JP2007173010A - 電子管用高電圧発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
モールドユニットを複雑な形状の外観にすることなく、使用する電気絶縁樹脂の量を大幅に節約できるので、装置全体の小型軽量化、低コスト化を実現すること。
【解決手段】
第１の高電圧用トランスの２次コイルと第１の高電圧整流回路と第１の高電圧抵抗器とフィラメント用トランスの２次コイルとを電気絶縁材料で一体的にモールドしてなる第１のモールドユニットと、第２の高電圧用トランスの２次コイルと第２の高電圧整流回路と第２の高電圧抵抗器とを電気絶縁材料で一体的にモールドしてなる第２のモールドユニットと、第１のモールドユニットの高電圧出力端子に第２のモールドユニットの高電圧出力端子を接続する高電圧コネクタ部とを備えることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、Ｘ線管などフィラメントを有する各種の電子管に直流高電圧を供給するのに適した高電圧発生装置に関する。

電子管を負荷とする電子管装置、代表的なものとしてＸ線装置については随分と以前から多くのＸ線管用高電圧発生装置が開示されている。一般的なものとして、ダイオードとコンデンサとを互いに逆極性にカスケードに接続してなる一対のシングルのコッククロフト・ウォルトン回路を用いて正極性、負極性の直流高電圧を得、それら正極性と負極性の直流高電圧をＸ線管のアノードとフィラメントとにそれぞれ印加している（例えば、特許文献１参照）。フィラメントにはフィラメントを加熱するための電力を供給するフィラメント用トランス及び加熱用回路が備えられているのは勿論である。また、Ｘ線ＣＴ装置の場合には、高電圧発生装置は正極性と負極性の２出力を有する高電圧整流回路を備え、それぞれの高電圧トランスの２次側は通常、中性点接地方式であり、負極性の直流高電圧がフィラメントに印加される。高電圧整流回路としてはシングルのコッククロフト・ウォルトン回路よりも大きな高電圧出力が得られるダブル・コッククロフト・ウォルトン回路と呼ばれている周知の回路が用いられる場合が多い（例えば、特許文献２参照）。その他にもいろいろな回路構成が既に開示されている。

このような高電圧発生装置としては、電気絶縁を確保するために油タンク内に高電圧発生部分を電気絶縁性油内に浸漬するもの（例えば、特許文献３参照）、あるいは高電圧発生部分を電気絶縁樹脂でモールドするものが一般的である（例えば、特許文献４参照）。前掲の特許文献３に開示されているものは、鋼製ドラム内部に高電圧整流回路、高電圧トランスなどを収納し、電気絶縁油を充填して必要な電気絶縁を確保し、天板で蓋をする構造であり、その天板には前記電気絶縁油内に延びる正極、負極の高電圧出力コネクタが備えられている。また、前掲の特許文献４に開示されているものは、電気絶縁材料からなるケース内に延びる高電圧出力コネクタに電気絶縁板などを介して高電圧抵抗及び高電圧整流回路を構成する電子部品を取付け、エポキシ樹脂をケース内に充填して必要な電気絶縁性を確保する構造である。
特開平０７−２９８６２０号公報 特開２００３−２５７６９７公報 特開平１０−１１２３９８号公報 特開平０８−０１９２５８号公報

前掲の特許文献１、２において開示された高電圧発生回路に限らず、本発明はフィラメント用トランスを備える従来開示されている種々の電子管用高電圧発生装置に適用できるが、前掲特許文献３、４の記載のようにフィラメント用トランスと高電圧出力端子との高電圧構造の関係などを示す特許文献などは見つかっていない。しかし、本件出願人が実施している従来の樹脂モールド型の高電圧発生装置では、図示しないが、高電圧トランス、高電圧発生回路、フィラメント用トランスなどから高電圧発生部はエポキシ樹脂のような電気絶縁性樹脂によって一体的にモールドされている。この場合には、電気絶縁性樹脂を注入して固化するまで、フィラメント用トランスの２次コイルを支持部材で支承しなければならず、電気絶縁性樹脂が固化した後には不要な支持部材をそのまま電気絶縁性樹脂に埋め込んでおかなければならないという問題点がある。また、高電圧出力端子に直列接続される高電圧抵抗器についても支持部材又はプリント基板が必要であり、それらも電気絶縁性樹脂が固化した後には不要であるにもかかわらず、そのまま電気絶縁性樹脂に埋め込んでおかなければならない。そして、これら支持部分を含めて電気絶縁性樹脂でモールドするので、高電圧発生部全体が大型化、重量化し、経済的にも不利になる。さらにまた、ユニットを増設して出力容量を増加させたい場合もある。しかし、このような場合、従来では装置全体を設計し直して高電圧発生装置全体を製造し、交換しなければならないなどの不都合があった。

本発明はこれら問題点を解決し、ユニットごとに電気絶縁樹脂でモールドを行い、端部にコネクタ部を有する導電支持部材を高電圧出力導体として用いるばかりでなく、高電圧抵抗器、さらにはフィラメント用トランスの２次コイルを機械的に支承すると共に接続配線の役割もさせることによって、高電圧配線を簡略化し、高電圧発生部の組み立てを容易にすると同時に、使用する電気絶縁樹脂の節約を図って、小型軽量化及びコストダウンを図ることを主目的としている。

前述のような問題を解決するため、第１の発明は、１次コイルと交流高電圧を発生する２次コイルとをそれぞれ有する第１、第２の高電圧用トランスと、前記それぞれの交流高電圧を直流高電圧に変換する第１、第２の高電圧整流回路と、その第１、第２の高電圧整流回路の出力にそれぞれ直列に接続されている第１、第２の高電圧抵抗器と、２次コイルに発生する交流高電圧を電子管のフィラメントに与えるためのフィラメント用トランスとを備える電子管用高電圧発生装置において、前記第１の高電圧用トランスの前記２次コイルと前記第１の高電圧整流回路と前記第１の高電圧抵抗器と前記フィラメント用トランスの前記２次コイルとを電気絶縁材料で一体的にモールドしてなる第１のモールドユニットと、前記第２の高電圧用トランスの前記２次コイルと前記第２の高電圧整流回路と前記第２の高電圧抵抗器とを電気絶縁材料で一体的にモールドしてなる第２のモールドユニットと、前記第１のモールドユニットの高電圧出力端子に前記第２のモールドユニットの高電圧出力端子を接続する高電圧コネクタ部とを備えることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記第１のモールドユニットの前記高電圧出力端子は、前記高電圧抵抗器を支承する導電支持部材であって、前記第１のモールドユニット中に埋設されており、前記高電圧抵抗器の一端は前記導電支持部材に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第３の発明は、前記第２の発明において、前記導電支持部材の長手方向の両端部がコネクタ部になっていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第４の発明は、前記第２の発明又は前記第３の発明において、前記フィラメント用トランスの２次コイルは前記導電支持部材に支承されると共に、その一端は前記導電支持部材に接続され、また、他端はフィラメント用出力端子に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第５の発明は、前記第４の発明において、前記フィラメント用トランスの２次コイルは円環状のものであり、前記導電支持部材の長手方向に対して垂直方向に円環状になっていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第６の発明は、前記第３の発明ないし前記第５の発明のいずれかにおいて、前記第１のモールドユニットにおける前記第１の高電圧用トランスと前記第１の高電圧整流回路とは隣接して配置され、前記導電支持部材における双方の前記コネクタ部を結ぶ方向は、前記第１の高電圧用トランスと前記第１の高電圧整流回路との配置の方向とは垂直であることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第７の発明は、前記第２の発明ないし前記第６の発明のいずれかにおいて、前記導電支持部材は、第１の部材と該第１の部材と一体的に形成されている、又は該第１の部材に取り付けられている第２の部材とからなり、前記第１の部材は長手方向の両端に前記コネクタ部を備え、前記第１の部材と前記第２の部材とは十文字状になっており、前記フィラメント用トランスの２次コイルは前記第２の部材に取り付けられていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第８の発明は、前記第７の発明において、前記第２の部材は前記第１の部材の長手方向に対して垂直方向であると共に、前記第１の高電圧用トランスと前記第１の高電圧整流回路との配置方向に対して垂直方向に延びており、前記フィラメント用トランスは２個備えられ、これら二つのフィラメント用トランスのそれぞれの２次コイルは、前記第２の部材の両端部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第９の発明は、前記第１の発明ないし前記第８の発明のいずれかにおいて、前記第２のモールドユニットの前記高電圧出力端子は、前記第２の高電圧抵抗器を支承する第２の導電支持部材であって、一端がコネクタ部になっており、前記第２の導電支持部材は前記第２のモールドユニット中に埋設されており、前記第２の高電圧抵抗器の一端は第２の前記導電支持部材に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供するものである。

第１０の発明は、前記第１の発明ないし前記第９の発明のいずれかにおいて、前記高電圧コネクタ部においては、前記第１の導電支持部材と前記第２の導電支持部材とは同軸上に位置することを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第１１の発明は、前記第９の発明又は前記第１０の発明において、前記高電圧コネクタ部において、前記第１の導電支持部材と前記第２の導電支持部材の前記コネクタ部は環状の弾性部材によって囲まれ、高電圧コネクタ部は、両側から互いに前記弾性部材を加圧するように組み合わされることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第１２の発明は、１次コイルと２次コイルとを有する高電圧用トランスと、前記２次コイルに接続されている高電圧整流回路と、その高電圧整流回路の出力に直列に接続されている高電圧抵抗器と、１次コイルと２次コイルとを有するフィラメント用トランスとを備える電子管用高電圧発生装置において、前記高電圧整流回路からの直流高電圧が前記高電圧抵抗器を介して印加される導電支持部材を備え、前記高電圧抵抗器は前記導電支持部材によって支承され、前記導電支持部材の一方の端部はコネクタ部となっており、そのコネクタ部は高電圧コネクタによって高電圧出力導体に結合されることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

第１３の発明は、前記第１２の発明において、前記フィラメント用トランスの前記２次コイルは前記導電支持部材によって支承されると共に、その一端が前記導電支持部材に接続され、前記フィラメント用トランスの２次コイルの他端はフィラメント用出力端子に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置を提供する。

前記第１の発明によれば、回路ユニットごとに回路部品をまとめて電気絶縁樹脂でモールドし、ユニット同士を高電圧コネクタ部で接続する構造にしているので、モールドユニットを複雑な形状の外観にすることなく、使用する電気絶縁樹脂の量を大幅に節約できるので、装置全体の小型軽量化、低コスト化を実現することができる。

前記第２の発明によれば、前記第１の発明が奏する効果の他に、直流高電圧出力端子となる導電支持部材が高電圧抵抗器を支承し、かつ電気的に接続する配線も兼ねているので、さらに一層高電圧発生部の組み立てを容易に行え、しかも小型軽量化、低コスト化が可能になる。

前記第３の発明によれば、前記第２の発明が奏する効果の他に、他の高電圧部位との接続を容易に行うことができる。

前記第４の発明によれば、前記第２の発明又は前記第３の発明が奏する効果の他に、直流高電圧出力端子となる導電支持部材にフィラメント用トランスの２次コイルを支承させると共に、電気的に接続する配線作用も行わせているので、高電圧発生部の組み立てが容易で、しかも小型軽量化、低コスト化が可能になる。

前記第５の発明によれば、前記第４の発明が奏する効果の他に、フィラメント用トランスの２次コイルをコアの縦方向の磁脚に接触することなく安定に保持することができ、良好な電気絶縁性を確保できると共に、フィラメント用トランス部の樹脂モールド体の幅広を小さくでき、装置全体としてバランスの良い形状とすることができ、かつより一層、使用する電気絶縁樹脂の量を節約できるので、装置全体の小型軽量化、低コスト化が可能となる。

前記第６の発明によれば、前記第３ないし前記第５の発明が奏する効果の他に、電気絶縁距離を確保し易い構造であるので、高電圧発生装置をより一層小型化、軽量化することができる。

前記第７の発明によれば、前記第２の発明ないし前記第６の発明のいずれかが奏する効果の他に、フィラメント用トランスが２台で２次コイルが２個であっても導電支持部材の両端部に固定することができるので、それらを同一の高さに保持することができ、したがってそれぞれのコアも同一の高さに配置することができるので、より一層、組み立てが容易でモールドユニットを小型軽量化できる。

前記第８の発明によれば、前記第２の発明ないし前記第６の発明のいずれかが奏する効果の他に、第１のモールドユニットだけに二つのフィラメント用トランスの２次コイルを内蔵させているので、二つのフィラメント用トランスを左右バランスよく導電支持部材で支持することができるばかりでなく、装置全体の組み立てが容易になる。

前記第９の発明によれば、前記第１の発明ないし前記第８の発明のいずれかが奏する効果の他に、第１と第２のモールドユニットの前記高電圧出力端子同士の接続を容易に行うことができる。

前記第１０の発明によれば、前記第１の発明ないし前記第９の発明のいずれかが奏する効果の他に、第１の導電支持部材と前記第２の導電支持部材の端部同士を直接コネクトできるので、特別な高電圧コネクタを別途用意することなく、コンパクトな構造で第１、第２のモールドユニットの高電圧出力端子同士を容易に接続することができる。

前記第１１の発明によれば、前記第９の発明又は前記第１０の発明が奏する効果の他に、簡単な構造で容易に第１、第２のモールドユニットの高電圧出力端子同士を容易に接続することができるコネクト構造を提供する。

前記第１２の発明によれば、前電支持部材のコネクタ部で接続する構造にしているので、モールドユニットを複雑な形状の外観にすることなく、直流高電圧出力端子となる導電支持部材が高電圧抵抗器を支承し、かつ電気的に接続する配線も兼ねているので、さらに一層高電圧発生部の組み立てを容易に行え、また、装置全体の小型軽量化、低コスト化を実現することができる。

前記第１３の発明によれば、前記第１２の発明が奏する効果の他に、直流高電圧出力端子となる導電支持部材にフィラメント用トランスの２次コイルを支承させると共に、電気的に接続する配線作用も行わせているので、高電圧発生部の組み立てが容易で、しかも小型軽量化、低コスト化が可能になる。

[実施形態１]
図１ないし図５によって本発明に係る電子管用高電圧発生装置の実施形態１について説明する。図１は本発明が適用される電子管用高電圧発生回路の一例を示す図、図２は本発明の実施形態１における電子管用高電圧発生装置の構造の概略を示す図、図３は本発明の実施形態１の主要な構造部分について説明するための図である。図４は高電圧抵抗器の支持構造などを説明するための図、図５は出力を導出する高電圧コネクタ部の構造の一例を示す図である。先ず図１によって、本発明に係るフィラメントトランスに関連する高電圧部分の構造が適用される電子管用高電圧発生回路の一例について説明する。

図１は、Ｘ線ＣＴ用高電圧発生回路の一例を示し、三相２００Ｖの商用交流電源１の三相交流電力を三相全波整流回路２によって直流電力に変換する。高周波インバータ回路３は、制御回路４からの駆動信号によって動作し、直流電力を高周波、例えば２０ｋＨｚでスイッチング動作を行って２０ｋＨｚの高周波交流電力に変換する。このとき、必要があれば図示しない昇圧チョッパ回路を三相全波整流回路２と高周波インバータ回路３との間に設け、その図示しない昇圧チョッパ回路によって、三相全波整流回路２の直流出力電圧であるほぼ２６０Ｖの電圧を３５０〜４００Ｖに昇圧に昇圧すると共に、安定化し、この昇圧し安定化した直流電圧を高周波インバータ回路３に入力しても良い。

高周波インバータ回路３の交流出力電圧は、第１の高電圧トランス５の１次コイル５ａ、第２の高電圧トランス６の１次コイル６ａに印加される。高電圧トランス５は、互いに直列で中点が接地点に接続される第１、第２の２次巻線５ｂ、５ｃを有する。高電圧トランス６も互いに直列で中点が接地点に接続される第１、第２の２次巻線６ｂ、６ｃを有する。高電圧トランス５の第１、第２の２次巻線５ｂ、５ｃ、及び高電圧トランス６の第１、第２の２次巻線６ｂ、６ｃには、それぞれ前掲特許文献２に記載されているダブル・コッククロフト・ウォルトン回路のような高電圧整流回路７、８が接続されている。したがって、高電圧トランス５、６によってそれぞれ昇圧された交流高電圧は、高電圧整流回路７、８それぞれによって更に高い直流高電圧に変換される。高電圧整流回路７の直流高電圧は、出力電流を制限するための高電圧抵抗器９を通して高電圧出力端子１０に印加される。高電圧整流回路８の直流高電圧は、出力電流を制限するための高電圧抵抗器１１を通して高電圧出力端子１２に印加される。高電圧出力端子１２はコネクタ部１３によって高電圧出力端子１０に接続され、高電圧整流回路７、８の出力は並列となる。

また、制御回路４はフィラメント加熱回路１４を制御する。フィラメント加熱回路１４の出力には二つのフィラメント用トランス１５、１５’のそれぞれの１次巻線１５ａ、１５’ａが接続されている。また、フィラメント用トランス１５、１５’はそれぞれ互いに巻数がほぼ等しい２次巻線１５ｂ、１５’ｂを有し、２次巻線１５ｂ、１５’ｂのそれぞれの一端は互いに短絡されて、図示しない診断用Ｘ線装置のＸ線管１６におけるフィラメント１７ａと１７ｂとの中点ｘに接続される。その中点ｘには、高電圧出力端子１０、１２に現出する負極性の直流高電圧、例えば−１０２ｋＶ程度の電圧が図示しない高電圧コネクタ及び高電圧ケーブルなどを介して印加される。２次巻線１５ｂ、１５’ｂのそれぞれの他端はＸ線管１６におけるフィラメント１７ａと１７ｂの他端に、図示しない高電圧コネクタ及び高電圧ケーブルなどを介してそれぞれ接続される。

後述するが、高電圧整流回路７と高電圧抵抗器９とフィラメント用トランス１５、１５’の２次巻線１５ｂ、１５’ｂとは図示しない電気絶縁樹脂によって一体的にモールドされ、露出されている部材と共に第１のモールドユニットＭＤ１を構成する。また、太線部分Ｘは第１のモールドユニットＭＤ１内に一緒に埋設される不図示の導電支持部材（後述する）に相当する部分を示す。また、高電圧整流回路８と高電圧抵抗器１１とは図示しない電気絶縁樹脂によって一体的にモールドされ、露出されている部材と共に第２のモールドユニットＭＤ２を構成する。また、太線部分Ｙは第２のモールドユニットＭＤ２内に一緒に埋設される不図示の導電支持部材（後述する）に相当する部分を示す。後述するが、それら導電支持部材の端部はコネクタ部１３で結合される。なお、ＣＮは直流高電圧出力、フィラメント用トランス１５、１５’の高電圧出力を導出するための高電圧コネクタ部を示す。

このような回路構成の動作は知られているので説明を省略するが、制御回路４の信号によりフィラメント加熱回路１４が動作すると、フィラメント用トランス１５、１５’を通してフィラメント１７ａと１７ｂに電流が流れ、フィラメント１７ａと１７ｂから熱電子が放出される。そして、フィラメント１７ａと１７ｂが加熱された状態でＸ線管１６のアノード１８とカソードとなるフィラメントとの間に高電圧が印加されると、フィラメントから放出された熱電子がアノード１８−フィラメント１７ａと１７ｂ間の高電圧で加速され、これがアノード１８に衝突するときにＸ線を発生する。なお、アノード１８は接地されている。

次にこのような回路構成の高電圧発生部の構造について説明する。先ず図２は極めて簡潔にその全体的な構造の概要を示している。図１に示した高電圧トランス５の２次巻線５ｂと５ｃに相当する不図示の２次コイルは、エポキシ樹脂のような電気絶縁性樹脂でモールドしてなる第１の樹脂モールド体２１で包囲されている。樹脂モールド体２１の第１の部分２１Ａにおける窓部２１ａに磁脚の一片が挿通しているコア部２２、樹脂モールド体２１の窓部２１ａにおいてコア２２の磁脚に装着されている１次コイル２３、及び１次コイル２３の外側に囲むように設けられている静電遮蔽体２４からなる。１次コイル２３は図１の１次巻線５ａであり、図示しないコイルボビンに巻かれた通常のものである。コア２２、１次コイル２３、及び静電遮蔽体２４は小型軽量化、経済性のために電気絶縁性樹脂でモールドされておらず、空気中に露出している。静電遮蔽体２４は一般的なものであって、銅のような導電性の良好な薄板の金属板、あるいは編状体、又は巻線であってもよく、図示していないが接地されている。図１に示した高電圧トランス６も高電圧トランス５と同一の構造であり、その２次巻線６ｂと６ｃに相当する２次コイルは樹脂モールド体２１とは別に電気絶縁性樹脂でモールドされ、第２の樹脂モールド体２１’の第１の部分２１’Ａに埋設されている。その部分については第１のモールドユニットＭＤ１と同じである。

高電圧整流回路７は、高電圧トランス５の２次巻線５ｂと５ｃに相当する不図示の２次コイルに接続された状態で、図２における第１の樹脂モールド体２１における鎖線Ｌの左側に相当する第２の部分２１Ｂに一体的に埋設されている。高電圧整流回路８も高電圧整流回路７と同様に、高電圧トランス６と一緒に第２の樹脂モールド体２１’の第２の部分２１’Ｂに埋設されている。次に、樹脂モールド体２１における第３の部分２１Ｃには、フィラメント用トランス１５、１５’の２次巻線１５ｂ、１５’ｂに相当する２次コイル、及びそれらを支持すると共に必要な接続を行う第１の導電支持部材３０などが埋設されている。その導電支持部材３０は高電圧コネクタ２６及び図示しない高電圧ケーブルを通してＸ線管１６に接続される。高電圧整流回路８の高電圧端子となる第２の導電支持部材３０’には高電圧抵抗器１１が支承されており、高電圧抵抗器１１は導電支持部材３０’と一緒に樹脂モールド体２１’の第３の部分２１’Ｃに埋設されている。導電支持部材３０と導電支持部材３０’とは同軸上にあり、図１で示したコネクタ部１３で互いに電気的に接続される。この構造については、図５を用いて後述する。なお、導電支持部材３０’は導電支持部材３０よりも短いが、更に図示しない第３のモールドユニットを接続する可能性がある場合には、導電支持部材３０’は導電支持部材３０と同一の構造であってもよい。

次に、図３によって樹脂モールド体２１における第３の部分２１Ｃの内部構造について詳しく説明する。第１の導電支持部材３０は、細長い円形状又は４角形以上の多角形状の金属棒からなって、第１の導電支持部材３０のコネクタ部３０ａ、３０ｂになる端子構造を有する第１の部材３１と、第１の部材３１の中央に近い箇所には第２の部材３２が十字状になるように固定されている。第２の部材３２は２個のボルトのような固定金具３３ａ、３３ｂで第１の部材３１に固定されているが、半田付け又はスポット抵抗溶接などで固定されていても良い。また、不図示の鋳型などによって第２の部材３２は第１の部材３１と一体的に製作されていても勿論よい。第２の部材３２の両端側には、図１で示したフィラメント用トランス１５、１５’の２次巻線１５ｂ、１５’ｂにそれぞれ相当する２次コイル３４、３５を支持するための支持具３６、３７が固定されている。支持具３６は、図示しない固定金具によって第２の部材３２における図３の右側端部に固定されており、ネジ部材３８を緩めた状態で支持具３６の二つの部分３６ａと３６ｂとの間に２次コイル３４の一部分を挟み、図３において２次コイル３４を水平に保持した状態でネジ部材３８を締め付けることによって、安定に２次コイル３４を保持する。この状態は樹脂モールドが行われるまで保持されればよい。支持具３７も支持具３８と同様であって、図示しない固定金具によって第２の部材３２における図３の左側端部に固定されており、ネジ部材３９を緩めた状態で支持具３７の二つの部分３７ａと３７ｂとに２次コイル３５を把持させ、図３において２次コイル３５を水平に保持した状態でネジ部材３９を締め付けることによって、安定に２次コイル３５を保持する。

フィラメント用トランス１５、１５’それぞれの２次巻線１５ｂ、１５’ｂにそれぞれ相当する２次コイル３４、３５から延びるそれぞれ一方の導線３４ａ、３５ａは、不図示の一般的なハトメとボルトなどからなる接続具によって、第２の部材３２の接続箇所３２ａ、３２ｂにそれぞれ接続される。つまり、２次コイル３４、３５の一端同士は第２の部材３２を通して短絡される。また、２次コイル３４、３５から延びるそれぞれ他方の導線３４ｂ、３５ｂはコネクト端子４０、４１に接続されている。図示しないが、コネクト端子４０、４１は高電圧コネクタ部４２の一方側のコネクタ部分４２Ａに植設されている。コネクタ部分４２Ａにおいてコネクト端子４０、４１とほぼ正３角形を画成する位置を前述した第１の部材３１のコネクタ部３０ａが挿通している。実際には、少なくともコネクタ部分４２Ａの下面まで第３の部分２１Ｃの電気絶縁性樹脂で覆われている。なお、他方側のコネクタ部分４２Ｂはコネクタ部分４２Ａと共に高電圧コネクタ部４２を形成し、高電圧コネクタ部４２は図５に示すような構造と同様なものである。

第１の部材３１の下部方向には、図１に示した高電圧抵抗器９に相当する高電圧抵抗ユニット４３の一端が固定され、片持ちで支承されている。高電圧抵抗ユニット４３は、図４に一例を示すように、互いに直列接続されている複数の高電圧抵抗器４３ａとこれら高電圧抵抗器を支持する抵抗器支持部材４３ｂとからなる。抵抗器支持部材４３ｂはほぼ一定の間隔で設けられた複数の貫通孔４３ｃを有し、各高電圧抵抗器４３ａはそれぞれの貫通孔４３ｃに挿入され、両端側で交互に複数の導線４３ｄで直列に接続されている。抵抗器支持部材４３ｂの一方の端部には貫通穴４３ｅが設けられており、その貫通穴４３ｅに
ボルト４４（図４）を通して螺回することにより、図３に示すように抵抗器支持部材４３ｂが片持ちで第１の部材３１に固定される。

抵抗器支持部材４３ｂの最先端に位置する高電圧抵抗器４３ａから延びる導線４５は、図1に示す高電圧整流回路７の出力に接続され、抵抗器支持部材４３ｂの根元側に位置する高電圧抵抗器４３ａから延びる導線４６は第２の部材３２の接続箇所３２ｂに電気的に接続される。つまり、導線４６は導電支持部材３０を通して図1に示した高電圧出力端子１０に接続される。そして、図２に樹脂モールド体２１の構造の概略をしたが、高電圧コネクタ部４２のコネクタ部分４２Ａの下面又は幾分上から第１の部材３１の下側に位置するコネクタ部３０ｂまで、及び図面左右方向は２次コイル３４から２次コイル３５を包囲するまで不図示のエポキシ樹脂のような電気絶縁性樹脂によってモールドされる。ここで、フィラメント用トランス１５の２次コイル３４の樹脂モールドは、フィラメント用トランス１５におけるコア４８の磁脚の一片４８ａとそれに装着されている１次コイル４９（図１の１次巻線１５ａに相当する。）と静電遮蔽体５０とが２次コイル３４の中央部を挿通できるように窓部（図示せず）が形成されている。したがって、コア４８と１次コイル４９と静電遮蔽体５０とは樹脂モールドされておらず、空気中に露出している。図示していないが、樹脂モールド体２１における２次コイル３４の樹脂モールド部分は必要に応じてコア４８を安定に保持するような形状になっている。フィラメント用トランス１５’における２次コイル３５、コア５１、１次巻線１５’ａに相当する１次コイル５２及び１次コイル５２の外周を囲むように設けられている静電遮蔽体５３ついても、前述と同様であるので説明を省略する。

次に図５によって、図１に示した第１と第２のモールドユニットＭＤ１とＭＤ２との高電圧出力端子とを接続するコネクタ部１３の構造の一例について説明する。図５は、図２における第３の部分２１Ｃと第３の部分２１’Ｃを紙面の表裏方向に切断した断面を示している。図２で示したように、樹脂モールド体２１と樹脂モールド体２１’とが上下に積み重ねられ、第３の部分２１Ｃに埋設されている導電支持部材３０の第１の部材３１の下側に位置するコネクタ部３０ｂと第３の部分２１’Ｃに埋設されている導電支持部材３０３０’のコネクタ部３０’ａとをコネクトする。これらコネクタ部３０ｂとコネクタ部３０’ａとの構造は、互いにコネクトピン同士が係合して電気的に接続される一般的なものであるので、細かい構造については説明を省略するが、導電支持部材３０の第１の部材３１と導電支持部材３０’の部材３１’とが同軸上に位置するように位置合わせして重ねることによって容易にコネクトされる。

コネクタ部１３は、樹脂モールド体２１の第３の部分２１Ｃと樹脂モールド体２１’の第３の部分２１’Ｃとにそれぞれ固定されたほぼ等しい形状の環状の結合部材５５、５６を備える。環状の結合部材５５、５６は第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの形状に対応した形状であるが、ここでは４角形状であり、図示しないが、それらの４隅にボルト孔が設けられ、ボルト５７によって強く締め付けられ、互いに結合される。環状の結合部材５５、５６は第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃのそれぞれの端面Ｑ１、Ｑ２よりも突出しており、環状の結合部材５５と５６とを最大限締め付けたときにも第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの端面Ｑ１とＱ２との間には所定の間隔が存在する。ここで大切なことは、第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの端面Ｑ１とＱ２との間には電気絶縁性の良好な環状の弾性部材５８が備えられていることである。弾性部材５８はコネクタ部３０ｂ、コネクタ部３０’ａに適合する直径の中心穴５８Ａを有する。

弾性部材５８は好ましくは、加圧されたときに第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの端面Ｑ１、Ｑ２に良好に密着するシリコンゴムのようなゲル状の電気絶縁材料からなるのがよい。コネクタ部３０ｂ、コネクタ部３０’ａがそれぞれ第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの端面Ｑ１とＱ２から突出している部分は、環状の弾性部材５８の中心穴５８Ａ内にあって囲まれている。したがって、このコネクタ部１３の構造によれば、第３の部分２１Ｃの端面Ｑ１と第３の部分２１’Ｃの端面Ｑ２との間に環状の弾性部材５８を配置し、ボルト５７によって環状の結合部材５５、５６を強く緊締することによって、高い電気絶縁耐力を得ることができる。なお、更に第３の部分２１Ｃと第３の部分２１’Ｃとの小型化を図ったために沿面の電気絶縁耐力が不足する場合には、図示しないが、第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの端面Ｑ１、Ｑ２に、それぞれコネクタ部３０ｂ、コネクタ部３０’ａを中心とする一つ以上の溝を同芯状に形成すればよい。例えば、第３の部分２１Ｃ、第３の部分２１’Ｃの電気絶縁樹脂の端面Ｑ１、Ｑ２を適当に深い波状にすることによって、弾性部材５８としてゲル状の電気絶縁材料を用いたときに、そのゲル状の電気絶縁材料は波状の端面Ｑ１、Ｑ２全体に良好に密着し、界面に気泡を形成しないので、より一層電気絶縁耐力を増大させることができる。

導電支持部材３０’の部材３１’の下端部分には高電圧抵抗ユニット４３と同様な高電圧抵抗ユニット４３’が固定されると共に、その高電圧抵抗の一端が接続されている。また、図示しないが、高電圧抵抗ユニット４３の高電圧抵抗の他端は図１に示す第２の高電圧整流回路８の出力に接続されている。なお、図３に示した高電圧コネクタ部４２も前述のコネクタ部１３と同様な構造であるが、図３を用いて説明したように、コネクタ部分４２Ａには第１の部材３１のコネクト部３０ａに対してコネクト端子４０と４１とがほぼ正３角形を画成する位置に存在する点、及びコネクタ部分４２Ｂにはコネクト部３０ａとコネクト端子４０と４１それぞれに接続される導体を備える点が異なるだけであり、基本的な構造は同じである。

以上の説明から分かるように、第１の導電支持部材３０は高電圧トランス５と高電圧整流回路７との配置方向に対して垂直方向に延びており、そのコネクト部３０ａとコネクタ部３０ａに同方向のフィラメント用出力端子であるコネクト端子４０、４１（図３）とに高電圧コネクタ部４２をコネクトする構造であるので、高電圧トランス５と高電圧整流回路７との配置方向に対する第３の部分２１Ｃの紙面表裏方向の幅を小さくでき、また樹脂モールド体２１の第１の部分２１Ａ及び第２の部分２１Ｂの高さ以下に高さを制限しても、必要な電気絶縁を確保することができる。樹脂モールド体２１’の第３の部分２１’Ｃについても同様であり、第３の部分２１’Ｃにはフィラメントトランス１５、１５’が備えられていないので、更に第３の部分２１Ｃに比べて小型軽量となる。

したがって、この実施形態１においては、導電支持部材が高電圧部品同士の接続を行う電気接続部材の役割を果たすと同時に、特に、第１の導電支持部材３０はフィラメント用トランスの２次コイル１５ｂ，１５ｂ’及び高電圧抵抗ユニット４３を機械的に支承する役割を果たし、更にまた前記導電支持部材の両端部がコネクタ部３０ａ、３０ｂとなっている。このような構造的な特徴を有するので、樹脂モールド体２１、特にフィラメント用トランスの２次コイルと高電圧抵抗ユニットと特定の導電支持部材とを樹脂モールドしてなる第３の部分２１Ｃ内にはモールドされた後に不要となる支持部材などは一切埋設されていないので、高電圧配線が簡略化でき、組み立てが簡単で、その樹脂モールド体２１は勿論のこと樹脂モールド体２１’における液状の電気絶縁樹脂の使用量を節減することができ、装置全体を小型・軽量化することができ、また経済性にも優れる。

なお、実施形態１では高電圧整流回路を２台並列接続したが、３台以上並列に接続してもよい。この場合には、一方の樹脂モールド体２１’における導電支持部材３０’を導電支持部材３０と同様な構造にし、コネクタ部３０’ａに対向する他方の端部をコネクタ部としておくことにより、接続、切り離しが容易となる。高電圧整流回路が１台だけのものでも同様に本発明を適用できる。また、高電圧整流回路としては前掲の特許文献やその他に公開されている種々の回路構成のものが適用できる。フィラメント用トランスは２台に限ることなく、電子管のフィラメントの個数に合わせて１個又は３個以上であっても勿論よい。フィラメント用トランスが１台の場合には２次コイルは前記第２の部材の片側だけに固定される。前記実施形態１ではフィラメント用トランスの円環状の２次コイルを第１の部材の長手方向にほぼ垂直になるようにしたが、その２次コイルを前記第２の部材に吊り下げ、その円環状が前記第１の部材の長手方向にほぼ平行に広がるように固定しても良い。この場合には、フィラメント用トランスのコアにおける磁脚のうち図３で上側の磁脚が２次コイルを挿通するよう設置される。

また、必要に応じて高電圧抵抗器ユニットを前記第２の部材に垂直に吊り下げるようにして固定しても構わない。導電支持部材３０のコネクタ部３０ｂと導電支持部材３０’のコネクタ部３０’ａとの結合は半田付け又はボルトなどによる接続構造でも可能であるが、電気絶縁が難しくなる。前記第２の部材は必ずしも必要ではなく、支持具３６、３７のようなそれぞれの固定具でもって単一の導電支持部材にフィラメント用トランスの２次コイルを固定して、直接接続してもよい。図示しないが、これら樹脂モールド体の外側に近接して図１に示した三相全波整流回路２、高周波インバータ回路３、制御回路４、フィラメント加熱回路１４などからなる低電圧回路が配置され、不図示の筐体に収納されている。この点については従来と同じである。また、商用交流電源１は単相交流電源でもよく、この場合には三相全波整流回路に代えて単相の整流回路が用いられる。

本発明の実施形態１に係る電子管用高電圧発生装置の回路構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電子管用高電圧発生装置の構造の概略を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電子管用高電圧発生装置のフィラメント用トランスに関連する高電圧構造部分について説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る電子管用高電圧発生装置に用いられる高電圧抵抗ユニットの一例を示す図である。 本発明の実施形態１に係る電子管用高電圧発生装置における第１、第２のモールドユニットの高電圧出力端子同士を接続する高電圧コネクタ構造の一例を示す図である。

符号の説明

１・・・商用交流電源
２・・・整流回路
３・・・高周波インバータ回路
４・・・制御回路
５、６・・・高電圧トランス
７、８・・・高電圧整流回路
９・・・高電圧抵抗器
１０・・・高電圧出力端子
１１・・・高電圧抵抗器
１２・・・高電圧出力端子
１３・・・コネクタ部
１４・・・フィラメント加熱回路
１５、１５’・・・フィラメント用トランス
１６・・・Ｘ線管
１７ａ、１７ｂ・・・Ｘ線管１６のフィラメント
１８・・・Ｘ線管１６のアノード
２１、２１’・・・第1、第２の樹脂モールド体
２１Ａ、２１’Ａ・・・第1、第２の樹脂モールド体２１、２１’の第１の部分
２１Ｂ、２１’Ｂ・・・第1、第２の樹脂モールド体２１、２１’の第２の部分
２１Ｃ、２１’Ｃ・・・第1、第２の樹脂モールド体２１、２１’の第３の部分
２２・・・高電圧トランス５のコア
２３・・・高電圧トランス５の1次コイル
２４・・・静電遮蔽体
３０、３０’・・・第１、第２の導電支持部材
３１、３２・・・第１の導電支持部材３０の第１、第２の部材
３０ａ、３０ｂ・・・第１の導電支持部材３０のコネクタ部
３０’ａ・・・第２の導電支持部材３０’のコネクタ部
３２ａ、３２ｂ・・・第２の部材３２の接続箇所
３４・・・フィラメント用トランス１５の２次コイル
３４ａ、３４ｂ・・・導線
３５・・・フィラメント用トランス１５’の２次コイル
３５ａ、３５ｂ・・・導線
３６、３７・・・支持具
３８、３９・・・ネジ部材
４０、４１・・・コネクト端子
４２・・・高電圧コネクタ部
４３、４３’・・・第１、第２の高電圧抵抗ユニット
４５、４６・・・導線
４８・・・フィラメント用トランス１５のコア
４９・・・フィラメント用トランス１５の1次コイル
５０・・・フィラメント用トランス１５の静電遮蔽体
５１・・・フィラメント用トランス１５’のコア
５２・・・フィラメント用トランス１５’の1次コイル
５３・・・フィラメント用トランス１５’の静電遮蔽体
５５、５６・・・環状の結合部材
５７・・・ボルト
５８・・・環状の弾性部材

Claims (13)

1. １次コイルと交流高電圧を発生する２次コイルとをそれぞれ有する第１、第２の高電圧用トランスと、前記それぞれの交流高電圧を直流高電圧に変換する第１、第２の高電圧整流回路と、該第１、第２の高電圧整流回路の出力にそれぞれ直列に接続されている第１、第２の高電圧抵抗器と、２次コイルに発生する交流高電圧を電子管のフィラメントに与えるためのフィラメント用トランスとを備える電子管用高電圧発生装置において、
   前記第１の高電圧用トランスの前記２次コイルと前記第１の高電圧整流回路と前記第１の高電圧抵抗器と前記フィラメント用トランスの前記２次コイルとを電気絶縁材料で一体的にモールドしてなる第１のモールドユニットと、
   前記第２の高電圧用トランスの前記２次コイルと前記第２の高電圧整流回路と前記第２の高電圧抵抗器とを電気絶縁材料で一体的にモールドしてなる第２のモールドユニットと、
   前記第１のモールドユニットの高電圧出力端子に前記第２のモールドユニットの高電圧出力端子を接続する高電圧コネクタ部と、
   を備えることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
2. 請求項１において、
   前記第１のモールドユニットの前記高電圧出力端子は、前記高電圧抵抗器を支承する導電支持部材であって、前記第１のモールドユニット中に埋設されており、
   前記高電圧抵抗器の一端は前記導電支持部材に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
3. 請求項２において、
   前記導電支持部材の長手方向の両端部がコネクタ部になっていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
4. 請求項２又は請求項３において、
   前記フィラメント用トランスの２次コイルは前記導電支持部材に支承されると共に、その一端は前記導電支持部材に接続され、また、他端はフィラメント用出力端子に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
5. 請求４において、
   前記フィラメント用トランスの２次コイルは円環状のものであり、前記導電支持部材の長手方向に対して垂直方向に円環状になっていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれかにおいて、
   前記第１のモールドユニットにおける前記第１の高電圧用トランスと前記第１の高電圧整流回路とは隣接して配置され、
   前記導電支持部材における双方の前記コネクタ部を結ぶ方向は、前記第１の高電圧用トランスと前記第１の高電圧整流回路との配置の方向とは垂直であることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
7. 請求項２ないし請求項６のいずれかにおいて、
   前記導電支持部材は、第１の部材と該第１の部材と一体的に形成されている、又は該第１の部材に取り付けられている第２の部材とからなり、
   前記第１の部材は長手方向の両端に前記コネクタ部を備え、
   前記第１の部材と前記第２の部材とは十文字状になっており、
   前記フィラメント用トランスの２次コイルは前記第２の部材に取り付けられていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
8. 請求項７において、
   前記第２の部材は前記第１の部材の長手方向に対して垂直方向であると共に、前記第１の高電圧用トランスと前記第１の高電圧整流回路との配置方向に対して垂直方向に延びており、
   前記フィラメント用トランスは２個備えられ、これら二つのフィラメント用トランスのそれぞれの２次コイルは、前記第２の部材の両端部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかにおいて、
   前記第２のモールドユニットの前記高電圧出力端子は、前記第２の高電圧抵抗器を支承する第２の導電支持部材であって、一端がコネクタ部になっており、
   前記第２の導電支持部材は前記第２のモールドユニット中に埋設されており、
   前記第２の高電圧抵抗器の一端は第２の前記導電支持部材に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかにおいて、
    前記高電圧コネクタ部においては、前記第１の導電支持部材と前記第２の導電支持部材とは同軸上に位置することを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
11. 請求項９又は請求項１０において、
    前記高電圧コネクタ部において、前記第１の導電支持部材と前記第２の導電支持部材の前記コネクタ部は環状の弾性部材によって囲まれ、
    高電圧コネクタ部は、両側から互いに前記弾性部材を加圧するように組み合わされることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
12. １次コイルと２次コイルとを有する高電圧用トランスと、前記２次コイルに接続されている高電圧整流回路と、該高電圧整流回路の出力に直列に接続されている高電圧抵抗器と、１次コイルと２次コイルとを有するフィラメント用トランスとを備える電子管用高電圧発生装置において、
    前記高電圧整流回路からの直流高電圧が前記高電圧抵抗器を介して印加される導電支持部材を備え、
    前記高電圧抵抗器は前記導電支持部材によって支承され、
    前記導電支持部材の一方の端部はコネクタ部となっており、
    該コネクタ部は高電圧コネクタによって高電圧出力導体に結合されることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
13. 請求項１２において、
    前記フィラメント用トランスの前記２次コイルは前記導電支持部材によって支承されると共に、その一端が前記導電支持部材に接続され、
    前記フィラメント用トランスの２次コイルの他端はフィラメント用出力端子に接続されていることを特徴とする電子管用高電圧発生装置。
    

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