＳ２１０）。これにより、リード９Ａ，９Ｂにリードフォーミング部１３２が形成される。コンデンサ４およびダイオード５のリードフォーミング部１３２と、導電性パターン１６の端部１３３とにディスペンサーを用いて樹脂１３４Ａが塗布される（ステップＳ２１１）。これにより、コンデンサ４のリードフォーミング部１３２と、ダイオード５のリードフォーミング部１３２と、導電性パターン１６の端部１３３とが誘電体である樹脂１３４Ａで覆われる。
樹脂１３４Ａが塗布されたコンデンサ４およびダイオード５が絶縁基板１０上に実装される（ステップＳ２１２）。具体的には、リード９Ａ，９Ｂの一端がスルーホール１２０を貫通し、絶縁基板１０の上面および底面で導電性パターン１６にはんだ４１ではんだ付けされる。
これらの工程により、コンデンサ４およびダイオード５のリードフォーミング部１３２の電界を緩和することができ、部品のリード９Ａ間における沿面方向の絶縁耐量と、部品のリード９Ｂ間における沿面方向の絶縁耐量とを向上させることができる。また、導電性パターン１６の端部１３３における沿面方向の絶縁耐量を向上させることができる。
なお、ディスペンサーで塗布する樹脂１３４Ａは、常温で固体であればよく、樹脂１３４Ａとしては、例えばシリコン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等があげられる。塗布される樹脂１３４Ａは、リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３を覆っていればよいが、樹脂１３４Ａの厚みは厚いほど電界緩和効果は大きい。
前述したディスペンサーを用いて樹脂１３４Ａを塗布する方法は一例であり、例えば、樹脂スプレーによって樹脂１３４Ａが吹きつけられてもよいし、樹脂テープが巻きつけられてもよい。また、リードフォーミング部１３２および端部１３３の両方に樹脂１３４Ａが塗布されてもよいし、何れか一方のみに塗布されてもよい。
つぎに、鋭角の部分を覆う実施の形態５の誘電体の第２例について説明する。図３３は、実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第２の断面構成を示す図である。図３３では、図３０で説明した絶縁基板１０Ｂに第２例の誘電体を図示した絶縁基板１０Ｂｂの断面構成を示している。
前述したように、ステージ３１Ａが備える絶縁基板（ここでは、絶縁基板１０Ｂｂ）では、リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３が鋭角となる高電界箇所である。実施の形態５の誘電体形成の第２例では、これらの鋭角の部分がまとめて覆われるように、誘電体としての樹脂１３４Ｂが塗布されている。
具体的には、絶縁基板１０Ｂｂのダイオード５に対しては、ダイオード５のリードフォーミング部１３２側の端部と、絶縁基板１０Ｂｂのリードフォーミング部１３２側の端部と、リード９Ｂと、はんだ４１と、導電性パターン１６とがまとめて覆われるように樹脂１３４Ｂが配置されている。同様に、絶縁基板１０Ｂｂのコンデンサ４（図３３では図示せず）に対しても、絶縁基板１０Ｂｂのリードフォーミング部１３２側の端部と、リード９Ｂと、はんだ４１と、導電性パターン１６とがまとめて覆われるように樹脂１３４Ｂが配置されている。これにより、鋭角であるリードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３が樹脂１３４Ｂでモールドされる。
図３４は、実施の形態５にかかる電圧発生装置を第２例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャートである。ここでは、樹脂１３４Ｂの形成処理手順について説明する。
リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３にまとめて樹脂１３４Ｂが形成される際には、コンデンサ４およびダイオード５が絶縁基板１０上に実装される（ステップＳ２１３)。具体的には、リード９Ａ，９Ｂの一端がスルーホール１２０を貫通し、絶縁基板１０の上面および底面で導電性パターン１６にはんだ４１ではんだ付けされる。なお、コンデンサ４およびダイオード５が絶縁基板１０上に実装される際には、リード９Ａ，９Ｂが折り曲げられている。
この後、コンデンサ４およびダイオード５のリードフォーミング部１３２と、導電性パターン１６の端部１３３とが、樹脂１３４Ｂでまとめてモールドされる（ステップＳ２１４)。
モールドに用いられる材料には、シリコン、エポキシ、ホットメルト接着剤であるポリアミド、ポリエステル等がある。モールド方法としては、例えば、低圧成型で絶縁基板１０または部品に対するダメージが低く、金型もアルミニウムで可能なホットメルト工法がある。ホットメルト工法では、コンデンサ４およびダイオード５のリード９Ａ，９Ｂが折り曲げられ、コンデンサ４およびダイオード５が絶縁基板１０に実装された後にモールドされる。
なお、図３３および図３４で説明したモールド方法は一例であり、モールド方法はこの一例に限定されるものではない。モールド方法としては、材料、金型、成型方法により様々な方法が適用可能である。すなわち、リードフォーミング部１３２と、導電性パターン１６の端部１３３とを、樹脂１３４Ｂでまとめてモールドする処理は、高電界箇所を樹脂１３４Ｂなどの誘電体で覆うことが目的であり、何れのモールド条件が適用されても電界の緩和は可能である。
つぎに、鋭角の部分を覆う実施の形態５の誘電体の第３例について説明する。図３５は、実施の形態５にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第３の断面構成を示す図である。図３５では、図３０で説明した絶縁基板１０Ｂに第３例の誘電体を図示した絶縁基板１０Ｂｃの断面構成を示している。
実施の形態５の誘電体形成の第３例では、導電性パターン１６の端部１３３に、ヒューミシール等の樹脂コーティング剤が塗布される。樹脂コーティング剤の塗布方法には、刷毛塗り、溶融亜鉛めっき（どぶ漬け）、スプレー、塗布装置による塗布等の方法がある。
前述したように、ステージ３１Ａが備える絶縁基板（ここでは、絶縁基板１０Ｂｃ）では、導電性パターン１６の端部１３３が鋭角となる高電界箇所である。誘電体形成の第３例では、この鋭角の部分である導電性パターン１６の端部１３３が覆われるようにヒューミシール等の誘電体としての樹脂（樹脂コーティング剤）１３４Ｃが塗布されている。
図３５では、絶縁基板１０Ｂｃの上面に配置されている導電性パターン１６と、底面に配置されている導電性パターン１６とにまとめて樹脂１３４Ｃが塗布されている場合を示している。
刷毛塗り、どぶ漬け、スプレー、塗布装置による塗布のなかで、高生産性で品質にばらつきなく高品質に仕上がるのは塗布装置による塗布であるが、高電界箇所へのマスキングが目的であり、何れの方法が用いられても電界の緩和は可能である。
なお、実施の形態５で説明した樹脂加工処理は一例である。したがって、樹脂加工が行われる箇所は、最終出力部１３直近の高電圧部１３１Ａ～１３１Ｄに限らず、必要な箇所に樹脂加工が行われればよい。実施の形態５では、複数に分割された絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに対して樹脂加工が行われるので、部分的にモールド等の加工を施せる利点がある。
このように実施の形態５では、コンデンサ４およびダイオード５のリードフォーミング部１３２と、導電性パターン１６の端部１３３とが、樹脂１３４Ａ～１３４Ｃの何れかで覆われている。これにより、コンデンサ４およびダイオード５のリードフォーミング部１３２の電界を緩和することができる。また、導電性パターン１６の端部１３３における電界を緩和することができる。したがって、部品のリード９Ａ間における沿面方向の絶縁耐量と、部品のリード９Ｂ間における沿面方向の絶縁耐量と、導電性パターン１６の端部１３３における沿面方向の絶縁耐量とを向上させることができる。
実施の形態６．
次に、図３６から図４１を用いて実施の形態６について説明する。実施の形態６では、実施の形態３のステージ３１Ａに対し、実施の形態５と同様に高電界箇所を絶縁体（誘電体）で覆う。
実施の形態６では、高電圧部、且つ鋭角になりやすい部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ａを絶縁体で覆うことで高電界箇所の電界を緩和し、電圧発生装置１００を大型化させず、沿面絶縁耐量を向上させる。電気力線が密となる高電界箇所を誘電体で覆うと、誘電体によって電気力線の分布が変わり、電気力線の集中も密から疎となるので電界が緩和される。さらに、絶縁体が遮蔽物となることで放電候補となる２点間の放電も抑制される。
図３６は、実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージの構造を示す斜視図である。また、図３７は、実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージでの高電界箇所を説明するための図である。
図３６および図３７の各構成要素のうち実施の形態１から４で説明したステージ３１Ａ～３１Ｃと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。なお、実施の形態６でもステージ３１Ａ～３１Ｃは同様の構造であるため、ここではステージ３１Ａの構造について説明する。図３７では、実施の形態６にかかる電圧発生装置１００が備えるステージ３１ＡをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面構成を示している。
図３６では、１ステージ分の構造であるステージ３１Ａの構造を示している。図３７では、絶縁基板１０Ｂの一部（高電圧部１３１Ｄを含む領域）の断面構成を模式的に示している。図３６の例では、絶縁基板１０Ａ～１０Ｃに複数のコンデンサ４と、複数のダイオード５とが配置されている場合を示している。図３６において破線で囲われた部分は、ステージ３１Ａにおける高電圧部１３１Ａ～１３１Ｄである。
まず、鋭角の部分を覆う実施の形態６の誘電体の第１例について説明する。図３８は、実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第１の断面構成を示す図である。図３８では、図３７で説明した絶縁基板１０Ｂに第１例の誘電体を図示した絶縁基板１０Ｂｄの断面構成を示している。
絶縁基板１０Ｂｄでは、Ｌ型形状接合金具８０（図３８では図示せず）、コの字形状接合金具８１などの部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂが鋭角となる高電界箇所である。同様に、ステージ３１Ａが備える他の絶縁基板でも、部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂが鋭角となる高電界箇所である。部品接合用金具の外縁部は、部品接合用金具を構成する板状部材のうち、Ｚ軸方向に延びる板状部材の外縁部、Ｙ軸方向に延びる板状部材の外縁部などを含む全ての外縁部である。
部品接合用金具のうちコンデンサ４のリード９Ａに接続される部品接合用金具が第１の部品接合用金具である。部品接合用金具のうちダイオード５のリード９Ｂに接続される部品接合用金具が第２の部品接合用金具である。図３８では、リード９Ｂに接続される部品接合用金具としてコの字形状接合金具８１を図示しており、リード９Ａに接続される部品接合用金具の図示はしていない。実施の形態６の誘電体形成の第１例では、上述した鋭角の部分を覆うように、誘電体としての樹脂１３４Ｄが塗布される。図３８では、部品接合用金具の外縁部と、ナット８６Ｂとに対して別々に樹脂１３４Ｄが塗布された状態を示している。
図３９は、実施の形態６にかかる電圧発生装置を第１例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャートである。ここでは、樹脂１３４Ｄの形成処理手順について説明する。
部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂに樹脂１３４Ｄが形成される際には、部品接合用金具がナット８６Ｂによって絶縁基板１０上に固定される（ステップＳ３１０)。具体的には、絶縁基板１０に形成されたボルト通し穴８７および底面部８２に形成されたボルト通し穴８４Ｂに、ボルト８５Ｂが通され、絶縁基板１０の底面側からナット８６Ｂとボルト８５Ｂとが締結されることで、部品接合用金具が絶縁基板１０に固定される。
この後、部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂに、ディスペンサーを用いて樹脂１３４Ｄが塗布される（ステップＳ３１１）。これにより、部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂが誘電体である樹脂１３４Ｄで覆われる。
なお、ディスペンサーで塗布する樹脂１３４Ｄは、常温で固体であればよく、樹脂１３４Ｄとしては、例えば、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等があげられる。塗布される樹脂１３４Ｄは、部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂを覆っていればよく、樹脂１３４Ｄの厚みは薄くてもよい。
前述したディスペンサーを用いて樹脂１３４Ｄを塗布する方法は一例であり、例えば、樹脂スプレーによって樹脂１３４Ｄが吹きつけられてもよいし、樹脂テープが巻きつけられてもよい。また、部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂの両方に樹脂１３４Ｄが塗布されてもよいし、何れか一方のみに塗布されてもよい。
つぎに、鋭角の部分を覆う実施の形態６の誘電体の第２例について説明する。図４０は、実施の形態６にかかる電圧発生装置が備えるステージをＸＺ平面に平行な面で切断した場合の第２の断面構成を示す図である。図４０では、図３７で説明した絶縁基板１０Ｂに第２例の誘電体を図示した絶縁基板１０Ｂｅの断面構成を示している。
前述したように、ステージ３１Ａが備える絶縁基板（ここでは、絶縁基板１０Ｂｅ）では、部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂが鋭角となる高電界箇所である。実施の形態６の誘電体形成の第２例では、これらの鋭角の部分がまとめて覆われるように樹脂１３４Ｅが配置されている。
具体的には、絶縁基板１０Ｂｅのダイオード５に対しては、ダイオード５の部品接合用金具側の端部と、絶縁基板１０Ｂｅの部品接合用金具側の端部と、部品接合用金具と、ナット８６Ｂとがまとめて覆われるように樹脂１３４Ｅが配置されている。同様に、絶縁基板１０Ｂｅのコンデンサ４（図４０では図示せず）に対しても、ダイオード５の部品接合用金具側の端部と、絶縁基板１０Ｂｅの部品接合用金具側の端部と、部品接合用金具と、ナット８６Ｂとがまとめて覆われるように樹脂１３４Ｅが配置されている。これにより、鋭角である部品接合用金具の外縁部およびナット８６Ｂが樹脂１３４Ｅでモールドされる。
図４１は、実施の形態６にかかる電圧発生装置を第２例の誘電体を用いて作製する場合の作製手順を示すフローチャートである。ここでは、樹脂１３４Ｅの形成処理手順について説明する。
リードフォーミング部１３２および導電性パターン１６の端部１３３にまとめて樹脂１３４Ｅが形成される際には、コンデンサ４、ダイオード５、および部品接合用金具が絶縁基板１０上に実装される（ステップＳ３１２)。
具体的には、絶縁基板１０に形成されたボルト通し穴８７および底面部８２に形成されたボルト通し穴８４Ｂに、ボルト８５Ｂが通され、絶縁基板１０の底面側からナット８６Ｂとボルト８５Ｂとが締結されることで、コンデンサ４、ダイオード５、および部品接合用金具が電気的に接続される。
この後、部品接合用金具およびナット８６Ｂが、樹脂１３４Ｅでまとめてモールドされる（ステップＳ３１３)。
モールドに用いられる材料には、シリコン、エポキシ、ホットメルト接着剤であるポリアミド、ポリエステル等がある。モールド方法としては、例えば、低圧成型で絶縁基板１０または部品に対するダメージが低く、金型もアルミニウムで可能なホットメルト工法がある。ホットメルト工法では、コンデンサ４、ダイオード５、および部品接合用金具が絶縁基板１０に実装された後にモールドされる。
なお、図４０および図４１で説明したモールド方法は一例であり、モールド方法はこの一例に限定されるものではない。モールド方法としては、材料、金型、成型方法により様々な方法が適用可能である。すなわち、部品接合用金具とナット８６Ｂとを、樹脂１３４Ｅでまとめてモールドする処理は、高電界箇所を樹脂１３４Ｅなどの誘電体で覆うことが目的であり、何れのモールド条件が適用されても電界の緩和は可能である。
このように実施の形態６では、部品接合用金具およびナット８６Ｂが、樹脂１３４Ｄ，１３４Ｅの何れかで覆われている。これにより、部品接合用金具およびナット８６Ｂの電界を緩和することができる。したがって、部品接合用金具およびナット８６Ｂにおける沿面方向の絶縁耐量を向上させることができる。
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１ ＣＷ回路、２ インバータ回路、３Ａ，３Ｂ 昇圧トランス、４ コンデンサ、５，Ｄ１０１～Ｄ１１３，Ｄ２０１～Ｄ２１３，Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１～Ｄｂ４ ダイオード、６ 支柱、７ 底板、９Ａ，９Ｂ リード、１０，１０Ａ～１０Ｃ，１０Ｘ 絶縁基板、１０ａ 外縁部、１１ 入力部、１２ 出力部、１３ 最終出力部、１６ 導電性パターン、１７ スリット、１８ スリット端部、１９ 電極、２０ 誘電体層、２１ｘ，２１ｙ 空気層、２２ 部品接続部、２７ 分断領域、３０ 外周容器、３１Ａ～３１Ｃ，３１Ｘ ステージ、４１ はんだ、５０ 整流回路部、５１Ｘ，５１Ｙ 接続線、６０ 倍電圧昇圧回路部、６１～６４ 接続点、７０ 絶縁板、７１ スペーサ、７２，７６～７８，８５Ａ，８５Ｂ ボルト、７３ 固定棒、７４，７５ ボルト穴、８０ Ｌ型形状接合金具、８１ コの字形状接合金具、８２ 底面部、８３，８３Ａ 背面部、８３Ｂ 正面部、８４Ａ，８４Ｂ，８７ ボルト通し穴、８６Ａ，８６Ｂ ナット、１００ 電圧発生装置、１２０ スルーホール、１３１Ａ～１３１Ｄ 高電圧部、１３２ リードフォーミング部、１３３ 端部、１３４Ａ～１３４Ｅ 樹脂、Ｃ０１～Ｃ０７，Ｃａ，Ｃｂ１ 直流コンデンサ、Ｃ１１～Ｃ１６，Ｃ２１～Ｃ２６，Ｃｂ２，Ｃｂ３ 交流コンデンサ、Ｅ１，Ｅ２ 交流電源、Ｔ１～Ｔ３ 入力端子。

Claims (19)

  1. 絶縁基板に配置された複数のコンデンサおよび複数のダイオードで電圧を昇圧する昇圧回路であって、
    前記絶縁基板は、複数の基板部に分割されており、
    前記基板部の土台となる土台絶縁板を備え、
    前記基板部は、前記土台絶縁板に固定されており、
    前記コンデンサおよび前記ダイオードの少なくとも１つは、前記基板部間の絶縁層を跨いで前記基板部間に配置されている、
    ことを特徴とする昇圧回路。
  2. 絶縁基板に配置された複数のコンデンサおよび複数のダイオードで電圧を昇圧する昇圧回路であって、
    前記絶縁基板は、複数の基板部に分割されており、
    前記コンデンサおよび前記ダイオードの少なくとも１つは、前記基板部間の絶縁層を跨いで前記基板部間に配置されており、
    前記コンデンサおよび前記ダイオードは、導電性の部品接合用金具に、ボルトまたはナットで固定されている、
    ことを特徴とする昇圧回路。
  3. 絶縁基板に配置された複数のコンデンサおよび複数のダイオードで電圧を昇圧する昇圧回路であって、
    前記絶縁基板は、複数の基板部に分割されており、
    前記コンデンサおよび前記ダイオードの少なくとも１つは、前記基板部間の絶縁層を跨いで前記基板部間に配置されており、
    前記コンデンサから延びる第１のリードが折り曲げられて形成された第１のリードフォーミング部と、前記ダイオードから延びる第２のリードが折り曲げられて形成された第２のリードフォーミング部と、前記基板部に設けられて前記第１のリードまたは前記第２のリードが接続される導電性パターンの端部とのうちの少なくとも１つが、誘電体によって覆われている、
    ことを特徴とする昇圧回路。
  4. 絶縁基板に配置された複数のコンデンサおよび複数のダイオードで電圧を昇圧する昇圧回路であって、
    前記絶縁基板は、複数の基板部に分割されており、
    前記コンデンサおよび前記ダイオードの少なくとも１つは、前記基板部間の絶縁層を跨いで前記基板部間に配置されており、
    前記基板部に設けられて前記コンデンサから延びる第１のリードが接続される第１の部品接合用金具の外縁部と、前記基板部に設けられて前記ダイオードから延びる第２のリードが接続される第２の部品接合用金具の外縁部と、前記第１の部品接合用金具または前記第２の部品接合用金具を前記絶縁基板に固定するナットとのうちの少なくとも１つが、誘電体によって覆われている、
    ことを特徴とする昇圧回路。
  5. 前記基板部は、隣り合う前記基板部間で前記土台絶縁板からの高さが異なる位置に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
  6. 前記基板部の土台となる土台絶縁板を備え、
    前記基板部は、隣り合う前記基板部間で前記土台絶縁板からの高さが異なる位置に配置されている、
    ことを特徴とする請求項２から４の何れか１つに記載の昇圧回路。
  7. 前記基板部は、前記土台絶縁板上にスペーサを介して固定され、
    前記土台絶縁板は、支柱に固定されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
  8. 前記基板部の土台となる土台絶縁板を備え、
    前記基板部は、前記土台絶縁板上にスペーサを介して固定され、
    前記土台絶縁板は、支柱に固定されている、
    ことを特徴とする請求項２から４の何れか１つに記載の昇圧回路。
  9. 前記土台絶縁板は、前記土台絶縁板の上面から見た場合に、前記土台絶縁板の中央領域に開口部が設けられた環状である、
    ことを特徴とする請求項５から８の何れか１つに記載の昇圧回路。
  10. 前記土台絶縁板は、前記土台絶縁板の上面から見た場合に、外周部が矩形をなすとともに前記開口部が矩形状をなす矩形環状である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の昇圧回路。
  11. 前記コンデンサおよび前記ダイオードに接続されたそれぞれのリードは、前記基板部の方向に折り曲げられて前記基板部に設けられたスルーホールに通され、前記スルーホールの開口部の周りに設けられた導電性パターンにはんだ付けされている、
    ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１つに記載の昇圧回路。
  12. 前記コンデンサおよび前記ダイオードは、導電性のＬ型形状の接合金具であるＬ型形状接合金具およびコの字形状接合金具の少なくとも一方に、ボルトまたはナットで固定されている、
    ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１つに記載の昇圧回路。
  13. 前記コンデンサおよび前記ダイオードは、コッククロフトウォルトン回路を構成する部品である、
    ことを特徴とする請求項１から１２の何れか１つに記載の昇圧回路。
  14. 前記絶縁層は、ガスであり、前記ガスは、空気、ドライエアー、窒素、水素、または六フッ化水素である、
    ことを特徴とする請求項１から１３の何れか１つに記載の昇圧回路。
  15. 前記土台絶縁板は、前記土台絶縁板の上面から見た場合に、外周部が、八角形、または矩形の角部が丸められた形状である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の昇圧回路。
  16. 前記土台絶縁板は、前記土台絶縁板の上面から見た場合に、前記開口部が、八角形、矩形の角部が丸められた形状、または楕円形状である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の昇圧回路。
  17. 前記コンデンサから延びる第１のリードが折り曲げられて形成された第１のリードフォーミング部と、前記ダイオードから延びる第２のリードが折り曲げられて形成された第２のリードフォーミング部と、前記基板部に設けられて前記第１のリードまたは前記第２のリードが接続される導電性パターンの端部とのうちの少なくとも１つが、誘電体によって覆われている、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧回路。
  18. 前記基板部に設けられて前記コンデンサから延びる第１のリードが接続される第１の部品接合用金具の外縁部と、前記基板部に設けられて前記ダイオードから延びる第２のリードが接続される第２の部品接合用金具の外縁部と、前記第１の部品接合用金具または前記第２の部品接合用金具を前記絶縁基板に固定するナットとのうちの少なくとも１つが、誘電体によって覆われている、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧回路。
  19. 交流電圧を発生させるインバータ回路と、
    前記インバータ回路からの出力電圧を昇圧する昇圧トランスと、
    前記昇圧トランスからの出力電圧を昇圧する請求項１から１８の何れか１つに記載の昇圧回路と、を備える、
    ことを特徴とする電圧発生装置。
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