JPS5927181B2 - 電圧増倍器およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直列接続された複数個のダイオードと、隣接
するダイオードの各対の両端に接続された複数個のコン
デンサとを具える電圧増倍器に関するものである。

斯様な増倍器は通常コツクロフトーウオルトン（ Ｃｏ
ｃｋｒｏｆｔ−Ｗａｌｔｏｎ）型の増倍器と称されてい
る。

その理由は、Ｊ、Ｄ、Ｃｏｃｋｒｏｆｔ及びＥ、Ｔ、Ｓ
。Ｗａｌｔｏｎ著″高速陽イオンの実験−（１）高速陽
イオンを得る方法における改良″１９３２年Ｐｒｏｃ・
Ｒｏｙ、Ｓｏｃ（ロンドン）第１３６巻、第６１９〜６
３０頁に斯様な電圧増倍器が最初に記載されたからであ
る。また、本発明は斯様な電圧増倍器を製造する方法に
関するものでもある。

斯種の電圧増倍器は、現今、例えばテレビジヨン受像機
の受像管の最終陽極に超高電圧（ＥＨＴ）を印加するた
めに用いられており、また或る場合には受像管の焦点合
せ用陽極に一層低い電圧を印加するためにも用いられて
いる。

斯様の増倍器の作動を考えると、これらのコンデンサは
第１および第２グループに分割されたものと見なすこと
ができる。

即ち、この第１グループは、積分または蓄積コンデンサ
として作動する第２のグループのコンデンサに入力電圧
パルスを分配するものである。従つて第１グループのコ
ンデンサを一般に交流作動コンデンサと呼び、第２グル
ープのものを直流作動コンデンサと呼ぶ〇米国特許明細
書第３，９２７，３６５号には、これら２つのグループ
のコンデンサが各々の巻回ロール中に巻込まれていると
共に、これら巻回ロールがそれらの軸が互いに平行にな
る様にユニツトの内に設けられている例が開示されてい
る。そしてこれら巻回ロールから出ている口出線にダイ
オードが接続されている。本発明の目的は、既知の増倍
器より廉価に製造することが出来る前述のタイプの電圧
増倍器を提供することである。

本発明電圧増倍器は、直列接続した複数個のダイオード
と、隣接するダイオードの各対の両端間に接続した複数
個のコンデンサとを具え、前記コンデンサを２個の別個
のコンデンサ巻回ロール中に配列し、前記ロールを、そ
れらの軸を整列して並設し、前記ダイオードのリード線
を前記コンデンサロールから前記ダイオードへの引出し
リード線として用いたことを特徴とするものである。

本発明においては２個の巻回ロールを同軸状に並設する
ことによつて、コンパクトなユニツト本体が得られ、ま
た、ダイオードのリード線をコンデンサ電極からの口出
し線として使用できるので従つて相互接続線を別個に必
要が無くなる。本発明の好適実施例によれば、２個のコ
ンデンサ巻回ロールを共通の巻型上に設ける。これによ
つて剛固なユニツトが得られるのみならず、増倍器全体
の構成を簡素にすることができる。また直列接続した複
数個のダイオードおよび隣接する各対のダイオードの両
端に接続した複数個のコンデンサを具える本発明の電圧
増倍器の製造方法においては、コンデンサを共通軸上の
２個の巻回ロール中に並設して巻回する工程と、巻回過
程中の適当な各々のポイントにおいて各々のダイオード
をそれのリード線が２個のグループの各々に存在するコ
ンデンサ電極に接触する様に順次配列する工程とを有す
ることを特徴とするものである。

この方法によれば、２個のグループが同時に巻回され、
ダイオードのリード線が適当な位置において巻回ロール
中に簡単に挿入される様になる。

このようにすることによつて製造方法は簡単となる。コ
ンデンサ電極と接触する部分のダイオードのリード線を
例えばプレス加工によつて平らにして、これらの間の接
触面積を増大させることができる。その代りに各金属箔
を最初に各ダイオードのリード線に溶接することによつ
て、大きな接触面積を得ることが出来る。熱収縮性の熱
可塑性誘電体材料を各々のコンデンサグループに用いる
ことが望ましく、２個のグループを巻回過程が完成した
時に熱収縮させる。

このことによつて巻回したコンデンサを安定させるだけ
でなく、ダイオードのリード線を各々の巻回ロールの順
次の巻回間に強く係止することもできる。２個のコンデ
ンサグループを各々の巻型に巻回することもできるが、
共通の巻型に巻回する方が望ましいものである。

この共通の巻型に巻回することによる利点は、２個の巻
回グループを自動的に軸上に整列出来ることであり、更
に、巻回機にセツトする時の手作業の工程数が少なくな
ることである。以下図面につき本発明を詳細に説明する
。

第１図は、直列接続した６個のダイオードＤ１〜Ｄ６お
よび５個のコンデンサＣ１〜Ｃ５を具える既知の三倍電
圧増倍器を示す。

これらコンデンサＣ，〜Ｃ５は、各々のコンデンサが隣
接するダイオードの各対の両端に接続される様に配置さ
れている。第１の入力端子１Ｐ１をダイオードＤｌ，Ｄ
２の接続点およびコンデンサＣ１に接続する。第２の入
力端子Ｐ２をダイオードＤ１およびコンデンサＣ３の接
続点に接続する。第１の出力端子０Ｐ１をダイオードＤ
６とコンデンサＣ５との接続点に接続し、第２の選択出
力端子０Ｐ２をダイオードＤ２，Ｄ３の接続点とコンデ
ンサＣ３，Ｃ４に接続し、この選択出力端子を破線で示
す。第１図から明らかな様に、コンデンサＣ１〜Ｃ５を
、直列接続したコンデンサＣｌ，Ｃ２を有する第１のグ
ループおよび、直列接続したコンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ
５を有する第２のグループとして構成する。

この電圧増倍器の作動において、入力端子１Ｐ１には端
子１Ｐ２（本例では接地されている）に対して正に向う
パルスが現われるものとする。

端子Ｐ１に連続する正のパルスが供給され、このパルス
が端子Ｐ２に対してピーク電圧レベルＶを有する場合、
電圧Ｖに極めて近い電圧がダイオードＤ２を介してコン
デンサＣ３両端間に発生する。従つて、ダイオードＤ３
を介してコンデンサＣ１の両端間に電圧Ｖが現われる様
になり、その結果として端子Ｐ１に入力パルスが存在し
ない時、コンデンサＣ１とＣ２の接続点における電圧は
およそ＋Ｖである。端子Ｐ１の電圧が各々の入力パルス
中に＋Ｖまで上昇する場合、コンデンサＣｌ，Ｃ２の接
続点の電圧は約＋２Ｖまで上昇する。この電圧は、コン
デンサＣ４の両端の電圧がおよそＶに等しい電圧となる
まで、ダイオードＤ４を介してコンデンサＣ４を充電す
る。従つて、コンデンサＣ４，Ｃ５の接続点の電圧は、
端子Ｐ２の電圧（接地電位）に対しておよそ＋２Ｖに確
実に上昇すると共に、ダイオードＤ５を介して電圧Ｖが
コンデンサＣ２のターミナルの両端間に発生する。すで
に説明した様に、各々の入力パルスによつて、コンデン
サＣｌ，Ｃ２の接続点の電位は＋２Ｖまで上昇すると共
に、従つて、ダイオードＤ５，Ｄ６の電位はおよそ＋３
Ｖまで上昇する。その結果、コンデンサＣ５はダイオー
ドＤ６を介して充電されるので、その両端間の電位はＶ
に向つて上昇する。コンデンサＣ３，Ｃ４およびＣ５の
各々の電圧力坪均的直流電圧値Ｖとなるので、端子０Ｐ
１の電圧は＋３Ｖに近づく、即ち、入力端子１Ｐ１の入
力パルスのピークレベルＶの３倍となる。回路中におけ
る種々の損失と、出力端子０Ｐ１を介して流れる出力電
流のために、出力端子０Ｐ１における電圧は勿論人力電
圧のピークの３倍より少ないものである。選択出力端子
０Ｐ２に現われる電圧＋Ｖは、映出管の焦点合せアノー
ドに必要な低電圧を供給するために用いられるものであ
る。前述した作動かられかる様に、コンデンサＣ，およ
びＣ２によつて交流作動（パルス送給）用コンデンサを
構成し、コンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ５によつて直流作動
（蓄積作動）用コンデンサを構成することがわかる。

第１図に示す回路を、素子Ｃ２，Ｃ５，Ｄ５およびＤ６
を取り除くと共に出力端子０Ｐ１をダイオードＤ４のカ
ソードに接続することによつて倍電圧回路に変換するこ
とができる。この場合、交流作動用コンデンサはコンデ
ンサＣ１のみである。これらコンデンサ、ダイオードの
段数を増加することによつて、更に倍数の大きな増倍器
を得ることが可能である。この場合、各段は素子Ｃ２，
Ｃ５，Ｄ６で構成されるものと同じものである。本発明
によれば、交流作動用コンデンサＣｌ，Ｃ２のグループ
を第１のコンデンサ巻回ロールとして巻設すると共に、
直流作動用コンデンサＣ３，Ｃ４，Ｃ５のグループを第
２のコンデンサ巻回ロールとして巻設し、これら２つの
ロールをそれの軸を整列して配置させると共に、ダイオ
ードを２つのロールの間に配置する様にする。

第２図はコンデンサの２つのグループを巻設する方法を
線図的に示すものである。誘電体フイルムから成る２個
の連続するストリツプ１０，１１の遊端（このストリツ
プは図示しないそれぞれのフイルムリールから供給され
ている）を、巻回機の巻心Ｍ上に供給し、例えばフイル
ム係合スロツトによつて係止する。更に、誘電体フイル
ムから成る２個の連続するストリツプ８，９の遊端を巻
心Ｍ上に同様に供給する。巻心ＭおよびＭを同軸状に配
列するか、または単一の巻心の一部分とすることができ
る。

ストリツプ８，９および１０，１１の対をこれらの間に
十分な間隔を設ける様にして並行させ、次の巻回作業中
に用いるダイオードＤ１〜Ｄ６を適当に設ける。次に、
巻心Ｍ，ＩＶを矢印の方向に数回廻わしてそれの上にス
トリツプを係止すると共に、絶縁層を設ける。アルミニ
ウム箔より成るストリツプ１の遊端をフイルム１０と１
１との間のロール中に供給すると共に、アルミニウム箔
より成るストリツプ２の遊端をフイルム１０の下のロー
ル中に供給する。同様にアルミニウム箔のストリツプ４
，５を第２図で示す様に他のロール中に供給する。次に
ストリツプ１と４とがそれぞれのロール上に十分な長さ
だけ巻き付けられるまで巻心を回転して、アルミ箔スト
リツプ１，２およびストリツプ４，５問にコンデンサＣ
１とＣ３とに必要な容量をそれぞれ形成する。次にスト
リツプ１および４を各々の供給リールから破つたり切断
したりすると共に、巻心を再び回転する。最初にストリ
ツプ４を供給した供給リールからの箔ストリツプを再び
巻線ロール中に供給し、この場合このストリツプは箔ス
トリツプ６として作用する。箔５および６の間に十分な
重なり部分が存在ｒる様になるまで巻心を再び巻くこと
によつて、コンデンサＣ４に必要な容量値を形成する。
そして箔５をその供給リールから切断すると共に、巻心
を基び巻く。ストリツプ１および５を供給した供給リー
ルからの箔（この場合、箔ストリツプ３，７として作用
する）の遊端を再び巻回ロール中に導入すると共に、コ
ンデンサＣ２およびＣ５に必要な容量値を与えるために
、箔２，３および６，７間に十分な重なり部分が形成さ
れる様になるまで巻心を再び巻く。次に箔２，３，６お
よび７を各々の供給リールから切断すると共に、巻心を
再び数回巻いて、各々の巻回ロール上に数層のフイルム
外側層を形成する。次にフイルムストリツプ８，９，１
０，１１をそれらの供給リールから切断すると共に、最
外周のフイルム層を所定位置に例えば接着ストリツプま
たはそれ自身の接着または好適には局部加熱によつて封
着させる。コンデンサの２個のグループの巻いたものの
中に、ダイオードＤ１〜Ｄ６が適当な場所に挿入され、
各々のダイオードにはこれら２個の巻ロールの各各の箔
ストリツプに接触する２本のリード線が設けられている
。

各々のダイオード線とそれに対応する箔ストリツプとの
間の接触面積を増大させるために、ダイオード線の遊端
をハンマーで打ち延したり、プレス加工して平らにして
、鋤状ターミナルを形成する。これの代りに、又は追加
的に金属箔の小片を前以つてダイオード線の遊端に溶接
して接触面積を増大することも出来る。また、端子１Ｐ
１，Ｐ２，０Ｐ１および０Ｐ２の口出しリード線も巻き
込み過程中、適当な点に設けることができる。好適には
巻心Ｍ，Ｍを一緒に回転させる方が良いが、必ずしも必
要なことではない。

２個の巻心を単独に回転駆動させることによつて、作業
者は各々のロールに適当な電極が露出する処まで２個の
巻回ロールの各々を別個に作業を進めることができる。

その結果として、ダイオードをこれら２個の電極間に配
置し、以後の回転によつて所定場所に保持することがで
きる。この方法によれば材料の使用量を最小限度に抑え
ることができる。しかし乍ら、巻心Ｍ，ＩＶを予じめ決
定されたプログラムに従つて一緒に駆動することが望ま
しいものであることがわかつた。その理由は、材料費が
極く僅か上昇するが、労賃を相当程度減少できるからで
ある。斯様なプログラムは例えば以下の製造ラインに沿
つて作業開始するものである。１ フイルム８，９，１
０，１１を巻心に挿入する。

上述した方法で形成した完成ユニツトの巻回ロールが巻
かれなく、箔およびフイルムストリツプが分離している
ならば、それの展開図は第３図に示した様なものである
但し、（寸法は正しいものでない）。

第３図において、第１図および第２図の素子と同一のも
のには同一番号を付した。ダイオードの遊端および口出
線を１２および１３で示した手段によつて平らにして、
鋤状接点を形成する。口出線１４，１５，１６および１
７はそれぞれ第１図の素子１Ｐ２，０Ｐ１および０Ｐ１
へのリード線に相等するものである。第１図に示したコ
ンデンサＣｌ，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５およびＣ６を、
各々の箔の対１，２：２，３：４，５：，５，６および
６，７の重なつている領域によつて第２，３図中に形成
する。第２，３図においては、金属箔を単一のフイルム
ストリツプ８，９，１０および１１で表わされた誘電体
材料によつて分離している。

実際においては、これらフイルムストリツプは、少なく
共１枚のポリエステルフイルムおよび少なく共１枚のポ
リスチレンフイルムを有する合成フイルムであることが
好ましい。斯様な合成フイルムは通常コンデンサの製造
に用いられるものであり、例えば２枚のポリスチレンフ
イルム間に１枚または２枚のポリエステルフイルムを有
するかまたはこの逆の組み合せを有するものである。少
なく共１枚の誘電体フイルムを熱収縮性ストリツプ形状
のものにすることが好ましい。

巻込み過程が完了し、ユニツトを巻回機から取り外した
時、このユニツトを誘電体フイルムが収縮する温度まで
加熱する。この収縮が起るのは前以つて加えた応力が解
除されるためである。この収縮によつてダイオードのリ
ード線およびユニツトの口出し線が巻層間に極めて強力
に締め付けられる。そのために、リード線および箔間に
良好な接触状態が達成されると共にユニツトへの機械的
弾性力が大きなものとなる。次にユニツト全体を例えば
エポキシ樹脂製の絶縁材料で包囲収納する。上述した実
施例はコンデンサ巻回ロールを有するゞ自已支持型〃ま
たはゞ巻型なし型７のものであつた。

勿論、これらのロールを共通の巻型または独立の巻型上
に巻設することも可能である。この巻型を２個の巻回ロ
ール間にフランジと共に設ける場合、スロツトをこのフ
ランジに設ける必要があるので、整流器をこれらスロツ
トを介してそれぞれの箔を横切つて配置することができ
る。第４図は本発明による電圧増倍器を示し、この増倍
器は共通の軸上に並べて配置したコンデンサ巻回ロール
２１，２２およびこれら巻回ロール間に配置したダイオ
ードＤ１〜Ｄ６を有している。口ール２１はコンデンサ
Ｃｌ，Ｃ２を有し、ロール２２はコンデンサＣ３，Ｃ４
，Ｃ５を有するものである。図示したロール２１，２２
はそれぞれの巻型２３，２４上に巻設されており、これ
ら巻型は円筒部材２５の部分を構成し、ダイオードおよ
びコンデンサ間の接続を破線で表わす。本発明は上述し
た例のみに限られず幾多の変更を加えることができる。

例えば、２個のグループの各々に存在するコンデンサを
直列に接続する代りに並列に接続する前述した型の電圧
増倍器が考えられる。これは金属箔ストリツプ電極の配
置を適当に設けることができる。また、ダイオードＤ１
を省略することが可能である。他の回路においては共通
のリード線によりダイオードＤ１とコンデンサＣ３への
接続を行なつたが、これを独立のリード線で行なうこと
もできる。また、他の増倍率、例えば２倍、４倍等のも
のが本発明の方法を用いて製造出来ることは明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は既知のコツクロフトーウエルトン型の電圧増倍
器の回路図、第２図は第１図の増倍器のコンデンサ巻回
ロールの製造方法を表わす線図、第３図は本発明による
増倍器の素子の相互配列を表わす展開図、第４図は本発
明による電圧増倍器の完成体を表わす線図である。 ＩＰｌ，Ｐ２・・・・・・入力端子、０Ｐ１，０Ｐ２・
・・・・・出力端子、Ｃ１〜Ｃ５・・・・・・コンデン
サ、Ｄ，〜Ｄ６・・・・・・ダイオード、Ｍ，ＩＶ・・
・・・・巻心、１〜７・・・・・・アルミニウム箔スト
リツプ、８〜１１・・・・・・誘電体フイルム、２１〜
２２・・・・・・巻回ロール、２３〜２４・・・・・・
巻型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直列接続した複数個のダイオードと、隣接するダイ
   オードの各対の両端間に接続した複数個のコンデンサと
   を具え、前記コンデンサを２個の別個のコンデンサ巻回
   ロール中に配列し、前記ロールを、それらの軸を整列し
   て並設し、前記ダイオードのリード線を前記コンデンサ
   ロールから前記ダイオードへの引出しリード線として用
   いたことを特徴とする電圧増倍器。 ２ 特許請求の範囲１記載の電圧増倍器において、前記
   ２個の巻回ロールを共通の巻型上に配置したことを特徴
   とする電圧増倍器。 ３ 特許請求の範囲１または２記載の電圧増倍器におい
   て、前記コンデンサ巻回ロールに使用する誘電体材料を
   少なく共１枚のポリスチレンフィルムおよび少なく共１
   枚のポリエステルフィルムとしたことを特徴とする電圧
   増倍器。 ４ 特許請求の範囲１〜３のいずれかに記載の電圧増倍
   器において、前記電圧増倍器をエポキシ樹脂製のカプセ
   ル中に収納したことを特徴とする電圧増倍器。 ５ 直列接続した複数個のダイオードと、隣接するダイ
   オードの各対の両端間に接続した複数個のコンデンサと
   を具える電圧増倍器を製造するに当たり、前記コンデン
   サを共通軸上に並設した２個の巻回ロール中に巻回し、
   巻回過程中の適当な段階において、前記ダイオードの各
   々をそれのリード線が前記２個の巻回ロールの各々に存
   在するコンデンサ電極と接触する様に順次配列すること
   を特徴とする電圧増倍器の製造方法。 ６ 特許請求の範囲５記載の製造方法において、前記２
   個のコンデンサロールの巻回を同時に行なうことを特徴
   とする電圧増倍器の製造方法。 ７ コンデンサの誘電体が熱収縮性フィルム形態で巻回
   される特許請求の範囲５または６記載の電圧増倍器の製
   造方法において、前記フィルムを収縮するために巻回ア
   ッセンブリを加熱する工程を設けたことを特徴とする電
   圧増倍器の製造方法。 ８ 特許請求の範囲５または６記載の製造方法において
   、前記コンデンサ用の誘電体材料を少なく共１枚のポリ
   エステルフィルムおよび少なく共１枚のポリスチレンフ
   ィルムとすることを特徴とする電圧増倍器の製造方法。