JP2004273360A - 高電圧ソケット及びそれを用いたｘ線管装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｘ線管装置の使用時にＸ線管容器内の絶縁油中で発生する放電を防止し、かつ高強度を保持する高電圧ソケットを提供する。
【解決手段】高電圧ソケット１３２はソケット本体１４２とリード結合部１４０とから成る。ソケット本体１４２は３個の端子１５０と、この端子１５０を埋め込んだ円筒状のソケット絶縁筒１４４を有する。リード結合部１４０は３本の陰極リード線１３６とこれを端子１５０の外面側の面に固定する頭の丸い丸小ねじ１５２を有する。ソケット絶縁筒１４４は周方向の一部に開口部１５６を有する円筒状のリード結合部カバー１４８を備えている。陰極リード線１３６がその平板状のリード端末１６２で端子１５０に結合され、開口部１５６より横方向に引き出された後、リード結合部カバー１４８の内側に絶縁物（樹脂）１５８が充填される。このような構成により、高電圧ソケットのリード結合部及びリード線の電界が緩和される。
【選択図】 図１
【解決手段】高電圧ソケット１３２はソケット本体１４２とリード結合部１４０とから成る。ソケット本体１４２は３個の端子１５０と、この端子１５０を埋め込んだ円筒状のソケット絶縁筒１４４を有する。リード結合部１４０は３本の陰極リード線１３６とこれを端子１５０の外面側の面に固定する頭の丸い丸小ねじ１５２を有する。ソケット絶縁筒１４４は周方向の一部に開口部１５６を有する円筒状のリード結合部カバー１４８を備えている。陰極リード線１３６がその平板状のリード端末１６２で端子１５０に結合され、開口部１５６より横方向に引き出された後、リード結合部カバー１４８の内側に絶縁物（樹脂）１５８が充填される。このような構成により、高電圧ソケットのリード結合部及びリード線の電界が緩和される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用Ｘ線管装置などに使用される高電圧ソケットに係り、特に医用Ｘ線管装置などが１００ｋＶ〜１５０ｋＶの高電圧下で使用される場合において放電などの発生がなく安定した性能を発揮することができる高電圧ソケットの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医用Ｘ線装置などにおいて、医用Ｘ線管装置（以下、Ｘ線管装置という）と医用Ｘ線高電圧装置（以下、Ｘ線高電圧装置という）との間で高電圧回路を接続する場合には、通常両端末に高電圧プラグを備えた高電圧ケーブルと、Ｘ線管装置及びＸ線高電圧装置に取り付けられ、前記高電圧プラグとの嵌合部を備えた高電圧ソケットを用いて行われる。このため、機器の互換性などを考慮して、高電圧ソケットと高電圧プラグに関しては、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ４７３１（医用Ｘ線装置用高電圧プラグ及びソケット）に種類や構造などが規定されている。特に、構造については、高電圧ケーブルの共用に鑑み、高電圧プラグと高電圧ソケットとの嵌合部の寸法が細かく規定されている。しかし、高電圧ソケットの外側の形状、寸法などについては、取り付けられる装置との関連性があるため、参考寸法などが記載されているのみで、特に規定はされていない。
【０００３】
図９及び図１０に従来のＸ線管装置の一例の構造を示す断面図を、図１０に従来の高電圧ソケットの第一の例の構造図を、それぞれ示す。図９において、Ｘ線管装置１０のＸ線管容器１２内に回転陽極Ｘ線管（以下、Ｘ線管と略称する）１４が絶縁油１６に浸漬されて内包されている。Ｘ線管１２は、Ｘ線を発生するターゲット円盤２０を備えた回転陽極（以下、単に陽極と呼ぶ場合もある）１８と、電子ビームを発生する陰極２２と、回転陽極１８と陰極２０と絶縁支持し、真空気密に内包する外囲器２４とを備えている。また、Ｘ線管１２は、陽極端２６を陽極側支持体２８により、外囲器２４の陰極側外周を陰極側支持体３０により、それぞれＸ線管容器１２の内壁に絶縁支持されている。Ｘ線管１４の回転陽極１８のロータ３２の外周部には、回転陽極１８を回転駆動するためのステータ３４が配置され、このステータ３４はＸ線管容器１２の内壁にステータ支持体３６により支持されている。また、Ｘ線管１４の外囲器２４の最大径部２４ａのターゲット円盤２０の近傍に管球Ｘ線放射窓３８が取り付けられている。
【０００４】
Ｘ線管容器１２はほぼ円筒状をしていて、金属材料から成り、円筒の内面には鉛板などを貼り、防Ｘ線、防電撃構造をとっている。Ｘ線管容器１２の円筒長手方向の両端部に近い位置に２個の高電圧ソケット（４４、４６）を取り付けるための２個のソケット取付部（４０、４２）が設けられている。陰極側ソケット取付部４０には陰極側高電圧ソケット４４が、陽極側ソケット取付部４２には陽極側高電圧ソケット４６がそれぞれ取り付けられている。また、Ｘ線管容器１２の円筒長手方向の中央部には、容器Ｘ線放射窓４８を取り付ける放射窓部５０が設けられている。Ｘ線管１４は、この放射窓部５０の中心位置とＸ線管１４のターゲット円盤２０上に形成される焦点５２の位置が一致するようにＸ線管容器１２内に固定される。
【０００５】
Ｘ線管装置１０の高電圧ソケット４４、４６には、外部のＸ線高電圧装置から高電圧ケーブル（図示せず）を経由して高電圧が供給される。この高電圧はＸ線管１４の陽極１８と陰極２２との間に印加され、Ｘ線を発生するために利用されるが、陽極側高電圧ソケット４６には正電位の高電圧が、陰極側高電圧ソケット４４には負電位の高電圧がそれぞれ印加される。更に、陰極側高電圧ソケット４４には、Ｘ線管１４の陰極２２での電子発生のために利用されるフィラメント加熱電圧もＸ線高電圧装置から供給される。このため、陽極側高電圧ソケット４６と陰極側高電圧ソケット４４とでは、端子の接続や構造が異なるのが通例である。
【０００６】
Ｘ線管１４の陰極２２は、熱電子の放出源となるフィラメント５４と、フィラメント５４を収容する集束電極５６と、集束電極５６を保持するホルダー５８と、ホルダー５８を支持するステム６０などを備えている。フィラメント５４はタングステン線などをコイル状に巻いたものが多く用いられ、これをフィラメント加熱電圧にて加熱することにより熱電子を放出する。集束電極５６はフィラメント５４を収容する電子集束溝を備え、高電圧印加時にこの電子集束溝およびその周辺に形成される電位分布によってフィラメント５４から放出された熱電子を集束して、陽極１８のターゲット円盤２０上に必要な焦点５２を形成している。Ｘ線管１４では通常２種類の寸法の異なる焦点（大きい寸法のものを大焦点、小さい寸法のものを小焦点という）を有しているため、陰極２２は２個のフィラメント５４と、２個の電子集束溝を設けた集束電極５６を備えている。ホルダー５８は、集束電極５６を支持する部分を有する板状体と、ステム６０の先端部を覆う円筒部とから成り、主として金属材料で形成されている。ステム６０は主要部分がガラスなどの絶縁物から成り、その中心軸近傍に複数本のステムリード６２が通常環状に埋め込まれている。ステム６０の外周は外囲器２４の陰極側と結合されている。ステム６０のリード線６２はフィラメント５４及び集束電極５６へのフィラメント加熱電圧及び陰極電位の供給と、ホルダー５８の支持に使用されている。
【０００７】
Ｘ線管１４と高電圧ソケット４４、４６の端子との間の高電圧の接続はリード線６４、６６によって行われている。陽極リード線６６が１本であるのに対し、陰極リード線６４の本数はＸ線管１４の陰極２２の構造の違い、すなわちフィラメント５４の数の違いや電極構造の違い（グリッド電極を有するか否か）などによって異なり、２〜４本となっている。２極管構造のものでは、単一焦点の場合には２本、二焦点の場合には３本となるが、３極管構造のものではグリッド電極の分として更に１本増加する。現状では、２極管構造で二焦点のものが多いので、３本のものが多い。これに対応して、陰極側高電圧ソケット４４も３端子のものが多く用いられている。
【０００８】
図１０は、図９のＢ−Ｂ’断面図で、陰極側高電圧ソケット４４のＸ線管容器１２への取付構造と陰極リード線６４の配線状況を説明するために示したものである。図１１は、前述の如く、従来の陰極側高電圧ソケットの第一の例の構造を示したもので、図９及び図１０のＸ線管装置１０にはこのような構造の陰極側高電圧ソケットが使用されている。図１０において、陰極側ソケット取付部４０は大略円筒形状をしており、Ｘ線管容器１２の中心軸方向に対し直交する方向に、中心軸から離れた位置に設けられており、円筒の一端には開口部６８を有する。この開口部６８に陰極側高電圧ソケット４４のフランジ部７０がパッキンなどを介して油密に固定される。陰極側高電圧ソケット４４は陰極リード線６４と結合するための端子７２を備え、その先端のリード結合部７４において陰極リード線６４の一端と端子７２が接続されている。図示のものでは、Ｘ線管１４が二焦点を有するため、陰極リード線６４は３本あり、それぞれ大焦点フィラメント用、小焦点フィラメント用、両焦点共通用となる。陰極リード線６４の他端にはステム６０のステムリード線６２が嵌合する金属チューブなどが取り付けられ、その金属チューブなどがステムリード線６２と結合される。
【０００９】
次に、図１１を用いて、従来の陰極側高電圧ソケットの構造について説明する。図１１において、陰極側高電圧ソケット４４は、ソケット本体７６とリード結合部７４とから成る。また、ソケット本体７６はソケット絶縁筒７７と高電圧接続のための端子７２とから成る。ソケット絶縁筒７７は図示の如く大略底の付いた円筒形状をしており、円筒部７８と底部８０とフランジ部７０と中空部８２とから成る。このソケット絶縁筒７７の中空部８２に高電圧ケーブルの先端に取り付けられた高電圧プラグ（以下、プラグと略称する場合もある）が挿入される。ソケット絶縁筒７７は高い絶縁性能を要求されるため、充填材の入ったエポキシ樹脂などの絶縁物を成型して作られている。底部８０には高電圧接続のための端子７２が複数個取り付けられている。この端子７２は導電性の良い金属材料から成り、中空部８２側の端面には高電圧ケーブルのプラグの接触子が嵌合する穴８４を有し、外側に突出した部分にはＸ線管１４の陰極２２に給電するための陰極リード線６４を接続するリード接続部８６を有する。更に端子７２は、それをソケット絶縁筒７７の底部８０に取り付けるためのねじ部８８なども備えている。端子７２は、リード結合部７４の側で、そのねじ部８８とナット９０によって、ソケット絶縁筒７７の底部８０に固定されている。端子７２の部分の油密は底部８０との間にパッキン（図示せず）などを挿入して行っている。
【００１０】
陰極側高電圧ソケット４４のリード結合部７４においては、端子７２の先端のリード接続部８６にて陰極リード線６４が半田付けなどにより結合されている。半田付けをする場合には端子７２の先端に設けた穴に陰極リード線６４の銅線の一端を挿入して、半田付けしている。また、ソケット絶縁筒７７のフランジ部７０の内側にはキー溝９２が設けられており、このキー溝９２と高電圧ケーブルのプラグに設けられているキー凸部とを嵌合させることにより、陰極側高電圧ソケット４４の３個の端子７２と高電圧ケーブルのプラグの３個の接触子との位置合わせが行われている。ここで、ソケット本体７６の３個の端子７２は円筒部７８の中心軸を中心にして円周上に１２０度間隔で配置されており、キー溝９２の方向に両焦点共通用のリード線に結合される端子（以下、共通リード端子という）が位置する。
【００１１】
陽極側高電圧ソケット４６と陽極側ソケット取付部４２についても、陰極側高電圧ソケット４４と陰極側ソケット取付部４０とほぼ同じ構造をしているが、陽極側高電圧ソケット４６ではリード結合部にて接続される陽極リード線６６が１本である点で異なる。このため、陽極側高電圧ソケット４６では、図１２に示す如く、リード結合部７４において、ソケット本体７６の３個の端子７２を同電位にするために円板状の導通板９４が用いられており、その導通板９４をソケット本体７６の底部８０の上面に配置して３個のナット９０で固定している。陽極リード線６６との接続は１個の端子７２の先端でのみ接続されている。導通板９４はアルミニウムやめっきを施した鉄鋼などの板材で作られており、３個の端子７２のねじ部８８を通すための穴が設けられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｘ線管装置は高出力化が求められており、Ｘ線管装置が大型化される傾向にある。しかし、Ｘ線管装置はＸ線ＣＴ装置などに搭載されるため、その大型化も最小限に抑える必要があり、Ｘ線管容器の外形を小さくする必要がある。そのため、Ｘ線管容器の内壁と高電圧が印加される高電圧ソケットの端子との間の距離には制限があり、図９などに示すような従来のＸ線管装置１０の高電圧ソケット４４、４６では、以下に記すような問題があった。
【００１３】
高電圧ソケット４４、４６の端子７２の先端部に設けられたねじ部８８のねじ山が鋭利な形状となっていること、このねじ部８８に嵌合するナット９０の外周が角張った形状をしていること、また端子７２の全体としての形状が円柱状であるため、円柱の端部が角張っていることなどで、Ｘ線管装置１０に高電圧を印加したときに、上記の端子７２などの尖った部分に電界の集中が起こり、この局部的な高電界部の発生により、絶縁油１６の中で放電を起こす場合があった。
【００１４】
また、高電圧ソケット４４、４６をＸ線管装置１０に取り付ける場合、上記の如く高電圧ソケット４４、４６の端子７２とＸ線管１４のステムリード線６２及び陽極端２６との間をリード線６４、６６にて接続しているが、その際に高電圧ソケット４４、４６の端子７２に接続されたリード線６４、６６が高電圧ソケット４４、４６の上方向に引き出されているため、リード線６４、６６を折り曲げて配線されている。しかし、リード線６４，６６を高電圧ソケット４４、４６の上方向に引き出していることに起因して、リード線６４、６６とＸ線管容器１２の内壁との距離が接近し、リード線６４、６６とＸ線管容器１２との間で放電する場合があった。
【００１５】
上記の油中放電の防止のために、高電圧ソケット及び周辺部について、種々の改良が行われている。先ず、第１の改良例としては、Ｘ線管容器１２と高電圧ソケットとの間に絶縁隔壁を設けたものがある。図１０に破線で示した如く、陰極側高電圧ソケット４４のリード結合部７４の周辺を覆うように絶縁カバー９６を配置したものである。この絶縁カバー９６は底付き円筒形状をしており、側面に陰極リード線６４を引き出すための切り込み溝が設けられている。その材料としては、充填材入りのエポキシ樹脂などが用いられている。この改良は陽極側高電圧ソケット４６についても行われている。この改良によって、高電圧ソケット４４、４６の端子７２とＸ線管容器１２の内壁との間の直接的な油中放電は防止されたが、高電圧ソケット４４、４６の端子７２の周辺の高電界は緩和されていないため、端子７２の周辺での微小油中放電は抑止されていない。
【００１６】
次に、第２の改良例を図１３に示す。図１３は従来の高電圧ソケットの第二の例の構造図を示したものである。この第二の側の陰極側高電圧ソケット９８では、そのリード結合部１００の周辺部は充填された絶縁物１０２で被覆されている。絶縁物１０２としては、充填材の入らない透明なエポキシ樹脂が用いられており、端子７２周辺におけるエポキシ樹脂充填の欠陥（例えば、クラックや気泡）の有無の確認ができるようになっている。また、この従来例では、高電圧ソケット９８の外周に上記の絶縁カバー９６を追加適用している場合もある。これらの改良は陽極側高電圧ソケットについても行われている。この改良例では、高電圧ソケットのリード結合部の電界は大幅に緩和され、この部分からの放電は防止されるが、他の部分の放電が抑止されないことや透明なエポキシ樹脂がねじ部８８の近傍でクラックを発生するという副作用が発生する場合があるなどの問題がある。
【００１７】
次に、第３の改良例を図１４に示す。図１４は従来の高電圧ソケットの第三の例の構造図を示したものである。この第三の例の陰極側高電圧ソケット１０４では、陰極リード線１０６をソケット本体７６の中心軸にほぼ直交する方向に引き出している。図１４において、陰極リード線１０６の先端に圧着端子１０８が取り付けられており、その圧着端子１０８を端子７２とナット９０にて挟んで固定することにより、陰極リード線１０６と陰極側高電圧ソケット１０４の端子７２が接続されている。この改良は陽極側高電圧ソケットについても行われている。この改良例では、陰極リード線１０６をソケット本体７６の中心軸にほぼ直交する方向に引き出したことにより、陰極リード線１０６とＸ線管容器１２の内壁との距離が広がり、高電圧印加時の陰極リード線１０６の周辺の電界が緩和される。しかし、リード結合部１１０のねじ部８８やナット９０の角部などの尖り部分における電界集中の問題は残り、更に、圧着端子１０８の端部の角張りなどの尖り部分における電界集中の問題が追加される。
【００１８】
次に、第４の改良例を図１５に示す。図１５は従来の高電圧ソケットの第四の例の構造図を示したものである。この第四の例の陰極側高電圧ソケット１１２では、リード結合部１１４の周辺にコロナリング１１６を設けている。コロナリング１１６は図示の如くアルミニウムや鉄鋼などの薄い金属板をリング状に丸めたもので、このコロナリング１１６がソケット本体７６の底部８０に、端子７２のねじ部８８やナット９０を囲むように取り付けられている。このコロナリング１１６はソケット本体７６と接する側に端子７２への取付部が設けられており、この取付部をソケット本体７６の一つの端子（共通端子）７２に固定することにより、Ｘ線管１４の陰極２２と同電位に保たれている。この改良は陽極側高電圧ソケットについても行われている。この改良例では、高電圧ソケットの端子７２のねじ部８８やナット９０などのリード結合部１１４の周辺の電界集中は緩和されるが、リード線６４、６６がソケット本体７６の上方向に引き出していることによる電界集中の問題は残っている。
【００１９】
また、従来の高電圧ソケットの改良例については、いくつかの改良を組み合わせることにより、例えば図１３の第二の例と図１４の第三の例を組み合わせることにより、油中放電の問題は大幅に改善される。しかし、これらの高電圧ソケットの改良に付随して高電圧ソケットの強度の問題が発生している。すなわち、Ｘ線管装置の使用時に絶縁油の温度が上昇すると、高電圧ソケットのリード結合部の周辺に充填した樹脂が、この樹脂と端子及びその周辺の金属部品との熱膨張率の差異により、両者の界面で大きな熱応力が生じ、樹脂のクラックを引き起こし、樹脂が剥がれる場合がある。これに伴い、高電圧ソケットの端子及びその周辺部で油中放電を起こすことがある。
【００２０】
以上のことに鑑み、本発明では、Ｘ線管装置の使用時にＸ線管容器内の絶縁油中で発生する放電を防止し、かつ高強度を保持する高電圧ソケットと、これを組み込んで、安定した使用を可能にしたＸ線管装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するため、本発明の高電圧ソケットでは、円筒部の一端に板状の底部を有し、他端の外周にドーナツ板状のフランジ部を有し、絶縁材料から成るソケット絶縁筒と、該ソケット絶縁筒の底部に取り付けられた複数個の大略円柱状をしていて、導電性の金属材料から成る端子とを持つソケット本体と、該ソケット本体の端子に結合される１本以上のリード線とを備え、前記端子は前記ソケット絶縁筒の中心軸に対し同じ半径の円周上に前記底部を貫通して配列されており、前記端子の前記底部の内面側にある面には高電圧プラグの接触子が嵌合するための穴が設けられており、前記端子の前記底部の外面側にある面またはその近傍にて前記リード線と電気的に結合されている高電圧ソケットにおいて、前記端子は前記ソケット絶縁筒の底部に埋め込まれており、前記リード線のリード端末が前記端子の前記底部の外面側にある面に頭の丸い雄ねじにて固定されている（請求項１）。
【００２２】
この構成では、高電圧ソケットのソケット本体の端子にリード線のリード端末を固定するのに頭の丸い雄ねじを使用しているので、このリード結合部の表面が丸味を帯びて、なだらかになるため、このリード結合部の電界が従来品に比べ大幅に緩和される。更に、リード結合部における頭の丸い雄ねじの上面のソケット本体の底部の表面からの高さが大幅に低くなるため、リード結合部とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることができる。
【００２３】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記頭の丸い雄ねじが丸小ねじである。この構成では、頭の丸い雄ねじとして丸小ねじを用いているので、リード結合部の表面は丸味を帯びて、なだらかとなり、また、リード結合部における丸小ねじの頭のソケット本体の底部の表面からの高さも従来品に比べて大幅に低くなるので、請求項１の高電圧ソケットと同じ効果が得られる。
【００２４】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記リード線の端末に導電性を有する平板状のリード端末を取り付け、該リード端末を前記頭の丸い雄ねじにて前記端子の前記底部の外面側にある面に固定し、前記リード線を前記ソケット本体の中心軸とほぼ直交する方向（以下、横方向と略称する）に引き出したものである（請求項２）。
【００２５】
この構成では、高電圧ソケットの端子に結合されるリード線のリード端末が平板状に形成されているので、リード結合部を固定する頭の丸い雄ねじの頭のソケット本体の底部の表面からの高さが従来品に比べ大幅に低くなり、リード結合部の電界を大幅に緩和することができる。また、リード線をソケット本体の横方向に引き出しているので、この高電圧ソケットをＸ線管装置に適用したとき、リード線とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることが可能となり、リード線の表面の電界が緩和し、リード線の周辺の絶縁油中での放電が抑制される。
【００２６】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記リード端末は外周の大部分が円形で、その一部分に大略長方形の突起部を有し、前記円形の中心には前記頭の丸い雄ねじの通る穴を有する板状体（以下、ターミナルという）であり、前記リード線の端末と前記ターミナルとの接続を前記ターミナルの突起部にて行い、前記リード線を前記ソケット本体の端子に前記ターミナルの穴を介して前記頭の丸い雄ねじにて固定している。この構成では高電圧ソケットの端子に結合されるリード線のリード端末として平板状のターミナルを使用したことにより、リード線を横方向に引き出し易い構造となっている。また、ターミナルの穴を介してリード線を端子に固定しているので、リード線の固定は容易であり、リード線を固定する頭の丸い雄ねじの頭の底部の表面からの高さも低くすることができる。
【００２７】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体の端子の前記底部の外面側にある面に前記リード線のリード端末を前記頭の丸い雄ねじにて固定した後に、前記端子と前記リード線のリード端末との結合部（以下、リード結合部という）を覆うように絶縁性樹脂でモールドし、前記リード結合部を絶縁性樹脂にて埋め込んだものである。この構成では、高電圧ソケットの端子とリード線の結合に頭の丸い雄ねじを用い、更に、このリード結合部を絶縁性樹脂でモールドして埋め込んでいるので、高電位となるリード結合部の電界は大幅に緩和され、リード結合部とＸ線管容器内壁との間の絶縁油中の放電は抑制される。
【００２８】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記絶縁性樹脂は透明である。この構成では、高電圧ソケットのリード結合部を覆うようにモールドした絶縁性樹脂が透明であるため、リード結合部及びその周辺に発生するモールドの欠陥、例えばクラックや気泡などを目視にて容易に検出することができるので、欠陥のない高強度の高電圧ソケットを提供することができる。
【００２９】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体のソケット絶縁筒が前記底部から、その外面側に同じ外径で延長され、前記リード結合部を囲む円筒部（以下、リード結合部カバーという）を有し、該リード結合部カバーはその周方向の一部に開口部を備えており、該開口部から前記リード線を横方向に引き出したものである。この構成では、高電圧ソケットのリード結合部の周囲を絶縁材料から成る円筒状のリード結合部カバーで囲んでいるので、リード結合部から周方向への放電は抑制される。また、高電圧ソケットのリード線をソケット本体の横方向に引き出しているので、Ｘ線容器の内壁との間の距離を大きくすることができ、リード線の表面の電界を緩和することができる。
【００３０】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体の端子と前記リード線のリード端末を結合して、前記リード線を横方向に引き出した後、前記ソケット絶縁筒のリード結合部カバーの内側を、前記リード結合部を覆うように絶縁性樹脂でモールドし、前記リード結合部を絶縁性樹脂にて埋め込んだものである。この構成では、高電圧ソケットのリード結合部及びその周辺部を絶縁性樹脂でモールドしているので、リード結合部の電界が緩和され、リード結合部とＸ線管容器内壁などとの間の放電は抑制される。また、リード線をソケット本体の横方向に引き出しているので、リード線とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることができる。
【００３１】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記リード線は１本であり、前記複数個の端子の前記底部の外面側にある面を、厚さが薄く幅が狭い帯状体で構成され、導電性材料から成る１個以上の導通片と複数個の頭の丸い雄ねじにて接続して導通させ、前記リード線のリード端末を前記端子のうちの１個に前記頭の丸い雄ねじにて結合したものである。（請求項３）。この構成では、高電圧ソケットの複数個の端子を同電位にするために、厚さが薄く幅の狭い帯状体から成る導通片を使用しているので、リード結合部及びその周辺部に絶縁性樹脂を充填したときには、絶縁性樹脂と導通片との接触面積が小さくなり、温度上昇時に両者の界面に生じる熱応力を従来品に比べ大幅に緩和することができる。その結果、絶縁性樹脂と導通片との間の剥離や絶縁性樹脂のクラックなどを防止することができるので、高強度の陽極側高電圧ソケットが得られる。
【００３２】
また本発明の高電圧ソケットでは、前記導通片はその外形が長円形となるように前記帯状体で形成されており、前記端子と前記導通片との接続を前記長円形の両端に位置する半円形部にて行っている。この構成では、導通片の長円形の両端の半円形部を頭の丸い雄ねじで端子に固定することによって、２個の端子の導通接続をすることができるので、端子の導通作業は容易である。また、導通片は長円形であり、単純な形状であるので、加工は容易である。
【００３３】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体の前記複数個の端子に結合された複数本のリード線を一緒に捩り合わせて、前記ソケット本体の横方向に引き出したものである。この構成では、ソケット本体の複数個の端子に結合された複数本のリード線をまとめて捩り合わせて１本の捩り線としているので、この捩り線の外径は１本のリード線の外径と比べて約２倍以上となるので、この捩り線の外周における電界は１本のリード線の場合のものに比べ大幅に低下する。その結果、リード線の表面からの放電を抑制することができる。
【００３４】
また、本発明のＸ線管装置は、前記本発明の高電圧ソケットを、陰極側高電圧ソケット及び陽極側高電圧ソケットのうちの少なくとも一方に用いている（請求項４）。本発明の高電圧ソケットでは、そのリード結合部及びリード線の周辺部の電界が緩和されて、その周辺の絶縁油中での放電を抑制する効果が得られるので、これを適用したＸ線管装置では、高電圧ソケット周辺の絶縁油中での放電を防止することができる。更には、高電圧ソケットの高絶縁性能を生かして、Ｘ線管装置の小型化も可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高電圧ソケットとそれを用いたＸ線管装置の実施例について添付図面を参照しながら説明する。以下において、図面の中で従来例のものと同じ構成の要素については同じ符号を用いることにする。
図１は本発明に係る高電圧ソケットの第一の実施例の構造図、図２は図１の部分拡大図、図３は本発明に係るＸ線管装置の一実施例の構造を示す断面図、図４は図３のＡ‐Ａ´断面図である。ここで、図３のＸ線管装置には、図１の高電圧ソケットが使用される。
【００３６】
先ず、図１、図２を用いて本発明に係る高電圧ソケットの第一の実施例について説明する。図１には、本実施例の陰極側高電圧ソケットの構造図を、図２には陰極リード線のリード端末の拡大図をそれぞれ示している。図１において、図１（ａ）は陰極側高電圧ソケット全体の縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ方向から視た図で、リード結合部を上面から見た図である。図１（ａ）において、陰極側高電圧ソケット１３２はソケット本体１４２とリード結合部１４０とから構成される。本実施例では、リード結合部１４０とその周辺のソケット本体１４２の構造に特徴がある。
【００３７】
ソケット本体１４２は絶縁物のソケット絶縁筒１４４と導電体の端子１５０とから成る。ソケット絶縁筒１４４は充填材入りのエポキシ樹脂などの絶縁物から成り、円筒部７８とフランジ部７０と底部１４６と中空部８２とリード結合部カバー１４８を有する。円筒部７８、フランジ部７０、中空部８２は従来品とほぼ同じ構造をしており、フランジ部７０はＸ線管容器に取り付けるための中空、円板状のフランジであり、円筒部７８と中空部８２は高電圧ケーブルのプラグが挿入される中空の円筒部である。また、円筒部７８の入口の内周側には高電圧ケーブルのプラグのキー凸部が嵌合するキー溝９２が設けられている。
【００３８】
次に、ソケット１４４の底部１４６は円筒部７８の底となる部分で、フランジ部７０とは反対側に位置し、円板状をしている。この底部１４６には３個の端子１５０がソケット本体１４２の中心軸を中心にした円周上に１２０度間隔で埋め込まれている。この端子１５０の埋め込みは通常モールド成型加工によって行われている。３個の端子１５０のうちの１個の端子１５０は上記のキー溝９２の方向に位置する。リード結合部カバー１４８は底部１４６の円筒部７８とは反対側に接続されており、長さの短い円筒形をしている。リード結合部カバー１４８の短い円筒はリード結合部１４０を囲むように配置され、高電位のリード結合部１４０とその周囲のアース電位の部分（例えばＸ線管容器の内壁など）との間の絶縁隔壁となる。リード結合部カバー１４８の円周の一部に陰極リード線１３４を外部に引き出すための溝状のリード線引出し口１５６を設けている。このリード線引出し口１５６の形状は溝状に限定されず、円形または角形の穴でもよい。このリード線引出し口１５６は陰極リード線１３４をＸ線管容器１２の内壁からできるだけ離すために通常Ｘ線管の陰極のステムリード線に近い側に設けられる。
【００３９】
ソケット絶縁筒１４４に埋め込まれている３個の端子１５０は円柱状をしていて、中空部８２側（底部１４６の内面側）には高電圧ケーブルのプラグの接触子が嵌合する穴８４が設けられており、リード結合部１４０側（底部１４６の外面側）にはリード線接続のために用いられるねじ穴１５４が設けられている。端子１５０の材料としては導電性のよい金属が用いられている。リード結合部１４０においては、３本の陰極リード線１３６のリード端末１６２が頭の丸い雄ねじ１５２を用いて３個の端子１５０に固定されている。
【００４０】
本実施例の陰極側高電圧ソケット１３２では、リード結合部１４０における３本の陰極リード線１３６の配置は図１（ｂ）に示す如く行われており、また、陰極リード線１３６のリード端末１６２の構造は図２に示す如くなっている。図１（ｂ）において、陰極側高電圧ソケット１３２の端子１５０及び陰極リード線１３６のリード端末１６２を固定する丸小ねじ１５２は、高電圧ソケット１３２の中心軸を中心にして円周方向に１２０度間隔で配置されている。３本の陰極リード線１３６のリード端末１６２は引き出し方向がリード線引出し口１５６の方に向くように、丸小ねじ１５２にて端子１５０に固定され、３本の陰極リード線１３６はリード線引出し口から横方向に引き出される。
【００４１】
図２において、陰極リード線１３６のリード端末１６２はリード線１７０の端部にターミナル１６４を半田１６６で取り付けたものである。ターミナル１６４は薄い金属板から成り、その形状は外周の一部に長方形の突出部１６９のある円板で、円板の中心には丸小ねじ１５２で固定するための穴１６８が設けられている。リード線１７０には通常絶縁被覆１７４の施された銅より線（以下、芯線という）１７２が用いられており、その端部では絶縁被覆１７４が剥かれて、芯線１７２が露出されている。このリード線７０の端部の芯線１７２がターミナル１６４の突出部１６９に半田１６６で結合される。ここで、芯線１７２の結合をより確実にするために、ターミナル１６４の突出部１６９に小穴を設け、芯線１７２を小穴に通した後に半田付けをしてもよい。
【００４２】
図１において、ソケット絶縁筒１４４のリード結合部カバー１４８の内周側には絶縁物１５８が充填されている。この絶縁物１５８は高電位となるリード結合部１４０の電界を緩和するためのもので、エポキシ樹脂などの合成樹脂が用いられる。この合成樹脂としては、絶縁物１５８の内部にクラックや気泡などの欠陥の有無を目視で確認できるように充填材の入らないものがよい。また、絶縁物１５８の厚さは図示ではリード結合部カバー１４８の高さと同じにしてあるが、これに限定されず、リード結合部１４０の丸小ねじ１５２の頭やリード端末１６２などを完全に覆うことができればよいので、それらのものより２〜３ｍｍ以上高くなるような厚さでもよい。また、この絶縁物１５８の充填作業は、例えば高電圧ソケット１３２を結合部カバー１４８が上になるように置き、リード結合部カバー１４８の外周にプラスチックフィルムなどを巻いてリード線引出し口１５６を覆って、上方向から液状の合成樹脂を必要な高さまで流し込み、その後静止して固化する。ここで、プラスチックフィルムには予め陰極リード線１３６を通す穴をリード線引出し口１５６に対応する位置にあけておき、陰極リード線１３６を通した後に合成樹脂が漏れないように接着剤などで封止しておき、合成樹脂の固化後除去する。
【００４３】
本実施例では、リード線１３６のリード端末１６２を端子１５０に結合するために、頭の丸い丸小ねじ１５２を使用しているが、このねじは頭の丸い小さい雄ねじであれば同じ効果を発揮できるので、他の類似形状の雄ねじ、例えばトラスねじなどを使用してもよい。トラスねじの場合、頭が丸く、更に頭の高さが丸小ねじより低いので、リード結合部１４０の底部１４６の表面からの高さを丸小ねじ１５２の場合より低くすることができる。その結果、リード結合部１４０とＸ線管容器の内壁との距離が広がるので、電界緩和の効果がより向上する。
【００４４】
また、本実施例では、リード線１３６のリード端末１６２として円板状のターミナル１６４を使用しているが、このリード端末としてはこれに限定されず、厚さの薄い他の端末用部品を用いてもよい。例えば、圧着端子なども使用可能である。圧着端子を使用した場合には、リード線１７０との結合部が機械的にかしめられるため、強度は向上するが、この結合部の長さはターミナル１６４を使用した場合よりも長くなる。
【００４５】
また、本実施例では、高電圧ソケット１３２のリード結合部カバー１４８の内周側を絶縁物１５８で充填しているが、この絶縁物１５８は無くても本発明の大部分の効果を発揮することができる。すなわち、本実施例では、リード線１３６のリード端末１６２を端子１５０に固定するのに頭の丸い雄ねじを使用していること、及びリード端末１６２に薄くて小さいターミナル１６４を使用していることにより、高電圧ソケット１３２のリード結合部１４０とＸ線管容器の内壁との間の距離を広げ、かつリード結合部１４０における部品の突起をなくして部品自体の電界強度を低減しているので、リード結合部１４０における電界は従来に比べ大幅に緩和されている。従って、高電圧ソケット１３２の使用環境に応じて、特にリード結合部１４０周辺の絶縁油の温度の上昇を考慮して、絶縁物１５８の要否を判断する必要がある。
【００４６】
次に、本実施例を陽極側高電圧ソケット１３４に適用した場合について、図１を参照しながら簡単に説明する。陽極側高電圧ソケット１３４の場合、通常陽極リード線１３８は１本であるので、高電圧ソケットの１個の端子１５０（例えば共通端子）にのみ接続される。更に、この陽極リード線１３８はリード線引出し口１５６から横方向に引き出される。このとき、陽極リード線１３８は陰極リード線１３６と同様にリード端末１６２を取り付けて、丸小ねじ１５２を用いて端子１５０に固定される。また、３個の端子１５０については、図１２の従来例に示したような円板状の導通板９４を用いて同電位にしている。リード結合部カバー１４８の内周側の絶縁物１５８については、陰極側高電圧ソケット１３２の場合と同様に必要に応じて充填する。
【００４７】
次に、図３、図４を用いて、本発明に係る高電圧ソケットを用いたＸ線管装置について説明する。図３において、本発明のＸ線管装置１３０では、Ｘ線管１４が防Ｘ線、防電撃構造のＸ線管容器１２内に絶縁油１６に浸漬されて内包されている。Ｘ線管１４は回転陽極１８と陰極２２とこれらを絶縁支持し真空気密に内包する外囲器２４とから成る。Ｘ線管容器１２はＸ線管１４の中心軸に沿うほぼ同筒形状をしており、その円筒長手方向の両端部には陰極側ソケット取付部４０と陽極側ソケット取付部４２が設けられ、その中央部には放射窓部５０が設けられている。Ｘ線管１４は陽極端２６を陽極側支持体２８により、外囲器２４の陰極側外周を陰極側支持体３０により、それぞれＸ線管容器１２の内壁に絶縁支持されている。また、Ｘ線管１４の回転陽極１８のロータ３２の外周部にはステータ３４が配置され、Ｘ線管容器１２の内壁にステータ支持体３６により支持されている。
【００４８】
Ｘ線管１４の回転陽極１８は、陰極２２からの電子線を焦点（Ｘ線源）５２で受けてＸ線を放射する円板状のターゲット円盤２０と、これを支持しステータ３４からの回転磁界を受けて回転するロータ３２と、これを回転自在に支持する回転支持部（図示せず、陽極端２６を含む）などから成る。また、Ｘ線管１４の陰極２２は、熱電子を放出するフィラメント５４と、フィラメント５４を支持する集束電極５６と、集束電極５６を保持するホルダー５８と、ホルダー５８を支持するステム６０などから成る。フィラメント５４はタングステン線をコイル状に巻いたもので、通常大焦点用のものと小焦点用のものと、２個ある。集束電極５６は、フィラメント５４から放出された熱電子をターゲット円盤２０上の焦点５２に集束するための２個の電子集束溝と、フィラメント５４の支持部を備えている。ホルダー５８は、集束電極５６を支持する部分を有する板状体と、ステム６０のリード線６２を覆う円筒部とから成る。ステム６０は主要部分はガラスなどの絶縁物から成り、その中心軸近傍に複数本のステムリード線６２が環状に埋め込まれている。ステム６０の外周は外囲器２４の陰極側端部に結合されている。ステムリード線６２としては、フィラメント加熱電圧をフィラメント５４に接続するためのもの３本と、ホルダーを支持するためのものなどがあり、３本以上必要となる。
【００４９】
Ｘ線管容器１２の陰極側ソケット取付部４０には本発明に係る陰極側高電圧ソケット１３２が、陽極側ソケット取付部４２には本発明に係る陽極側高電圧ソケット１３４が、それぞれのフランジ部７０をパッキンなどを介してソケット取付部４０、４２の開口部６８に固定することにより取り付けられる。また、陰極側高電圧ソケット１３２からの３本の陰極リード線１３６はＸ線管１４の陰極２２のステムリード線６２に接続され、陽極側高電圧ソケット１３４からの陽極リード線１３８はＸ線管１４の陽極１８の陽極端２６に接続される。Ｘ線管容器１２の放射窓部５０には、Ｘ線透過性のよい材料、例えば充填材の入らない合成樹脂などから成る容器Ｘ線放射窓４８が取り付けられる。また、Ｘ線管１４のＸ線管容器１２への取付け時には、Ｘ線管１４の焦点５２の位置と放射窓部５０の中心位置が一致するように、位置の調整が行われる。
【００５０】
本実施例のＸ線管装置１３０をＸ線ＣＴ装置などと組合せて使用する場合には、Ｘ線高電圧装置からＸ線管装置１３０に、Ｘ線管１４の陽極１８と陰極２２との間に印加する高電圧やフィラメント加熱電圧などが供給される。高電圧やフィラメント加熱電圧は高電圧ケーブルを介して供給され、ステータ駆動電圧などは低圧ケーブルで供給される。高電圧などの供給はＸ線管容器１２に取り付けられた高電圧ソケット１３２、１３４の中空部８２に高電圧ケーブルのプラグを挿入し、プラグの接触子を高電圧ソケット１３２、１３４の端子１５０の穴８４に嵌合させて行われる。陽極側高電圧ソケット１３４には正電位の高電圧が、陰極側高電圧ソケット１３２には負電位の高電圧と大焦点または小焦点のフィラメント加熱電圧がそれぞれ供給される。Ｘ線管容器１２内では、正電位の高電圧は陽極側高電圧ソケット１３４から陽極リード線１３８を経由してＸ線管１４の陽極１８の陽極端２６に印加され、負の高電位とフィラメント加熱電圧は陰極側高電圧ソケット１３２から陰極リード線１３６を経由して、Ｘ線管１４の陰極２２のステムリード線６２に印加される。
【００５１】
上記の結果、Ｘ線管１４の陽極端２６と同電位のターゲット円盤２０とステムリード線６２のうちの１本と同電位の集束電極５６との間に高電圧が印加される。また、ステムリード線６２に印加されたフィラメント加熱電圧は大焦点フィラメントまたは小焦点フィラメントのうちの一方のフィラメントの両端に印加される。また、上記のＸ線高電圧装置の操作と並行または先行させて、ステータ駆動電圧をステータ３４に印加することにより、Ｘ線管１４の回転陽極１８を回転させておき、Ｘ線管１４への高電圧負荷印加の準備をしておく。この回転陽極１８が回転している状態で、Ｘ線管１４に高電圧及びフィラメント加熱電圧が印加されると、陰極２２のフィラメント５４が加熱されて熱電子が放射され、この熱電子は陽極１８と陰極２２との間の高電圧によって陽極１８のターゲット円盤２０に向けて加速される。この加速される熱電子は、同時に高電圧によって陰極２２の集束電極５６の集束溝部に形成される電子集束電界によってターゲット円盤２０上の焦点５２に集束されるので、焦点５２に衝突してＸ線を発生する。焦点５２で発生したＸ線の一部がＸ線管１４の管球Ｘ線放射窓３８及びＸ線管容器１２の容器Ｘ線放射窓４８を通して外部に導かれ、Ｘ線撮影などに利用される。ターゲット円盤２０の焦点５２でのＸ線発生効率は非常に低い（約１％以下）ため、Ｘ線管１４への入力は殆んど熱となり、ターゲット円盤２０が加熱される。その後、ターゲット円盤２０からの熱輻射や熱伝導によって、Ｘ線管１４の陽極１８全体や外囲器２４、更には絶縁油１６などが過熱され、温度上昇する。高電圧ソケット１３２、１３４は絶縁油１６からの熱伝達によって温度上昇する。
【００５２】
本実施例のＸ線管装置１３０において、使用時には陰極側高電圧ソケット１３２及び陽極側高電圧ソケット１３４の端子１５０、リード結合部１４０及びリード線１３６、１３８には高電圧が印加されることになるが、高電圧ソケット１３２、１３４の構造を図１、図２に示す如く改善した結果、（１）リード線１３６、１３８を端子１５０に固定するのに頭の丸い雄ねじ（丸小ねじなど）を使用したことにより、リード結合部１４０の電界が緩和されること、（２）リード線１３６、１３８をソケット本体１４２に対し横方向（ソケット本体１４２の中心軸に対して直交する方向）に引き出したことにより、リード線１３６、１３８とＸ線管容器１２の内壁との間の距離が大きくなること、（３）ソケット絶縁筒１４４の上部にリード結合部カバー１４８を設けたことにより、リード結合部１４０の周囲が絶縁物隔壁にて囲われること、（４）リード結合部１４０の周囲に絶縁物１３８を充填することにより、リード結合部１４０の電界が緩和されること、などの効果が得られ、高電圧ソケット１３２、１３４の絶縁耐力を大幅に向上することができた。これに伴い、Ｘ線管容器１３０内の高電圧ソケット１３２、１３４周辺の絶縁油１６中で発生する放電を防止することが可能となった。
【００５３】
次に、図５を用いて、本発明に係る高電圧ソケットの第二の例について説明する。図５は本実施例の高電圧ソケットの上面図、すなわちリード結合部の側から見た図である。本実施例は陽極側高電圧ソケットに係るもので、特にリード結合部の改良に関するものである。図５（ａ）は全体図、図５（ｂ）は主要部品の拡大図である。本実施例の陽極側高電圧ソケット１８０では、ソケット本体１４２は第一の実施例と同じで、リード結合部１８２の部分が異なる。図５（ａ）において、陽極側高電圧ソケット１８０はソケット本体１４２とリード結合部１８２と陽極リード線１３８とから構成され、ソケット本体１４２と陽極リード線１３８のリード端末１６２は図１に示す第一の実施例と同じ構造をしている。リード結合部１８２では、３個の丸小ねじ１５２と２個の導通片１８４によって、３個の端子１５０を同電位にするとともに、１個の端子１５０と陽極リード線１３８との接続を行っている。丸小ねじ１５２は第一の実施例と同じもので、頭の丸い雄ねじである。また、リード結合部カバー１４８の内周側には第一の実施例と同様に絶縁物１５８が充填されている。
【００５４】
図５（ａ）において、リード結合部１８２に同じ形状、寸法の導通片１８４が２個使用されているが、その形状は図５（ｂ）の如くなっている。導通片１８４は厚さ約０．３ｍｍの導電性のある金属板から成り、その外周１８６及び内周１８８は長円形（図示のもの）または楕円形をしており、外周１８６と内周１８８との間の帯状体１９０の幅はほぼ一様で、約１．５ｍｍになっている。導通片１８４の帯状体１９０の厚さは薄い方がよく、０．３ｍｍ前後が望ましいが、約０．６ｍｍ以下であればよい。また、図５では帯状体１９０の幅は加工上の理由からほぼ一様にしているが、この帯状体１９０は狭い帯状のものであればよく、その幅は凹凸があってもよく、全体としては狭い方が望ましい。この導通片１８４では、両端の半円形部が端子１５０との接続部１９２となり、この２箇所の接続部１９２を丸小ねじ１５２によって端子１５０に固定することによって、２個の端子１５０が導通される。図示の如く、２個の導通片１８４を用いることにより、３個の端子１５０が同電位にされる。また、３個の端子１５０のうちの１個の端子１５０では、導通片１８４は陽極リード線１３８のリード端末１６２と共に固定される。
【００５５】
上記の如く、導通片１８４の帯状体の厚さを従来に比べて薄くし、幅を狭くして、帯状体部分の単位長さ当りの表面積を小さくしたことにより、絶縁物１５８の充填時に絶縁物１５８と導通片１８４との接触面積が小さくなり、Ｘ線管装置１３０使用時の絶縁油１６の温度上昇によって絶縁物１５８と導通片１８４との界面に生じる熱応力が緩和され、絶縁物１５８と導通片１８４との剥離や絶縁物１５８のクラックなどが防止される。その結果、高電圧ソケットは高強度となり、また高電圧ソケットの絶縁耐力も向上させることができる。
【００５６】
導通片１８４の形状に関しては、図５（ｂ）に示した長円形や楕円形のものに限定されず、厚さの薄い、幅の狭い帯状体であれば、本発明の目的を達成することができる。図６に、本実施例の導通片の形状の他の変形例を示す。図６においては、参考のために、導通片を固定する端子１５０と丸小ねじ１５２の位置と大略外形を破線で示してある。図６（ａ）の導通片１９４では、帯状体１９５の外形は円形であり、その内周１９６の３箇所の接続部１９７において端子１５０に接続されている。図６（ｂ）の導通片１９８では、帯状体１９９の形は三角形であり、その三角形の内周２００のうちの頂点の位置にある３箇所の接続部２０１において端子１５０に接続されている。図６（ｃ）の導通片２０２では、帯状体２０３の外形は先端を３個有する星形であり、その星形の先端に設けられた３箇所の凹部を接続部２０４として端子１５０に接続されている。
【００５７】
次に、図７を用いて本発明に係る高電圧ソケットの第三の例について説明する。図７は、本実施例の高電圧ソケットの側面図を示したものである。本実施例の高電圧ソケットでは、ソケット絶縁筒のリード結合部側にリード結合部カバーのない構造のもので、リード線と端子との結合を行った後に、リード結合部の周辺に合成樹脂から成る絶縁物を充填するものである。図７において、陰極側高電圧ソケット２１０は、リード結合部カバーの付いていないソケット本体２１２と、リード結合部１４０と、陰極リード線１３６と、絶縁物２１６とから構成される。リード結合部１４０と陰極リード線１３６は図１の第一の実施例のものと同じである。ソケット本体２１２は、ソケット絶縁筒２１３と３個の端子１５０から成り、ソケット絶縁筒２１３は図１の第一実施例のソケット絶縁筒１４４からリード結合部カバー１４８を取り除いた構造をしており、端子１５０は図１の第一の実施例のものと同じである。絶縁物２１６は、ソケット絶縁筒２１３の底部１４６の外面側に第一の実施例のリード結合部カバー１４８とほぼ同じ外径及び高さで、その内側全域にわたって充填されており、その材料は第一の実施例の絶縁物１５８と同じものである。
【００５８】
本実施例では、ソケット絶縁筒２１３の底部１４６の外面側のリード結合部１４０にて端子１５０に陰極リード線１３６を結合した後に、リード結合部１４０の周囲を絶縁物２１６の材料となる液状の合成樹脂を流し込んで埋めることになるので、その作業工程の一例について説明する。先ず、ソケット本体２１２の３個の端子１５０に３本の陰極リード線１３６のリード端末１６２を丸小ねじ１５２にて固定する。このとき、陰極リード線１３６は３本揃えて横方向に引き出す（円周方向の向きは第一の実施例と同じ）。次に、ソケット本体２１２をそのフランジ７０が下になるようにして立て、ソケット本体２１２の円筒部７８の外径とほぼ等しい内径を持つ円筒状のモールド用治具をソケット本体２１２の上部に嵌合させて取り付ける。次に、モールド用治具の円筒側面に設けた穴から陰極リード線１３６を引き出し、穴のすきまを絶縁物２１６の材料が漏れないように接着剤などを用いて封じておく。次に、絶縁物２１６の材料となる液状の合成樹脂をモールド用治具の所定の高さまで流し込み、合成樹脂が固化するまで静置する。合成樹脂の固化後、モールド用治具の側面の穴を封じた接着剤などを除去し、モールド用治具をソケット本体２１２から取りはずす。
【００５９】
以上のような作業工程により、陰極リード線１３６を横方向に引き出し、リード結合部１４０を絶縁物２１６で埋め込んだ陰極側高電圧ソケット２１０が得られる。この構造の陰極側高電圧ソケット２１０は、完成状態では第一の実施例とほぼ同じ構成となるので、前記した第一の実施例の効果と同様な効果が得られる。また、本実施例の構造は陽極側高電圧ソケットにも適用可能であり、適用された陽極側高電圧ソケットでは陰極側高電圧ソケット２１０と同様な効果が得られる。
【００６０】
次に、図８を用いて本発明に係る高電圧ソケットの第四の例について説明する。図８は本実施例の高電圧ソケットの上面図を示したものである。本実施例は陰極側高電圧ソケットの陰極リード線の引き出し構造に関するものである。図８において、本実施例の陰極側高電圧ソケット２２０はソケット本体１４２とリード結合部１４０と陰極リード線１３６と絶縁物１５８とから構成されるが、陰極リード線１３６以外の部分は図１の第一の実施例と同じ構造をしている。本実施例では、３本の陰極リード線１３６のリード端末６２を丸小ねじ１５２にてソケット本体１４２の端子１５０に固定した後に、３本の陰極リード線１３６のリード線１７０の部分を一緒に捩り合わせて、１本の捩り線２２２とした後に、リード結合部カバー１４８のリード線引出し口１５６から横方向に引き出す。ただし、陰極リード線１３６のＸ線管１４のステムリード線６２との結合部の近傍では、リード線１７０の捩りを行わない。陰極リード線１３６の引き出し後に、リード結合部カバー１４８の内周側に絶縁物１５８の充填を行う。本実施例では、３本の陰極リード線１３６のリード線１７０の部分を捩り合わせて捩り線２２２としたことにより、捩り線２２２の外周の外径が単一のリード線１７０の約２倍以上となるため、捩り線２２２の周囲の電界が約１０％以上緩和され、絶縁油１６中の放電の抑制に寄与する。
【００６１】
上記の高電圧ソケットの実施例では、ソケット絶縁筒に埋め込まれる端子の数を３個として説明してきたが、この個数はこれに限定されず、４個以上であってもよい。例えば、Ｘ線管の陰極が２個のフィラメントとグリッド電極を有する場合には、陰極側高電圧ソケットとして、４個の端子が必要となる。この場合、ソケット絶縁筒の底部での端子の配置は同一円周上に配置されるが、等角度間隔ではなく、グリッド電極用の端子は他の端子から間隔を離して配置される。リード線の本数についても同様であり、陽極リード線の１本、陰極リード線の３本に限定されるものではない。陽極リード線の本数は通常１本であるが、陰極リード線については、標準的なものが３本で、他に２本の場合（単一焦点のとき）や４本以上の場合（グリッド電極があるときなど）もある。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る高電圧ソケットでは、陰極リード線や陽極リード線をソケット本体の端子に固定するのに、頭の丸い雄ねじを使用しているため、このリード結合部の電界を従来品に比べ大幅に緩和することができる。従って、この高電圧ソケットを適用したＸ線管装置では、高電圧ソケット周辺の絶縁油中での放電の発生を防止することができる。
【００６３】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、陰極リード線や陽極リード線のリード端末を板状体とし、このリード端末をソケット本体の端子に頭の丸い雄ねじで固定して、それぞれのリード線をソケット本体の横方向に引き出すことが可能となったため、この高電圧ソケットを適用したＸ線管装置では、それぞれのリード線とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることができる。その結果、陰極リード線及び陽極リード線の表面の電界が緩和し、それぞれのリード線の周辺の絶縁油中での放電が抑制される。
【００６４】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット本体の端子に陰極リード線または陽極リード線を頭の丸い雄ねじで固定した後、そのリード結合部の周辺を絶縁性樹脂にて埋め込む構造としているので、リード結合部及びその周辺の電界は大幅に緩和される。この高電圧ソケットを適用したＸ線管装置では、Ｘ線管容器内の絶縁油中での放電が抑制されるとともに、更にこの利点を生かすことにより、Ｘ線管容器を小さくすることができ、Ｘ線管装置の小型化も可能となる。
【００６５】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット絶縁物の一部（リード結合部カバー）がリード結合部の周囲を囲み、その周方向の一部に開口部を備え、上記開口部から陰極リード線または陽極リード線を横方向に引き出す構成をとっているので、リード結合部及びそれぞれのリード線の電界は大幅に緩和される。この高電圧ソケットでは、リード結合部カバーの内周側への絶縁性樹脂の充填を容易に、かつ確実に行うことができ、リード結合部の電界は更に緩和される。これらの高電圧ソケットを適用したＸ線管装置においても、Ｘ線管容器内の絶縁油中での放電が抑制されるとともに、更にＸ線管装置の小型化が可能となる。
【００６６】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット本体の複数の端子を、厚さが薄く、幅が狭い導電性の良い帯状体から成る導通片によって同電位としているため、リード結合部に絶縁性樹脂を充填したときに、絶縁性樹脂と導通片との接触面積が小さく、温度上昇時に両者の界面に生じる熱応力を緩和し、両者の間の剥離を防止することができるので、高強度の陽極側高電圧ソケットが得られる。
【００６７】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット本体の端子に結合した複数本の陰極リード線を一緒に捩り合わせて、横方向に引き出しているため、陰極リード線の捩り合わせた部分の外径が単一リード線の外径よりも大きくなり、陰極リード線の外周部の電界が緩和される。この陰極側高電圧ソケットを適用したＸ線管装置においても、Ｘ線管容器内の絶縁油中での放電が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高電圧ソケットの第一の実施例の構造図。
【図２】陰極リード線のリード端末の拡大図。
【図３】本発明に係るＸ線管装置の一実施例の構造を示す断面図。
【図４】図３のＡ‐Ａ´断面図。
【図５】本発明に係る高電圧ソケットの第二の実施例の構造図。
【図６】導通片の形状の他の変形例。
【図７】本発明に係る高電圧ソケットの第三の実施例の構造図。
【図８】本発明に係る高電圧ソケットの第四の実施例の構造図。
【図９】従来のＸ線管装置の一例の構造を示す断面図。
【図１０】図９のＢ‐Ｂ´断面図。
【図１１】従来の高電圧ソケットの第一の例の構造図。
【図１２】従来の高電圧ソケットの第一の例の陽極側高電圧ソケットの上面図。
【図１３】従来の高電圧ソケットの第二の例の構造図。
【図１４】従来の高電圧ソケットの第三の例の構造図。
【図１５】従来の高電圧ソケットの第四の例の構造図。
【符号の説明】
１０、１３０・・・Ｘ線管装置
１２・・・Ｘ線管容器
１４・・・回転陽極Ｘ線管（Ｘ線管）
１６・・・絶縁油
１８・・・回転陽極（陽極）
２０・・・ターゲット円盤
２２・・・陰極
２４・・・外囲器
２６・・・陽極端
４０・・・陰極側ソケット取付部
４２・・・陽極側ソケット取付部
４４、９８、１０４、１１２、１３２、２１０、２２０・・・陰極側高電圧ソケット
４６、１３４、１８０・・・陽極側高電圧ソケット
５２・・・焦点
５６・・・集束電極
６０・・・ステム
６２・・・ステムリード線
６４、１０６、１３６・・・陰極リード線
６６、１３８・・・陽極リード線
６８・・・開口部
７０・・・フランジ部
７２、１５０・・・端子
７４、９２、１００、１１０、１１４、１４０、１８２・・・リード結合部
７６、１４２、２１２・・・ソケット本体
７７、１４４、２１３・・・ソケット絶縁筒
７８・・・円筒部
８０、１４６・・・底部（端子取付け部）
８２・・・中空部
８４・・・穴
９２・・・キー溝
９６・・・絶縁カバー
１０２、１５８、２１６・・・絶縁物
１４８・・・リード結合部カバー
１５２・・・丸小ねじ
１５４・・・ねじ穴
１５６・・・リード線引出し口
１６２・・・リード端末
１６４・・・ターミナル
１６６・・・半田
１６８・・・穴
１６９・・・突出部
１７０・・・リード線
１７２・・・銅より線（芯線）
１７４・・・被覆
１８４、１９４、１９８、２０２・・・導通片
１８８、１９６、２００・・・内周
１９０、１９５、１９９、２０３・・・帯状体
１９２、１９７、２０４・・・接続部
２２２・・・捩り線
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用Ｘ線管装置などに使用される高電圧ソケットに係り、特に医用Ｘ線管装置などが１００ｋＶ〜１５０ｋＶの高電圧下で使用される場合において放電などの発生がなく安定した性能を発揮することができる高電圧ソケットの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医用Ｘ線装置などにおいて、医用Ｘ線管装置（以下、Ｘ線管装置という）と医用Ｘ線高電圧装置（以下、Ｘ線高電圧装置という）との間で高電圧回路を接続する場合には、通常両端末に高電圧プラグを備えた高電圧ケーブルと、Ｘ線管装置及びＸ線高電圧装置に取り付けられ、前記高電圧プラグとの嵌合部を備えた高電圧ソケットを用いて行われる。このため、機器の互換性などを考慮して、高電圧ソケットと高電圧プラグに関しては、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ４７３１（医用Ｘ線装置用高電圧プラグ及びソケット）に種類や構造などが規定されている。特に、構造については、高電圧ケーブルの共用に鑑み、高電圧プラグと高電圧ソケットとの嵌合部の寸法が細かく規定されている。しかし、高電圧ソケットの外側の形状、寸法などについては、取り付けられる装置との関連性があるため、参考寸法などが記載されているのみで、特に規定はされていない。
【０００３】
図９及び図１０に従来のＸ線管装置の一例の構造を示す断面図を、図１０に従来の高電圧ソケットの第一の例の構造図を、それぞれ示す。図９において、Ｘ線管装置１０のＸ線管容器１２内に回転陽極Ｘ線管（以下、Ｘ線管と略称する）１４が絶縁油１６に浸漬されて内包されている。Ｘ線管１２は、Ｘ線を発生するターゲット円盤２０を備えた回転陽極（以下、単に陽極と呼ぶ場合もある）１８と、電子ビームを発生する陰極２２と、回転陽極１８と陰極２０と絶縁支持し、真空気密に内包する外囲器２４とを備えている。また、Ｘ線管１２は、陽極端２６を陽極側支持体２８により、外囲器２４の陰極側外周を陰極側支持体３０により、それぞれＸ線管容器１２の内壁に絶縁支持されている。Ｘ線管１４の回転陽極１８のロータ３２の外周部には、回転陽極１８を回転駆動するためのステータ３４が配置され、このステータ３４はＸ線管容器１２の内壁にステータ支持体３６により支持されている。また、Ｘ線管１４の外囲器２４の最大径部２４ａのターゲット円盤２０の近傍に管球Ｘ線放射窓３８が取り付けられている。
【０００４】
Ｘ線管容器１２はほぼ円筒状をしていて、金属材料から成り、円筒の内面には鉛板などを貼り、防Ｘ線、防電撃構造をとっている。Ｘ線管容器１２の円筒長手方向の両端部に近い位置に２個の高電圧ソケット（４４、４６）を取り付けるための２個のソケット取付部（４０、４２）が設けられている。陰極側ソケット取付部４０には陰極側高電圧ソケット４４が、陽極側ソケット取付部４２には陽極側高電圧ソケット４６がそれぞれ取り付けられている。また、Ｘ線管容器１２の円筒長手方向の中央部には、容器Ｘ線放射窓４８を取り付ける放射窓部５０が設けられている。Ｘ線管１４は、この放射窓部５０の中心位置とＸ線管１４のターゲット円盤２０上に形成される焦点５２の位置が一致するようにＸ線管容器１２内に固定される。
【０００５】
Ｘ線管装置１０の高電圧ソケット４４、４６には、外部のＸ線高電圧装置から高電圧ケーブル（図示せず）を経由して高電圧が供給される。この高電圧はＸ線管１４の陽極１８と陰極２２との間に印加され、Ｘ線を発生するために利用されるが、陽極側高電圧ソケット４６には正電位の高電圧が、陰極側高電圧ソケット４４には負電位の高電圧がそれぞれ印加される。更に、陰極側高電圧ソケット４４には、Ｘ線管１４の陰極２２での電子発生のために利用されるフィラメント加熱電圧もＸ線高電圧装置から供給される。このため、陽極側高電圧ソケット４６と陰極側高電圧ソケット４４とでは、端子の接続や構造が異なるのが通例である。
【０００６】
Ｘ線管１４の陰極２２は、熱電子の放出源となるフィラメント５４と、フィラメント５４を収容する集束電極５６と、集束電極５６を保持するホルダー５８と、ホルダー５８を支持するステム６０などを備えている。フィラメント５４はタングステン線などをコイル状に巻いたものが多く用いられ、これをフィラメント加熱電圧にて加熱することにより熱電子を放出する。集束電極５６はフィラメント５４を収容する電子集束溝を備え、高電圧印加時にこの電子集束溝およびその周辺に形成される電位分布によってフィラメント５４から放出された熱電子を集束して、陽極１８のターゲット円盤２０上に必要な焦点５２を形成している。Ｘ線管１４では通常２種類の寸法の異なる焦点（大きい寸法のものを大焦点、小さい寸法のものを小焦点という）を有しているため、陰極２２は２個のフィラメント５４と、２個の電子集束溝を設けた集束電極５６を備えている。ホルダー５８は、集束電極５６を支持する部分を有する板状体と、ステム６０の先端部を覆う円筒部とから成り、主として金属材料で形成されている。ステム６０は主要部分がガラスなどの絶縁物から成り、その中心軸近傍に複数本のステムリード６２が通常環状に埋め込まれている。ステム６０の外周は外囲器２４の陰極側と結合されている。ステム６０のリード線６２はフィラメント５４及び集束電極５６へのフィラメント加熱電圧及び陰極電位の供給と、ホルダー５８の支持に使用されている。
【０００７】
Ｘ線管１４と高電圧ソケット４４、４６の端子との間の高電圧の接続はリード線６４、６６によって行われている。陽極リード線６６が１本であるのに対し、陰極リード線６４の本数はＸ線管１４の陰極２２の構造の違い、すなわちフィラメント５４の数の違いや電極構造の違い（グリッド電極を有するか否か）などによって異なり、２〜４本となっている。２極管構造のものでは、単一焦点の場合には２本、二焦点の場合には３本となるが、３極管構造のものではグリッド電極の分として更に１本増加する。現状では、２極管構造で二焦点のものが多いので、３本のものが多い。これに対応して、陰極側高電圧ソケット４４も３端子のものが多く用いられている。
【０００８】
図１０は、図９のＢ−Ｂ’断面図で、陰極側高電圧ソケット４４のＸ線管容器１２への取付構造と陰極リード線６４の配線状況を説明するために示したものである。図１１は、前述の如く、従来の陰極側高電圧ソケットの第一の例の構造を示したもので、図９及び図１０のＸ線管装置１０にはこのような構造の陰極側高電圧ソケットが使用されている。図１０において、陰極側ソケット取付部４０は大略円筒形状をしており、Ｘ線管容器１２の中心軸方向に対し直交する方向に、中心軸から離れた位置に設けられており、円筒の一端には開口部６８を有する。この開口部６８に陰極側高電圧ソケット４４のフランジ部７０がパッキンなどを介して油密に固定される。陰極側高電圧ソケット４４は陰極リード線６４と結合するための端子７２を備え、その先端のリード結合部７４において陰極リード線６４の一端と端子７２が接続されている。図示のものでは、Ｘ線管１４が二焦点を有するため、陰極リード線６４は３本あり、それぞれ大焦点フィラメント用、小焦点フィラメント用、両焦点共通用となる。陰極リード線６４の他端にはステム６０のステムリード線６２が嵌合する金属チューブなどが取り付けられ、その金属チューブなどがステムリード線６２と結合される。
【０００９】
次に、図１１を用いて、従来の陰極側高電圧ソケットの構造について説明する。図１１において、陰極側高電圧ソケット４４は、ソケット本体７６とリード結合部７４とから成る。また、ソケット本体７６はソケット絶縁筒７７と高電圧接続のための端子７２とから成る。ソケット絶縁筒７７は図示の如く大略底の付いた円筒形状をしており、円筒部７８と底部８０とフランジ部７０と中空部８２とから成る。このソケット絶縁筒７７の中空部８２に高電圧ケーブルの先端に取り付けられた高電圧プラグ（以下、プラグと略称する場合もある）が挿入される。ソケット絶縁筒７７は高い絶縁性能を要求されるため、充填材の入ったエポキシ樹脂などの絶縁物を成型して作られている。底部８０には高電圧接続のための端子７２が複数個取り付けられている。この端子７２は導電性の良い金属材料から成り、中空部８２側の端面には高電圧ケーブルのプラグの接触子が嵌合する穴８４を有し、外側に突出した部分にはＸ線管１４の陰極２２に給電するための陰極リード線６４を接続するリード接続部８６を有する。更に端子７２は、それをソケット絶縁筒７７の底部８０に取り付けるためのねじ部８８なども備えている。端子７２は、リード結合部７４の側で、そのねじ部８８とナット９０によって、ソケット絶縁筒７７の底部８０に固定されている。端子７２の部分の油密は底部８０との間にパッキン（図示せず）などを挿入して行っている。
【００１０】
陰極側高電圧ソケット４４のリード結合部７４においては、端子７２の先端のリード接続部８６にて陰極リード線６４が半田付けなどにより結合されている。半田付けをする場合には端子７２の先端に設けた穴に陰極リード線６４の銅線の一端を挿入して、半田付けしている。また、ソケット絶縁筒７７のフランジ部７０の内側にはキー溝９２が設けられており、このキー溝９２と高電圧ケーブルのプラグに設けられているキー凸部とを嵌合させることにより、陰極側高電圧ソケット４４の３個の端子７２と高電圧ケーブルのプラグの３個の接触子との位置合わせが行われている。ここで、ソケット本体７６の３個の端子７２は円筒部７８の中心軸を中心にして円周上に１２０度間隔で配置されており、キー溝９２の方向に両焦点共通用のリード線に結合される端子（以下、共通リード端子という）が位置する。
【００１１】
陽極側高電圧ソケット４６と陽極側ソケット取付部４２についても、陰極側高電圧ソケット４４と陰極側ソケット取付部４０とほぼ同じ構造をしているが、陽極側高電圧ソケット４６ではリード結合部にて接続される陽極リード線６６が１本である点で異なる。このため、陽極側高電圧ソケット４６では、図１２に示す如く、リード結合部７４において、ソケット本体７６の３個の端子７２を同電位にするために円板状の導通板９４が用いられており、その導通板９４をソケット本体７６の底部８０の上面に配置して３個のナット９０で固定している。陽極リード線６６との接続は１個の端子７２の先端でのみ接続されている。導通板９４はアルミニウムやめっきを施した鉄鋼などの板材で作られており、３個の端子７２のねじ部８８を通すための穴が設けられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｘ線管装置は高出力化が求められており、Ｘ線管装置が大型化される傾向にある。しかし、Ｘ線管装置はＸ線ＣＴ装置などに搭載されるため、その大型化も最小限に抑える必要があり、Ｘ線管容器の外形を小さくする必要がある。そのため、Ｘ線管容器の内壁と高電圧が印加される高電圧ソケットの端子との間の距離には制限があり、図９などに示すような従来のＸ線管装置１０の高電圧ソケット４４、４６では、以下に記すような問題があった。
【００１３】
高電圧ソケット４４、４６の端子７２の先端部に設けられたねじ部８８のねじ山が鋭利な形状となっていること、このねじ部８８に嵌合するナット９０の外周が角張った形状をしていること、また端子７２の全体としての形状が円柱状であるため、円柱の端部が角張っていることなどで、Ｘ線管装置１０に高電圧を印加したときに、上記の端子７２などの尖った部分に電界の集中が起こり、この局部的な高電界部の発生により、絶縁油１６の中で放電を起こす場合があった。
【００１４】
また、高電圧ソケット４４、４６をＸ線管装置１０に取り付ける場合、上記の如く高電圧ソケット４４、４６の端子７２とＸ線管１４のステムリード線６２及び陽極端２６との間をリード線６４、６６にて接続しているが、その際に高電圧ソケット４４、４６の端子７２に接続されたリード線６４、６６が高電圧ソケット４４、４６の上方向に引き出されているため、リード線６４、６６を折り曲げて配線されている。しかし、リード線６４，６６を高電圧ソケット４４、４６の上方向に引き出していることに起因して、リード線６４、６６とＸ線管容器１２の内壁との距離が接近し、リード線６４、６６とＸ線管容器１２との間で放電する場合があった。
【００１５】
上記の油中放電の防止のために、高電圧ソケット及び周辺部について、種々の改良が行われている。先ず、第１の改良例としては、Ｘ線管容器１２と高電圧ソケットとの間に絶縁隔壁を設けたものがある。図１０に破線で示した如く、陰極側高電圧ソケット４４のリード結合部７４の周辺を覆うように絶縁カバー９６を配置したものである。この絶縁カバー９６は底付き円筒形状をしており、側面に陰極リード線６４を引き出すための切り込み溝が設けられている。その材料としては、充填材入りのエポキシ樹脂などが用いられている。この改良は陽極側高電圧ソケット４６についても行われている。この改良によって、高電圧ソケット４４、４６の端子７２とＸ線管容器１２の内壁との間の直接的な油中放電は防止されたが、高電圧ソケット４４、４６の端子７２の周辺の高電界は緩和されていないため、端子７２の周辺での微小油中放電は抑止されていない。
【００１６】
次に、第２の改良例を図１３に示す。図１３は従来の高電圧ソケットの第二の例の構造図を示したものである。この第二の側の陰極側高電圧ソケット９８では、そのリード結合部１００の周辺部は充填された絶縁物１０２で被覆されている。絶縁物１０２としては、充填材の入らない透明なエポキシ樹脂が用いられており、端子７２周辺におけるエポキシ樹脂充填の欠陥（例えば、クラックや気泡）の有無の確認ができるようになっている。また、この従来例では、高電圧ソケット９８の外周に上記の絶縁カバー９６を追加適用している場合もある。これらの改良は陽極側高電圧ソケットについても行われている。この改良例では、高電圧ソケットのリード結合部の電界は大幅に緩和され、この部分からの放電は防止されるが、他の部分の放電が抑止されないことや透明なエポキシ樹脂がねじ部８８の近傍でクラックを発生するという副作用が発生する場合があるなどの問題がある。
【００１７】
次に、第３の改良例を図１４に示す。図１４は従来の高電圧ソケットの第三の例の構造図を示したものである。この第三の例の陰極側高電圧ソケット１０４では、陰極リード線１０６をソケット本体７６の中心軸にほぼ直交する方向に引き出している。図１４において、陰極リード線１０６の先端に圧着端子１０８が取り付けられており、その圧着端子１０８を端子７２とナット９０にて挟んで固定することにより、陰極リード線１０６と陰極側高電圧ソケット１０４の端子７２が接続されている。この改良は陽極側高電圧ソケットについても行われている。この改良例では、陰極リード線１０６をソケット本体７６の中心軸にほぼ直交する方向に引き出したことにより、陰極リード線１０６とＸ線管容器１２の内壁との距離が広がり、高電圧印加時の陰極リード線１０６の周辺の電界が緩和される。しかし、リード結合部１１０のねじ部８８やナット９０の角部などの尖り部分における電界集中の問題は残り、更に、圧着端子１０８の端部の角張りなどの尖り部分における電界集中の問題が追加される。
【００１８】
次に、第４の改良例を図１５に示す。図１５は従来の高電圧ソケットの第四の例の構造図を示したものである。この第四の例の陰極側高電圧ソケット１１２では、リード結合部１１４の周辺にコロナリング１１６を設けている。コロナリング１１６は図示の如くアルミニウムや鉄鋼などの薄い金属板をリング状に丸めたもので、このコロナリング１１６がソケット本体７６の底部８０に、端子７２のねじ部８８やナット９０を囲むように取り付けられている。このコロナリング１１６はソケット本体７６と接する側に端子７２への取付部が設けられており、この取付部をソケット本体７６の一つの端子（共通端子）７２に固定することにより、Ｘ線管１４の陰極２２と同電位に保たれている。この改良は陽極側高電圧ソケットについても行われている。この改良例では、高電圧ソケットの端子７２のねじ部８８やナット９０などのリード結合部１１４の周辺の電界集中は緩和されるが、リード線６４、６６がソケット本体７６の上方向に引き出していることによる電界集中の問題は残っている。
【００１９】
また、従来の高電圧ソケットの改良例については、いくつかの改良を組み合わせることにより、例えば図１３の第二の例と図１４の第三の例を組み合わせることにより、油中放電の問題は大幅に改善される。しかし、これらの高電圧ソケットの改良に付随して高電圧ソケットの強度の問題が発生している。すなわち、Ｘ線管装置の使用時に絶縁油の温度が上昇すると、高電圧ソケットのリード結合部の周辺に充填した樹脂が、この樹脂と端子及びその周辺の金属部品との熱膨張率の差異により、両者の界面で大きな熱応力が生じ、樹脂のクラックを引き起こし、樹脂が剥がれる場合がある。これに伴い、高電圧ソケットの端子及びその周辺部で油中放電を起こすことがある。
【００２０】
以上のことに鑑み、本発明では、Ｘ線管装置の使用時にＸ線管容器内の絶縁油中で発生する放電を防止し、かつ高強度を保持する高電圧ソケットと、これを組み込んで、安定した使用を可能にしたＸ線管装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するため、本発明の高電圧ソケットでは、円筒部の一端に板状の底部を有し、他端の外周にドーナツ板状のフランジ部を有し、絶縁材料から成るソケット絶縁筒と、該ソケット絶縁筒の底部に取り付けられた複数個の大略円柱状をしていて、導電性の金属材料から成る端子とを持つソケット本体と、該ソケット本体の端子に結合される１本以上のリード線とを備え、前記端子は前記ソケット絶縁筒の中心軸に対し同じ半径の円周上に前記底部を貫通して配列されており、前記端子の前記底部の内面側にある面には高電圧プラグの接触子が嵌合するための穴が設けられており、前記端子の前記底部の外面側にある面またはその近傍にて前記リード線と電気的に結合されている高電圧ソケットにおいて、前記端子は前記ソケット絶縁筒の底部に埋め込まれており、前記リード線のリード端末が前記端子の前記底部の外面側にある面に頭の丸い雄ねじにて固定されている（請求項１）。
【００２２】
この構成では、高電圧ソケットのソケット本体の端子にリード線のリード端末を固定するのに頭の丸い雄ねじを使用しているので、このリード結合部の表面が丸味を帯びて、なだらかになるため、このリード結合部の電界が従来品に比べ大幅に緩和される。更に、リード結合部における頭の丸い雄ねじの上面のソケット本体の底部の表面からの高さが大幅に低くなるため、リード結合部とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることができる。
【００２３】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記頭の丸い雄ねじが丸小ねじである。この構成では、頭の丸い雄ねじとして丸小ねじを用いているので、リード結合部の表面は丸味を帯びて、なだらかとなり、また、リード結合部における丸小ねじの頭のソケット本体の底部の表面からの高さも従来品に比べて大幅に低くなるので、請求項１の高電圧ソケットと同じ効果が得られる。
【００２４】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記リード線の端末に導電性を有する平板状のリード端末を取り付け、該リード端末を前記頭の丸い雄ねじにて前記端子の前記底部の外面側にある面に固定し、前記リード線を前記ソケット本体の中心軸とほぼ直交する方向（以下、横方向と略称する）に引き出したものである（請求項２）。
【００２５】
この構成では、高電圧ソケットの端子に結合されるリード線のリード端末が平板状に形成されているので、リード結合部を固定する頭の丸い雄ねじの頭のソケット本体の底部の表面からの高さが従来品に比べ大幅に低くなり、リード結合部の電界を大幅に緩和することができる。また、リード線をソケット本体の横方向に引き出しているので、この高電圧ソケットをＸ線管装置に適用したとき、リード線とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることが可能となり、リード線の表面の電界が緩和し、リード線の周辺の絶縁油中での放電が抑制される。
【００２６】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記リード端末は外周の大部分が円形で、その一部分に大略長方形の突起部を有し、前記円形の中心には前記頭の丸い雄ねじの通る穴を有する板状体（以下、ターミナルという）であり、前記リード線の端末と前記ターミナルとの接続を前記ターミナルの突起部にて行い、前記リード線を前記ソケット本体の端子に前記ターミナルの穴を介して前記頭の丸い雄ねじにて固定している。この構成では高電圧ソケットの端子に結合されるリード線のリード端末として平板状のターミナルを使用したことにより、リード線を横方向に引き出し易い構造となっている。また、ターミナルの穴を介してリード線を端子に固定しているので、リード線の固定は容易であり、リード線を固定する頭の丸い雄ねじの頭の底部の表面からの高さも低くすることができる。
【００２７】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体の端子の前記底部の外面側にある面に前記リード線のリード端末を前記頭の丸い雄ねじにて固定した後に、前記端子と前記リード線のリード端末との結合部（以下、リード結合部という）を覆うように絶縁性樹脂でモールドし、前記リード結合部を絶縁性樹脂にて埋め込んだものである。この構成では、高電圧ソケットの端子とリード線の結合に頭の丸い雄ねじを用い、更に、このリード結合部を絶縁性樹脂でモールドして埋め込んでいるので、高電位となるリード結合部の電界は大幅に緩和され、リード結合部とＸ線管容器内壁との間の絶縁油中の放電は抑制される。
【００２８】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記絶縁性樹脂は透明である。この構成では、高電圧ソケットのリード結合部を覆うようにモールドした絶縁性樹脂が透明であるため、リード結合部及びその周辺に発生するモールドの欠陥、例えばクラックや気泡などを目視にて容易に検出することができるので、欠陥のない高強度の高電圧ソケットを提供することができる。
【００２９】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体のソケット絶縁筒が前記底部から、その外面側に同じ外径で延長され、前記リード結合部を囲む円筒部（以下、リード結合部カバーという）を有し、該リード結合部カバーはその周方向の一部に開口部を備えており、該開口部から前記リード線を横方向に引き出したものである。この構成では、高電圧ソケットのリード結合部の周囲を絶縁材料から成る円筒状のリード結合部カバーで囲んでいるので、リード結合部から周方向への放電は抑制される。また、高電圧ソケットのリード線をソケット本体の横方向に引き出しているので、Ｘ線容器の内壁との間の距離を大きくすることができ、リード線の表面の電界を緩和することができる。
【００３０】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体の端子と前記リード線のリード端末を結合して、前記リード線を横方向に引き出した後、前記ソケット絶縁筒のリード結合部カバーの内側を、前記リード結合部を覆うように絶縁性樹脂でモールドし、前記リード結合部を絶縁性樹脂にて埋め込んだものである。この構成では、高電圧ソケットのリード結合部及びその周辺部を絶縁性樹脂でモールドしているので、リード結合部の電界が緩和され、リード結合部とＸ線管容器内壁などとの間の放電は抑制される。また、リード線をソケット本体の横方向に引き出しているので、リード線とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることができる。
【００３１】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記リード線は１本であり、前記複数個の端子の前記底部の外面側にある面を、厚さが薄く幅が狭い帯状体で構成され、導電性材料から成る１個以上の導通片と複数個の頭の丸い雄ねじにて接続して導通させ、前記リード線のリード端末を前記端子のうちの１個に前記頭の丸い雄ねじにて結合したものである。（請求項３）。この構成では、高電圧ソケットの複数個の端子を同電位にするために、厚さが薄く幅の狭い帯状体から成る導通片を使用しているので、リード結合部及びその周辺部に絶縁性樹脂を充填したときには、絶縁性樹脂と導通片との接触面積が小さくなり、温度上昇時に両者の界面に生じる熱応力を従来品に比べ大幅に緩和することができる。その結果、絶縁性樹脂と導通片との間の剥離や絶縁性樹脂のクラックなどを防止することができるので、高強度の陽極側高電圧ソケットが得られる。
【００３２】
また本発明の高電圧ソケットでは、前記導通片はその外形が長円形となるように前記帯状体で形成されており、前記端子と前記導通片との接続を前記長円形の両端に位置する半円形部にて行っている。この構成では、導通片の長円形の両端の半円形部を頭の丸い雄ねじで端子に固定することによって、２個の端子の導通接続をすることができるので、端子の導通作業は容易である。また、導通片は長円形であり、単純な形状であるので、加工は容易である。
【００３３】
また、本発明の高電圧ソケットでは、前記ソケット本体の前記複数個の端子に結合された複数本のリード線を一緒に捩り合わせて、前記ソケット本体の横方向に引き出したものである。この構成では、ソケット本体の複数個の端子に結合された複数本のリード線をまとめて捩り合わせて１本の捩り線としているので、この捩り線の外径は１本のリード線の外径と比べて約２倍以上となるので、この捩り線の外周における電界は１本のリード線の場合のものに比べ大幅に低下する。その結果、リード線の表面からの放電を抑制することができる。
【００３４】
また、本発明のＸ線管装置は、前記本発明の高電圧ソケットを、陰極側高電圧ソケット及び陽極側高電圧ソケットのうちの少なくとも一方に用いている（請求項４）。本発明の高電圧ソケットでは、そのリード結合部及びリード線の周辺部の電界が緩和されて、その周辺の絶縁油中での放電を抑制する効果が得られるので、これを適用したＸ線管装置では、高電圧ソケット周辺の絶縁油中での放電を防止することができる。更には、高電圧ソケットの高絶縁性能を生かして、Ｘ線管装置の小型化も可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高電圧ソケットとそれを用いたＸ線管装置の実施例について添付図面を参照しながら説明する。以下において、図面の中で従来例のものと同じ構成の要素については同じ符号を用いることにする。
図１は本発明に係る高電圧ソケットの第一の実施例の構造図、図２は図１の部分拡大図、図３は本発明に係るＸ線管装置の一実施例の構造を示す断面図、図４は図３のＡ‐Ａ´断面図である。ここで、図３のＸ線管装置には、図１の高電圧ソケットが使用される。
【００３６】
先ず、図１、図２を用いて本発明に係る高電圧ソケットの第一の実施例について説明する。図１には、本実施例の陰極側高電圧ソケットの構造図を、図２には陰極リード線のリード端末の拡大図をそれぞれ示している。図１において、図１（ａ）は陰極側高電圧ソケット全体の縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ方向から視た図で、リード結合部を上面から見た図である。図１（ａ）において、陰極側高電圧ソケット１３２はソケット本体１４２とリード結合部１４０とから構成される。本実施例では、リード結合部１４０とその周辺のソケット本体１４２の構造に特徴がある。
【００３７】
ソケット本体１４２は絶縁物のソケット絶縁筒１４４と導電体の端子１５０とから成る。ソケット絶縁筒１４４は充填材入りのエポキシ樹脂などの絶縁物から成り、円筒部７８とフランジ部７０と底部１４６と中空部８２とリード結合部カバー１４８を有する。円筒部７８、フランジ部７０、中空部８２は従来品とほぼ同じ構造をしており、フランジ部７０はＸ線管容器に取り付けるための中空、円板状のフランジであり、円筒部７８と中空部８２は高電圧ケーブルのプラグが挿入される中空の円筒部である。また、円筒部７８の入口の内周側には高電圧ケーブルのプラグのキー凸部が嵌合するキー溝９２が設けられている。
【００３８】
次に、ソケット１４４の底部１４６は円筒部７８の底となる部分で、フランジ部７０とは反対側に位置し、円板状をしている。この底部１４６には３個の端子１５０がソケット本体１４２の中心軸を中心にした円周上に１２０度間隔で埋め込まれている。この端子１５０の埋め込みは通常モールド成型加工によって行われている。３個の端子１５０のうちの１個の端子１５０は上記のキー溝９２の方向に位置する。リード結合部カバー１４８は底部１４６の円筒部７８とは反対側に接続されており、長さの短い円筒形をしている。リード結合部カバー１４８の短い円筒はリード結合部１４０を囲むように配置され、高電位のリード結合部１４０とその周囲のアース電位の部分（例えばＸ線管容器の内壁など）との間の絶縁隔壁となる。リード結合部カバー１４８の円周の一部に陰極リード線１３４を外部に引き出すための溝状のリード線引出し口１５６を設けている。このリード線引出し口１５６の形状は溝状に限定されず、円形または角形の穴でもよい。このリード線引出し口１５６は陰極リード線１３４をＸ線管容器１２の内壁からできるだけ離すために通常Ｘ線管の陰極のステムリード線に近い側に設けられる。
【００３９】
ソケット絶縁筒１４４に埋め込まれている３個の端子１５０は円柱状をしていて、中空部８２側（底部１４６の内面側）には高電圧ケーブルのプラグの接触子が嵌合する穴８４が設けられており、リード結合部１４０側（底部１４６の外面側）にはリード線接続のために用いられるねじ穴１５４が設けられている。端子１５０の材料としては導電性のよい金属が用いられている。リード結合部１４０においては、３本の陰極リード線１３６のリード端末１６２が頭の丸い雄ねじ１５２を用いて３個の端子１５０に固定されている。
【００４０】
本実施例の陰極側高電圧ソケット１３２では、リード結合部１４０における３本の陰極リード線１３６の配置は図１（ｂ）に示す如く行われており、また、陰極リード線１３６のリード端末１６２の構造は図２に示す如くなっている。図１（ｂ）において、陰極側高電圧ソケット１３２の端子１５０及び陰極リード線１３６のリード端末１６２を固定する丸小ねじ１５２は、高電圧ソケット１３２の中心軸を中心にして円周方向に１２０度間隔で配置されている。３本の陰極リード線１３６のリード端末１６２は引き出し方向がリード線引出し口１５６の方に向くように、丸小ねじ１５２にて端子１５０に固定され、３本の陰極リード線１３６はリード線引出し口から横方向に引き出される。
【００４１】
図２において、陰極リード線１３６のリード端末１６２はリード線１７０の端部にターミナル１６４を半田１６６で取り付けたものである。ターミナル１６４は薄い金属板から成り、その形状は外周の一部に長方形の突出部１６９のある円板で、円板の中心には丸小ねじ１５２で固定するための穴１６８が設けられている。リード線１７０には通常絶縁被覆１７４の施された銅より線（以下、芯線という）１７２が用いられており、その端部では絶縁被覆１７４が剥かれて、芯線１７２が露出されている。このリード線７０の端部の芯線１７２がターミナル１６４の突出部１６９に半田１６６で結合される。ここで、芯線１７２の結合をより確実にするために、ターミナル１６４の突出部１６９に小穴を設け、芯線１７２を小穴に通した後に半田付けをしてもよい。
【００４２】
図１において、ソケット絶縁筒１４４のリード結合部カバー１４８の内周側には絶縁物１５８が充填されている。この絶縁物１５８は高電位となるリード結合部１４０の電界を緩和するためのもので、エポキシ樹脂などの合成樹脂が用いられる。この合成樹脂としては、絶縁物１５８の内部にクラックや気泡などの欠陥の有無を目視で確認できるように充填材の入らないものがよい。また、絶縁物１５８の厚さは図示ではリード結合部カバー１４８の高さと同じにしてあるが、これに限定されず、リード結合部１４０の丸小ねじ１５２の頭やリード端末１６２などを完全に覆うことができればよいので、それらのものより２〜３ｍｍ以上高くなるような厚さでもよい。また、この絶縁物１５８の充填作業は、例えば高電圧ソケット１３２を結合部カバー１４８が上になるように置き、リード結合部カバー１４８の外周にプラスチックフィルムなどを巻いてリード線引出し口１５６を覆って、上方向から液状の合成樹脂を必要な高さまで流し込み、その後静止して固化する。ここで、プラスチックフィルムには予め陰極リード線１３６を通す穴をリード線引出し口１５６に対応する位置にあけておき、陰極リード線１３６を通した後に合成樹脂が漏れないように接着剤などで封止しておき、合成樹脂の固化後除去する。
【００４３】
本実施例では、リード線１３６のリード端末１６２を端子１５０に結合するために、頭の丸い丸小ねじ１５２を使用しているが、このねじは頭の丸い小さい雄ねじであれば同じ効果を発揮できるので、他の類似形状の雄ねじ、例えばトラスねじなどを使用してもよい。トラスねじの場合、頭が丸く、更に頭の高さが丸小ねじより低いので、リード結合部１４０の底部１４６の表面からの高さを丸小ねじ１５２の場合より低くすることができる。その結果、リード結合部１４０とＸ線管容器の内壁との距離が広がるので、電界緩和の効果がより向上する。
【００４４】
また、本実施例では、リード線１３６のリード端末１６２として円板状のターミナル１６４を使用しているが、このリード端末としてはこれに限定されず、厚さの薄い他の端末用部品を用いてもよい。例えば、圧着端子なども使用可能である。圧着端子を使用した場合には、リード線１７０との結合部が機械的にかしめられるため、強度は向上するが、この結合部の長さはターミナル１６４を使用した場合よりも長くなる。
【００４５】
また、本実施例では、高電圧ソケット１３２のリード結合部カバー１４８の内周側を絶縁物１５８で充填しているが、この絶縁物１５８は無くても本発明の大部分の効果を発揮することができる。すなわち、本実施例では、リード線１３６のリード端末１６２を端子１５０に固定するのに頭の丸い雄ねじを使用していること、及びリード端末１６２に薄くて小さいターミナル１６４を使用していることにより、高電圧ソケット１３２のリード結合部１４０とＸ線管容器の内壁との間の距離を広げ、かつリード結合部１４０における部品の突起をなくして部品自体の電界強度を低減しているので、リード結合部１４０における電界は従来に比べ大幅に緩和されている。従って、高電圧ソケット１３２の使用環境に応じて、特にリード結合部１４０周辺の絶縁油の温度の上昇を考慮して、絶縁物１５８の要否を判断する必要がある。
【００４６】
次に、本実施例を陽極側高電圧ソケット１３４に適用した場合について、図１を参照しながら簡単に説明する。陽極側高電圧ソケット１３４の場合、通常陽極リード線１３８は１本であるので、高電圧ソケットの１個の端子１５０（例えば共通端子）にのみ接続される。更に、この陽極リード線１３８はリード線引出し口１５６から横方向に引き出される。このとき、陽極リード線１３８は陰極リード線１３６と同様にリード端末１６２を取り付けて、丸小ねじ１５２を用いて端子１５０に固定される。また、３個の端子１５０については、図１２の従来例に示したような円板状の導通板９４を用いて同電位にしている。リード結合部カバー１４８の内周側の絶縁物１５８については、陰極側高電圧ソケット１３２の場合と同様に必要に応じて充填する。
【００４７】
次に、図３、図４を用いて、本発明に係る高電圧ソケットを用いたＸ線管装置について説明する。図３において、本発明のＸ線管装置１３０では、Ｘ線管１４が防Ｘ線、防電撃構造のＸ線管容器１２内に絶縁油１６に浸漬されて内包されている。Ｘ線管１４は回転陽極１８と陰極２２とこれらを絶縁支持し真空気密に内包する外囲器２４とから成る。Ｘ線管容器１２はＸ線管１４の中心軸に沿うほぼ同筒形状をしており、その円筒長手方向の両端部には陰極側ソケット取付部４０と陽極側ソケット取付部４２が設けられ、その中央部には放射窓部５０が設けられている。Ｘ線管１４は陽極端２６を陽極側支持体２８により、外囲器２４の陰極側外周を陰極側支持体３０により、それぞれＸ線管容器１２の内壁に絶縁支持されている。また、Ｘ線管１４の回転陽極１８のロータ３２の外周部にはステータ３４が配置され、Ｘ線管容器１２の内壁にステータ支持体３６により支持されている。
【００４８】
Ｘ線管１４の回転陽極１８は、陰極２２からの電子線を焦点（Ｘ線源）５２で受けてＸ線を放射する円板状のターゲット円盤２０と、これを支持しステータ３４からの回転磁界を受けて回転するロータ３２と、これを回転自在に支持する回転支持部（図示せず、陽極端２６を含む）などから成る。また、Ｘ線管１４の陰極２２は、熱電子を放出するフィラメント５４と、フィラメント５４を支持する集束電極５６と、集束電極５６を保持するホルダー５８と、ホルダー５８を支持するステム６０などから成る。フィラメント５４はタングステン線をコイル状に巻いたもので、通常大焦点用のものと小焦点用のものと、２個ある。集束電極５６は、フィラメント５４から放出された熱電子をターゲット円盤２０上の焦点５２に集束するための２個の電子集束溝と、フィラメント５４の支持部を備えている。ホルダー５８は、集束電極５６を支持する部分を有する板状体と、ステム６０のリード線６２を覆う円筒部とから成る。ステム６０は主要部分はガラスなどの絶縁物から成り、その中心軸近傍に複数本のステムリード線６２が環状に埋め込まれている。ステム６０の外周は外囲器２４の陰極側端部に結合されている。ステムリード線６２としては、フィラメント加熱電圧をフィラメント５４に接続するためのもの３本と、ホルダーを支持するためのものなどがあり、３本以上必要となる。
【００４９】
Ｘ線管容器１２の陰極側ソケット取付部４０には本発明に係る陰極側高電圧ソケット１３２が、陽極側ソケット取付部４２には本発明に係る陽極側高電圧ソケット１３４が、それぞれのフランジ部７０をパッキンなどを介してソケット取付部４０、４２の開口部６８に固定することにより取り付けられる。また、陰極側高電圧ソケット１３２からの３本の陰極リード線１３６はＸ線管１４の陰極２２のステムリード線６２に接続され、陽極側高電圧ソケット１３４からの陽極リード線１３８はＸ線管１４の陽極１８の陽極端２６に接続される。Ｘ線管容器１２の放射窓部５０には、Ｘ線透過性のよい材料、例えば充填材の入らない合成樹脂などから成る容器Ｘ線放射窓４８が取り付けられる。また、Ｘ線管１４のＸ線管容器１２への取付け時には、Ｘ線管１４の焦点５２の位置と放射窓部５０の中心位置が一致するように、位置の調整が行われる。
【００５０】
本実施例のＸ線管装置１３０をＸ線ＣＴ装置などと組合せて使用する場合には、Ｘ線高電圧装置からＸ線管装置１３０に、Ｘ線管１４の陽極１８と陰極２２との間に印加する高電圧やフィラメント加熱電圧などが供給される。高電圧やフィラメント加熱電圧は高電圧ケーブルを介して供給され、ステータ駆動電圧などは低圧ケーブルで供給される。高電圧などの供給はＸ線管容器１２に取り付けられた高電圧ソケット１３２、１３４の中空部８２に高電圧ケーブルのプラグを挿入し、プラグの接触子を高電圧ソケット１３２、１３４の端子１５０の穴８４に嵌合させて行われる。陽極側高電圧ソケット１３４には正電位の高電圧が、陰極側高電圧ソケット１３２には負電位の高電圧と大焦点または小焦点のフィラメント加熱電圧がそれぞれ供給される。Ｘ線管容器１２内では、正電位の高電圧は陽極側高電圧ソケット１３４から陽極リード線１３８を経由してＸ線管１４の陽極１８の陽極端２６に印加され、負の高電位とフィラメント加熱電圧は陰極側高電圧ソケット１３２から陰極リード線１３６を経由して、Ｘ線管１４の陰極２２のステムリード線６２に印加される。
【００５１】
上記の結果、Ｘ線管１４の陽極端２６と同電位のターゲット円盤２０とステムリード線６２のうちの１本と同電位の集束電極５６との間に高電圧が印加される。また、ステムリード線６２に印加されたフィラメント加熱電圧は大焦点フィラメントまたは小焦点フィラメントのうちの一方のフィラメントの両端に印加される。また、上記のＸ線高電圧装置の操作と並行または先行させて、ステータ駆動電圧をステータ３４に印加することにより、Ｘ線管１４の回転陽極１８を回転させておき、Ｘ線管１４への高電圧負荷印加の準備をしておく。この回転陽極１８が回転している状態で、Ｘ線管１４に高電圧及びフィラメント加熱電圧が印加されると、陰極２２のフィラメント５４が加熱されて熱電子が放射され、この熱電子は陽極１８と陰極２２との間の高電圧によって陽極１８のターゲット円盤２０に向けて加速される。この加速される熱電子は、同時に高電圧によって陰極２２の集束電極５６の集束溝部に形成される電子集束電界によってターゲット円盤２０上の焦点５２に集束されるので、焦点５２に衝突してＸ線を発生する。焦点５２で発生したＸ線の一部がＸ線管１４の管球Ｘ線放射窓３８及びＸ線管容器１２の容器Ｘ線放射窓４８を通して外部に導かれ、Ｘ線撮影などに利用される。ターゲット円盤２０の焦点５２でのＸ線発生効率は非常に低い（約１％以下）ため、Ｘ線管１４への入力は殆んど熱となり、ターゲット円盤２０が加熱される。その後、ターゲット円盤２０からの熱輻射や熱伝導によって、Ｘ線管１４の陽極１８全体や外囲器２４、更には絶縁油１６などが過熱され、温度上昇する。高電圧ソケット１３２、１３４は絶縁油１６からの熱伝達によって温度上昇する。
【００５２】
本実施例のＸ線管装置１３０において、使用時には陰極側高電圧ソケット１３２及び陽極側高電圧ソケット１３４の端子１５０、リード結合部１４０及びリード線１３６、１３８には高電圧が印加されることになるが、高電圧ソケット１３２、１３４の構造を図１、図２に示す如く改善した結果、（１）リード線１３６、１３８を端子１５０に固定するのに頭の丸い雄ねじ（丸小ねじなど）を使用したことにより、リード結合部１４０の電界が緩和されること、（２）リード線１３６、１３８をソケット本体１４２に対し横方向（ソケット本体１４２の中心軸に対して直交する方向）に引き出したことにより、リード線１３６、１３８とＸ線管容器１２の内壁との間の距離が大きくなること、（３）ソケット絶縁筒１４４の上部にリード結合部カバー１４８を設けたことにより、リード結合部１４０の周囲が絶縁物隔壁にて囲われること、（４）リード結合部１４０の周囲に絶縁物１３８を充填することにより、リード結合部１４０の電界が緩和されること、などの効果が得られ、高電圧ソケット１３２、１３４の絶縁耐力を大幅に向上することができた。これに伴い、Ｘ線管容器１３０内の高電圧ソケット１３２、１３４周辺の絶縁油１６中で発生する放電を防止することが可能となった。
【００５３】
次に、図５を用いて、本発明に係る高電圧ソケットの第二の例について説明する。図５は本実施例の高電圧ソケットの上面図、すなわちリード結合部の側から見た図である。本実施例は陽極側高電圧ソケットに係るもので、特にリード結合部の改良に関するものである。図５（ａ）は全体図、図５（ｂ）は主要部品の拡大図である。本実施例の陽極側高電圧ソケット１８０では、ソケット本体１４２は第一の実施例と同じで、リード結合部１８２の部分が異なる。図５（ａ）において、陽極側高電圧ソケット１８０はソケット本体１４２とリード結合部１８２と陽極リード線１３８とから構成され、ソケット本体１４２と陽極リード線１３８のリード端末１６２は図１に示す第一の実施例と同じ構造をしている。リード結合部１８２では、３個の丸小ねじ１５２と２個の導通片１８４によって、３個の端子１５０を同電位にするとともに、１個の端子１５０と陽極リード線１３８との接続を行っている。丸小ねじ１５２は第一の実施例と同じもので、頭の丸い雄ねじである。また、リード結合部カバー１４８の内周側には第一の実施例と同様に絶縁物１５８が充填されている。
【００５４】
図５（ａ）において、リード結合部１８２に同じ形状、寸法の導通片１８４が２個使用されているが、その形状は図５（ｂ）の如くなっている。導通片１８４は厚さ約０．３ｍｍの導電性のある金属板から成り、その外周１８６及び内周１８８は長円形（図示のもの）または楕円形をしており、外周１８６と内周１８８との間の帯状体１９０の幅はほぼ一様で、約１．５ｍｍになっている。導通片１８４の帯状体１９０の厚さは薄い方がよく、０．３ｍｍ前後が望ましいが、約０．６ｍｍ以下であればよい。また、図５では帯状体１９０の幅は加工上の理由からほぼ一様にしているが、この帯状体１９０は狭い帯状のものであればよく、その幅は凹凸があってもよく、全体としては狭い方が望ましい。この導通片１８４では、両端の半円形部が端子１５０との接続部１９２となり、この２箇所の接続部１９２を丸小ねじ１５２によって端子１５０に固定することによって、２個の端子１５０が導通される。図示の如く、２個の導通片１８４を用いることにより、３個の端子１５０が同電位にされる。また、３個の端子１５０のうちの１個の端子１５０では、導通片１８４は陽極リード線１３８のリード端末１６２と共に固定される。
【００５５】
上記の如く、導通片１８４の帯状体の厚さを従来に比べて薄くし、幅を狭くして、帯状体部分の単位長さ当りの表面積を小さくしたことにより、絶縁物１５８の充填時に絶縁物１５８と導通片１８４との接触面積が小さくなり、Ｘ線管装置１３０使用時の絶縁油１６の温度上昇によって絶縁物１５８と導通片１８４との界面に生じる熱応力が緩和され、絶縁物１５８と導通片１８４との剥離や絶縁物１５８のクラックなどが防止される。その結果、高電圧ソケットは高強度となり、また高電圧ソケットの絶縁耐力も向上させることができる。
【００５６】
導通片１８４の形状に関しては、図５（ｂ）に示した長円形や楕円形のものに限定されず、厚さの薄い、幅の狭い帯状体であれば、本発明の目的を達成することができる。図６に、本実施例の導通片の形状の他の変形例を示す。図６においては、参考のために、導通片を固定する端子１５０と丸小ねじ１５２の位置と大略外形を破線で示してある。図６（ａ）の導通片１９４では、帯状体１９５の外形は円形であり、その内周１９６の３箇所の接続部１９７において端子１５０に接続されている。図６（ｂ）の導通片１９８では、帯状体１９９の形は三角形であり、その三角形の内周２００のうちの頂点の位置にある３箇所の接続部２０１において端子１５０に接続されている。図６（ｃ）の導通片２０２では、帯状体２０３の外形は先端を３個有する星形であり、その星形の先端に設けられた３箇所の凹部を接続部２０４として端子１５０に接続されている。
【００５７】
次に、図７を用いて本発明に係る高電圧ソケットの第三の例について説明する。図７は、本実施例の高電圧ソケットの側面図を示したものである。本実施例の高電圧ソケットでは、ソケット絶縁筒のリード結合部側にリード結合部カバーのない構造のもので、リード線と端子との結合を行った後に、リード結合部の周辺に合成樹脂から成る絶縁物を充填するものである。図７において、陰極側高電圧ソケット２１０は、リード結合部カバーの付いていないソケット本体２１２と、リード結合部１４０と、陰極リード線１３６と、絶縁物２１６とから構成される。リード結合部１４０と陰極リード線１３６は図１の第一の実施例のものと同じである。ソケット本体２１２は、ソケット絶縁筒２１３と３個の端子１５０から成り、ソケット絶縁筒２１３は図１の第一実施例のソケット絶縁筒１４４からリード結合部カバー１４８を取り除いた構造をしており、端子１５０は図１の第一の実施例のものと同じである。絶縁物２１６は、ソケット絶縁筒２１３の底部１４６の外面側に第一の実施例のリード結合部カバー１４８とほぼ同じ外径及び高さで、その内側全域にわたって充填されており、その材料は第一の実施例の絶縁物１５８と同じものである。
【００５８】
本実施例では、ソケット絶縁筒２１３の底部１４６の外面側のリード結合部１４０にて端子１５０に陰極リード線１３６を結合した後に、リード結合部１４０の周囲を絶縁物２１６の材料となる液状の合成樹脂を流し込んで埋めることになるので、その作業工程の一例について説明する。先ず、ソケット本体２１２の３個の端子１５０に３本の陰極リード線１３６のリード端末１６２を丸小ねじ１５２にて固定する。このとき、陰極リード線１３６は３本揃えて横方向に引き出す（円周方向の向きは第一の実施例と同じ）。次に、ソケット本体２１２をそのフランジ７０が下になるようにして立て、ソケット本体２１２の円筒部７８の外径とほぼ等しい内径を持つ円筒状のモールド用治具をソケット本体２１２の上部に嵌合させて取り付ける。次に、モールド用治具の円筒側面に設けた穴から陰極リード線１３６を引き出し、穴のすきまを絶縁物２１６の材料が漏れないように接着剤などを用いて封じておく。次に、絶縁物２１６の材料となる液状の合成樹脂をモールド用治具の所定の高さまで流し込み、合成樹脂が固化するまで静置する。合成樹脂の固化後、モールド用治具の側面の穴を封じた接着剤などを除去し、モールド用治具をソケット本体２１２から取りはずす。
【００５９】
以上のような作業工程により、陰極リード線１３６を横方向に引き出し、リード結合部１４０を絶縁物２１６で埋め込んだ陰極側高電圧ソケット２１０が得られる。この構造の陰極側高電圧ソケット２１０は、完成状態では第一の実施例とほぼ同じ構成となるので、前記した第一の実施例の効果と同様な効果が得られる。また、本実施例の構造は陽極側高電圧ソケットにも適用可能であり、適用された陽極側高電圧ソケットでは陰極側高電圧ソケット２１０と同様な効果が得られる。
【００６０】
次に、図８を用いて本発明に係る高電圧ソケットの第四の例について説明する。図８は本実施例の高電圧ソケットの上面図を示したものである。本実施例は陰極側高電圧ソケットの陰極リード線の引き出し構造に関するものである。図８において、本実施例の陰極側高電圧ソケット２２０はソケット本体１４２とリード結合部１４０と陰極リード線１３６と絶縁物１５８とから構成されるが、陰極リード線１３６以外の部分は図１の第一の実施例と同じ構造をしている。本実施例では、３本の陰極リード線１３６のリード端末６２を丸小ねじ１５２にてソケット本体１４２の端子１５０に固定した後に、３本の陰極リード線１３６のリード線１７０の部分を一緒に捩り合わせて、１本の捩り線２２２とした後に、リード結合部カバー１４８のリード線引出し口１５６から横方向に引き出す。ただし、陰極リード線１３６のＸ線管１４のステムリード線６２との結合部の近傍では、リード線１７０の捩りを行わない。陰極リード線１３６の引き出し後に、リード結合部カバー１４８の内周側に絶縁物１５８の充填を行う。本実施例では、３本の陰極リード線１３６のリード線１７０の部分を捩り合わせて捩り線２２２としたことにより、捩り線２２２の外周の外径が単一のリード線１７０の約２倍以上となるため、捩り線２２２の周囲の電界が約１０％以上緩和され、絶縁油１６中の放電の抑制に寄与する。
【００６１】
上記の高電圧ソケットの実施例では、ソケット絶縁筒に埋め込まれる端子の数を３個として説明してきたが、この個数はこれに限定されず、４個以上であってもよい。例えば、Ｘ線管の陰極が２個のフィラメントとグリッド電極を有する場合には、陰極側高電圧ソケットとして、４個の端子が必要となる。この場合、ソケット絶縁筒の底部での端子の配置は同一円周上に配置されるが、等角度間隔ではなく、グリッド電極用の端子は他の端子から間隔を離して配置される。リード線の本数についても同様であり、陽極リード線の１本、陰極リード線の３本に限定されるものではない。陽極リード線の本数は通常１本であるが、陰極リード線については、標準的なものが３本で、他に２本の場合（単一焦点のとき）や４本以上の場合（グリッド電極があるときなど）もある。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る高電圧ソケットでは、陰極リード線や陽極リード線をソケット本体の端子に固定するのに、頭の丸い雄ねじを使用しているため、このリード結合部の電界を従来品に比べ大幅に緩和することができる。従って、この高電圧ソケットを適用したＸ線管装置では、高電圧ソケット周辺の絶縁油中での放電の発生を防止することができる。
【００６３】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、陰極リード線や陽極リード線のリード端末を板状体とし、このリード端末をソケット本体の端子に頭の丸い雄ねじで固定して、それぞれのリード線をソケット本体の横方向に引き出すことが可能となったため、この高電圧ソケットを適用したＸ線管装置では、それぞれのリード線とＸ線管容器の内壁との間の距離を大きくすることができる。その結果、陰極リード線及び陽極リード線の表面の電界が緩和し、それぞれのリード線の周辺の絶縁油中での放電が抑制される。
【００６４】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット本体の端子に陰極リード線または陽極リード線を頭の丸い雄ねじで固定した後、そのリード結合部の周辺を絶縁性樹脂にて埋め込む構造としているので、リード結合部及びその周辺の電界は大幅に緩和される。この高電圧ソケットを適用したＸ線管装置では、Ｘ線管容器内の絶縁油中での放電が抑制されるとともに、更にこの利点を生かすことにより、Ｘ線管容器を小さくすることができ、Ｘ線管装置の小型化も可能となる。
【００６５】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット絶縁物の一部（リード結合部カバー）がリード結合部の周囲を囲み、その周方向の一部に開口部を備え、上記開口部から陰極リード線または陽極リード線を横方向に引き出す構成をとっているので、リード結合部及びそれぞれのリード線の電界は大幅に緩和される。この高電圧ソケットでは、リード結合部カバーの内周側への絶縁性樹脂の充填を容易に、かつ確実に行うことができ、リード結合部の電界は更に緩和される。これらの高電圧ソケットを適用したＸ線管装置においても、Ｘ線管容器内の絶縁油中での放電が抑制されるとともに、更にＸ線管装置の小型化が可能となる。
【００６６】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット本体の複数の端子を、厚さが薄く、幅が狭い導電性の良い帯状体から成る導通片によって同電位としているため、リード結合部に絶縁性樹脂を充填したときに、絶縁性樹脂と導通片との接触面積が小さく、温度上昇時に両者の界面に生じる熱応力を緩和し、両者の間の剥離を防止することができるので、高強度の陽極側高電圧ソケットが得られる。
【００６７】
また、本発明に係る高電圧ソケットでは、ソケット本体の端子に結合した複数本の陰極リード線を一緒に捩り合わせて、横方向に引き出しているため、陰極リード線の捩り合わせた部分の外径が単一リード線の外径よりも大きくなり、陰極リード線の外周部の電界が緩和される。この陰極側高電圧ソケットを適用したＸ線管装置においても、Ｘ線管容器内の絶縁油中での放電が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高電圧ソケットの第一の実施例の構造図。
【図２】陰極リード線のリード端末の拡大図。
【図３】本発明に係るＸ線管装置の一実施例の構造を示す断面図。
【図４】図３のＡ‐Ａ´断面図。
【図５】本発明に係る高電圧ソケットの第二の実施例の構造図。
【図６】導通片の形状の他の変形例。
【図７】本発明に係る高電圧ソケットの第三の実施例の構造図。
【図８】本発明に係る高電圧ソケットの第四の実施例の構造図。
【図９】従来のＸ線管装置の一例の構造を示す断面図。
【図１０】図９のＢ‐Ｂ´断面図。
【図１１】従来の高電圧ソケットの第一の例の構造図。
【図１２】従来の高電圧ソケットの第一の例の陽極側高電圧ソケットの上面図。
【図１３】従来の高電圧ソケットの第二の例の構造図。
【図１４】従来の高電圧ソケットの第三の例の構造図。
【図１５】従来の高電圧ソケットの第四の例の構造図。
【符号の説明】
１０、１３０・・・Ｘ線管装置
１２・・・Ｘ線管容器
１４・・・回転陽極Ｘ線管（Ｘ線管）
１６・・・絶縁油
１８・・・回転陽極（陽極）
２０・・・ターゲット円盤
２２・・・陰極
２４・・・外囲器
２６・・・陽極端
４０・・・陰極側ソケット取付部
４２・・・陽極側ソケット取付部
４４、９８、１０４、１１２、１３２、２１０、２２０・・・陰極側高電圧ソケット
４６、１３４、１８０・・・陽極側高電圧ソケット
５２・・・焦点
５６・・・集束電極
６０・・・ステム
６２・・・ステムリード線
６４、１０６、１３６・・・陰極リード線
６６、１３８・・・陽極リード線
６８・・・開口部
７０・・・フランジ部
７２、１５０・・・端子
７４、９２、１００、１１０、１１４、１４０、１８２・・・リード結合部
７６、１４２、２１２・・・ソケット本体
７７、１４４、２１３・・・ソケット絶縁筒
７８・・・円筒部
８０、１４６・・・底部（端子取付け部）
８２・・・中空部
８４・・・穴
９２・・・キー溝
９６・・・絶縁カバー
１０２、１５８、２１６・・・絶縁物
１４８・・・リード結合部カバー
１５２・・・丸小ねじ
１５４・・・ねじ穴
１５６・・・リード線引出し口
１６２・・・リード端末
１６４・・・ターミナル
１６６・・・半田
１６８・・・穴
１６９・・・突出部
１７０・・・リード線
１７２・・・銅より線（芯線）
１７４・・・被覆
１８４、１９４、１９８、２０２・・・導通片
１８８、１９６、２００・・・内周
１９０、１９５、１９９、２０３・・・帯状体
１９２、１９７、２０４・・・接続部
２２２・・・捩り線
Claims (4)
- 円筒部の一端に板状の底部を有し、他端の外周にドーナツ板状のフランジ部を有し、絶縁材料から成るソケット絶縁筒と、該ソケット絶縁筒の底部に取り付けられた複数個の大略円柱状をしていて、導電性の金属材料から成る端子とを持つソケット本体と、該ソケット本体の端子に結合される１本以上のリード線とを備え、前記端子は前記ソケット絶縁筒の中心軸に対し同じ半径の円周上に前記底部を貫通して配列されており、前記端子の前記底部の内面側にある面には高電圧プラグの接触子が嵌合するための穴が設けられており、前記端子の前記底部の外面側にある面またはその近傍にて前記リード線と電気的に結合されている高電圧ソケットにおいて、前記端子は前記ソケット絶縁筒の底部に埋め込まれており、前記リード線のリード端末が前記端子の前記底部の外面側にある面に頭の丸い雄ねじにて固定されていることを特徴とする高電圧ソケット。
- 請求項１記載の高電圧ソケットにおいて、前記リード線の端末に導電性を有する平板状のリード端末を取り付け、該リード端末を前記頭の丸い雄ねじにて前記端子の前記底部の外面側にある面に固定し、前記リード線を前記ソケット本体の中心軸とほぼ直交する方向に引き出したことを特徴とする高電圧ソケット。
- 請求項１及び２記載の高電圧ソケットにおいて、前記リード線は１本であり、前記複数個の端子の前記底部の外面側にある面を、厚さが薄く幅が狭い帯状体で構成され、導電性材料から成る１個以上の導通片と複数個の頭の丸い雄ねじにて接続して導通させ、前記リード線のリード端末を前記端子のうちの１個に前記頭の丸い雄ねじにて結合したことを特徴とする高電圧ソケット。
- 請求項１乃至３記載の高電圧ソケットを、陰極側高電圧ソケット及び陽極側高電圧ソケットのうちの少なくとも一方に用いたことを特徴とするＸ線管装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003065141A JP2004273360A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 高電圧ソケット及びそれを用いたｘ線管装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004273360A true JP2004273360A (ja) | 2004-09-30 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010522965A (ja) * | 2007-03-29 | 2010-07-08 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 一体型遮蔽電極を有するイオン加速カラム接続機構及びその方法 |
| JP2010218917A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | Ｘ線管装置 |
-
2003
- 2003-03-11 JP JP2003065141A patent/JP2004273360A/ja active Pending
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