JP4222663B2 - 高電圧電源ユニットの機能エレメント用のモジュール式支持物とこれによって得られるユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、とくに高電圧電源機能構成部材のすべてを単一のボックス中に納めたＸ線管用の高電圧（ＨＴ）電源ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線管は、陽極に向かって電子ビームを放射するフィラメント形式の陰極を含む。陽極は、電子ビームの作用を受けてＸ線ビームを放射する。高エネルギーの電子ビームを得るために、陰極から放射された電子ビームは、陰極と陽極の間に作られた強い電界によって加速される。これを達成するために、陽極を陰極に対して正電位に上げ、陽極と陰極の間の電位差は一般に１５０ｋＶまたはそれ以上の値に達する。これらの極めて高い電位差は高電圧装置によって得られる。
これらの高電圧装置の機能エレメントは、電気絶縁と冷却を行う液体で満たした接地された金属製ボックス中に納められている。
【０００３】
機能エレメントは通常、第１巻線、第２巻線、磁気コア、ＨＴ整流器、およびＨＴ平滑コンデンサを含む、高変成比ＨＴ変圧器を含む。
さらに詳しくは、変圧器は、周波数変換装置によって供給される交流電圧が印加される１次巻線と、倍電圧整流回路に接続された２次巻線とを有する。各２次巻線の倍電圧整流回路は共に接続されているので、これらの電圧は組み合わされる。整流器の極性を考慮して、正電圧か負電圧を印加して、Ｘ線管に電力供給するために必要な高電圧レベルを得ることができる。
【０００４】
ＨＴユニット内の高電圧出力部は、ＨＴボックス・カバー・プレートを通じて気密状態に密封されたＨＴコネクタに接続された抵抗器によって保護され、ＨＴリード線のコネクタ・ピンを収容するソケットがＨＴ装置をＸ線管に接続する。ＨＴ出力部もＨＴユニットの内部で電圧分割抵抗器に接続される。その電圧分割抵抗器は、出力される高電圧のレベルに比例する低電圧を供給する電圧分割器の上部を形成する。
ボックスの内部には、機能エレメント間の電気的接続を行うため、およびＨＴ電源装置をＸ線管に電気的に接続するために必要な導線もある。
機能エレメントのすべては、ボックスの内部に支持され、電気的に互いに絶縁される必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明は、機能エレメントのための支持とこれらの電気的な絶縁との両方を行い、かつ最小数の部材を含み製造が容易で低コストである、ＨＴユニットの機能エレメントのための支持物を提供することを課題とする。
【０００６】
さらに詳細には、本発明は、高電圧電源ユニットのためのモジュール式支持物であって、高電圧電源ユニット中に高電圧電源のすべての機能構成部材が絶縁物質で作られたモジュール式支持物によって支持され、モジュール式支持物と機能構成部材とは共に、熱伝導を促進させる電気絶縁流体で満たされた単一の接地された金属ボックス中に配置されているモジュール式支持物を提供することを課題とする。
【０００７】
本発明の別の主題は、ＨＴ変圧器の構成部材、倍電圧整流回路、電圧分割器の抵抗器ボックス、および出力保護抵抗器のすべてがまとめられている、上に述べたＨＴユニットの機能エレメント用の支持物を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに別の主題は、ＨＴ出力ソケット、フィラメント変圧器、そして場合によってはＨＴ出力整流子をまとめたＨＴ出力ユニットをも組み込んだ、上に述べた支持物を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、電気絶縁された壁を有し、ＨＴ電源ユニットの機能エレメントを収容するためのハウジングを含み、ハウジングの電気絶縁された壁は、重なった相補傾斜表面を有する２つの突出壁によって形成されている、ＨＴ電源ユニットのためのモジュール式支持物を提供することによって達成される。
【００１０】
本発明の一実施態様では、とくにＸ線管に電力供給するためのＨＴ電源ユニット用のモジュール式支持物は、
同一外形の２つの部材から形成されて、基部とその基部から突き出た壁を有し、これら２つの部材がこれらの基部によって中央モジュールの中央垂直軸に対して互いに対称に接合されている中央モジュールと、
各々が基部とその基部から突き出た壁を有する同一外形の第１端部モジュールと第２端部モジュールであって、中央モジュールと第１モジュールと第２モジュールの突出壁は傾斜した相補表面を有し、第１および第２の端部モジュールの各々を中央モジュールの部材の１つと組み合わせたときに、モジュールの対応するハウジングの突出壁が相補傾斜表面の重なりによって互いに密に接合し、ＨＴ電源ユニットの機能エレメントを収容するためのハウジングを形成する第１端部モジュールと第２端部モジュールとを含む。こうして、ハウジング中に配置されたＨＴ電源ユニットの機能エレメント用支持物と適切な電気絶縁が提供される。
【００１１】
一般に、モジュール式支持物は、ＨＴ変圧器の１次巻線と２次巻線の磁気コア用のハウジング、倍電圧整流回路用のハウジング、および電圧分割器の抵抗器用のハウジングを構成する。
モジュール式支持物の各モジュールが、さまざまな機能エレメントを電気的に接続するために必要な通路を有することは、全く明白である。
【００１２】
本発明の別の実施態様では、モジュール式支持物は、各々が基部とその基部から突出する突出壁を有する相補外形の第１部材と第２部材とを含む第４モジュールを含み、それがＨＴ出力ユニットの機能エレメント用の他のハウジングを構成し、この第４モジュールの第１部材はその基部によって中央モジュールの側壁に接合され、この第４モジュールの第１部材と第２部材とが互いに接合されると、第４モジュールの部材の対応する突出壁が重なって、機能エレメントを出力ユニットから電気絶縁する。
【００１３】
一般に、この第４モジュールは、ＨＴ出力ソケット用のハウジングと陰極に電力供給するための変圧器用のハウジングとを含む。
ハウジングを形成する対応する突出壁の重なりがあるために、クリーページ線の長さは増加し、したがってハウジングの絶縁は増加して、アーク発生の危険性は減少する。
【００１４】
上述のように、モジュールの突出壁は、傾斜した相補重複表面、すなわちこれらの壁の厚さがモジュールの基部から、すなわちモジュール部材からその自由端まで均一に減少する相補重複表面を有する。したがってこれにより、モジュールどうしやモジュール部材どうしを互いに合わせることが容易になり、かつ、成形によって製造することが容易になり、とくに離型が容易になる。これらの相補傾斜表面の存在が、電気的および機械的観点から突出壁の製造許容誤差（直径と高さ）には関係なく適切なはめ合いを保証することはさらに重要である。
【００１５】
さらにまた、ハウジングの最終的な絶縁壁が重複する２つの個別の壁からなるので突出壁の１つ中に誘電性の点から不均一領域が存在する場合でも、電気絶縁の信頼性は向上する。なぜなら、重複する壁の各々における２つの不均一領域が互いに向き合って存在する確率は実際的には有り得ないためである。
モジュールおよびモジュール部材はプラスチックから成形されることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明実施形態によるモジュール式支持物の一例を示すが、これは全体形状が平行六面体の中央モジュール１０と、全体形状が平行六面体の２つの端部モジュール２０、２０’を含む。
【００１７】
中央モジュール１０は、全体形状が平行六面体の同一外形を有する２つの部材１１、１１’からなる。
中央モジュール１０の各部材１１、１１’は、後で分かるように、磁気コア４０ａ、４０ｂの脚部を通過させる２つの開口を含む全体が矩形の平らな基部１２、１２’を含む。
図１には中央モジュール１０の部材１１’の円筒形の壁１３’のみが見えるが、これらの円筒形壁は基部１２、１２’から突き出て、各々が円形開口を囲んでいる。円筒形壁は部分的にＨＴ変圧器の磁気コア４０ａ、４０ｂと１次巻線（図示せず）用のハウジングとなる。
半円筒形壁１４、１４’は基部１２、１２’から突き出て、各円筒形壁１３１３’を囲み、これらの間に部分的に、ＨＴ変圧器の２次巻線（図示せず）を収容するためのハウジングを形成する。
【００１８】
また、中央モジュール１０の各部材１１、１１’は、それぞれの一端部に、基部１２、１２’から突き出て、倍電圧整流回路を収容するための平行六面体の全体形状のハウジング１５、１５’を部分的に形成する壁を含む。
各部材１１、１１’は、矩形の端壁１６’（これらの１つだけが図１に見える）と、ハウジング１５、１５’の反対側の端部に矩形の側壁１７、１７’を備えている。中央モジュールの部材１１、１１’の端壁と半円筒形壁１４、１４’の下側とは離れているので、これらは部分的に、倍電圧整流回路を収容するためのハウジング１８’（部材１１’の上のみに見える）を形成する。
中央モジュールの部材１１、１１’は、これらの基部１２、１２’によって背中合せに一緒に、中央モジュール１０の中央垂直軸に対して対称に接合されている。
【００１９】
ここで端部モジュール２０、２０’を説明する。これらのモジュールが同じ外形を有すると仮定すれば、説明はこれらのモジュールの１つだけについて行い、その説明がもう１つのモジュールに適用されることは理解されるであろう。
図１に見ることができるように、モジュール２０は、平行六面体の全体形状と、中央モジュール１０の部材１２の外形と相補的な外形を有する。
さらに具体的には、端部モジュール２０は、磁気コアの横断脚部４０ｂを収容する凹部２２を含む矩形の全体形状を有する基部２１を有する。
２つの対称円形開口２３が基部２１の凹部２２に形成されている。
【００２０】
円形開口２３の各々は、基部から突き出て中央モジュール１０の部材１１の円筒形壁と相補形の円筒形壁２４によって囲まれている。円筒形壁は磁気コア４０ａ、４０ｂのためのハウジングを部分的に構成している。同様に、円筒形壁２４の各々は、基部２１から突き出た半円筒形壁２５によって囲まれ、半円筒形壁２５は、中央モジュール１０の半円筒形壁１４と相補形で、円筒形の突出壁２４と共に、ＨＴ変圧器の２次巻線のための環状ハウジングを構成している。
【００２１】
端部モジュール２０はまた、その横方向一端部に、基部２１から突き出た壁を有する。これらの壁は、倍電圧整流回路を収容するための平行六面体の全体形状のハウジング２６を部分的に決めている。
端部モジュール２０はさらに、矩形の全体形状を有する端壁２７と、平行六面体のハウジング２６と反対側の端部にＵ形状の側壁２８とを含む。
【００２２】
図１に示すように、端部モジュール２０、２０’は、これらが中央モジュール１０の対応する部材１１、１１’全体にわたって合致するような寸法で作られている。とくに端部モジュール２０、２０’の突出壁は、モジュールが互いに接合されると、中央モジュール１０の対応する突出壁に外部から重なる。
また、この逆の形状に作ることができるのは明らかである。必要なら、モジュールをプラスチック製ねじなどのねじによって共に固定することもできよう。
先に説明したように、該当する突出壁は傾斜相補表面を有し、この傾斜相補表面によって、これらの壁は重ねることによって共に密接に合致し、機能エレメントのための該当ハウジングを形成することができる。
【００２３】
図２に、本発明によるモジュール式支持物の別の実施形態を示すが、ＨＴ電源ユニットのＨＴ出力機能エレメントを収容するための追加の第４モジュール５０を加えたことのみが、図１のモジュール式支持物と異なる点である。
図２に見ることができるように、モジュールの１つ２０’は、ハウジング中に配置された磁気コアの部材４０ａを中央モジュール１０の一部にはめ込む。この図２はまた、ＨＴ変圧器の２次巻線４１ａ、４１ｂ、およびそれぞれのハウジングに向かっている倍電圧整流回路４２ａ、４２ｂも示す。
【００２４】
図２の実施形態における第４モジュール５０は、第１部材５１と第２部材５１’とを含む。全体形状が平行六面体である第１部材は、矩形の基部５２と、基部５２から突き出て、フィラメント用の変圧器を収容するためのハウジングを部分的に形成する２つの半円形壁５３と、半円形壁５３の各側面に１つずつ平行六面体の形状のハウジングを構成して、ＨＴ出力ソケット６０を収容するための壁５４、５５とを含む。
【００２５】
全体形状が平行六面体である第２部材５１’は矩形の基部５２’を備え、この基部にフィラメント用の変圧器のための２つのハウジングに対応する２つの空洞５６’を備えている。
半円形壁５３’は、空洞５６’に整列して基部５２’から突き出ている。第４モジュール５０の第１部材５１の壁５４、５５に合わせて基部５２’から突き出た壁５４’、５５’は、空洞５６’の両側に１つずつ平行六面体のハウジングを部分的に形成する。
空洞５６’は、あぶみ形状の磁気コア６１を挿入できるようにするためのものである。
【００２６】
第４モジュール５０の２つの部材５１、５１’は、図１における実施形態のモジュールについて説明したように共に嵌め合わせられ、第４モジュール５０は、取付け部材、接着、ねじなどの何らかの適切な手段によって適切な側に沿って他のモジュールに連結される。
第４モジュールの各部材は、成形されたプラスチックで作成することが好ましい。
【００２７】
図３は、本発明による機能エレメント用のハウジングを形成する突出壁の外形を線図で示す。
図３に示すように、突出壁１、２は先細の形状であり、この壁が突き出る元の基部３、４から自由端まで壁の厚さは次第に薄くなる。図３に見ることができるように、相補突出壁１、２は、モジュールが共に合致したときに重なる相補傾斜表面５、６を有する。突出壁１、２のこの外形は、これらの重複と合致とを促進して成形作業とくに離型を容易にするのみならず、クリーページ線の長さを増加させることによってハウジング間の電気絶縁を改善し、アーク発生の危険性を低下させる。
【００２８】
さらにまた上述のように、突出壁のこの外形は、モジュールの製造許容誤差とは無関係に望みの絶縁量を得ることを可能にする。
モジュールは、相互接続する接続器のすべてを収容するために必要な通路およびカットアウトを含み、こうして強い電界の集中を防ぎ、したがってアーク発生の危険性が低下し、同時に製造コストを軽減する。
【００２９】
実施形態中にバイポーラ・ユニットを示したが、本発明はモノポール・ユニットまたはマルチポール・ユニットにも適用可能である。
ここに開示された実施形態の、構造または機能またはステップ、もしくはこれらの任意の組合せにおける様々な変更を、当業者は本発明の範囲を逸脱することなく行うことができる。
本実施形態のモジュール式支持物は高電圧電源すなわち高電圧ユニットの機能エレメントを収納するためのものであって、その機能エレメントを収納させた支持物が接地された金属ボックス内に収納される。その金属ボックスは電気絶縁し冷却する液体で満たされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 モジュール式支持物の一実施形態の分解斜視図である。
【図２】 モジュール式支持物の別の実施形態の分解斜視図である。
【図３】 モジュール式支持物の突出壁の線図である。
【符号の説明】
１、２ 相補突出壁、 ５、６ 相補傾斜表面、 １０ 中央モジュール、
１１ 平行六面体の部材、 １２ 基部、 １３ 円筒形壁、
１４ 半円筒形壁、 １５ ハウジング、 １６、１７ 端壁、
１８ ハウジング、 ２０ 端部モジュール、 ２１ 基部、 ２２ 凹部、
２３ 円形開口、 ２４ 円筒形壁、 ２５ 半円筒形壁、
２６ ハウジング、 ２７、２８ 端壁、 ４０ 磁気コア、
４１ ２次巻線、 ４２ 倍電圧整流回路、 ５０ 第４モジュール、
５１ 第４モジュールの部材、 ５２ 基部、 ５３ 半円形壁、
５４、５５ 壁、 ５６ 空洞、 ６１ 磁気コア

Claims (7)

1. 電気絶縁された壁を有し、高電圧（ＨＴ）電源ユニットの機能エレメントを収容するハウジングを含む高電圧電源ユニット用のモジュール式支持物であって、
   同一外形の２つの部材（１１、１１’）から形成されて、基部（１２、１２’）とその基部（１２、１２’）から突き出た壁（１３、１３’；１４、１４’；１５、１５’）を有し、これら２つの部材（１１、１１’）がそれぞれの基部によって中央モジュールの中央垂直軸に対して互いに対称に接合されている中央モジュール（１０）と、
   各々が基部（２１、２１’）とその基部から突き出た壁（２４、２５、２６）を有する同一外形の第１端部モジュール（２０）と第２端部モジュール（２０’）であって、中央モジュールと第１モジュールと第２モジュールとの前記の突出壁は傾斜した相補表面を有して、第１および第２の端部モジュールの各々を中央モジュールの部材の１つと組み合わせたときに、モジュールの対応するハウジングの突出壁が相補傾斜表面の重なりによって互いに密に接合し、ＨＴ電源ユニットの機能エレメントを収容するためのハウジングを形成する第１端部モジュール（２０）と第２端部モジュール（２０’）とを含む高電圧電源ユニット用のモジュール式支持物。
2. 磁気コア用のハウジング、変圧器の１次巻線用のハウジングと２次巻線用のハウジング、および倍電圧整流回路用のハウジングを含む請求項１に記載のモジュール式支持物。
3. 他のモジュールと組み合わせることができる追加モジュール（５０）を含み、この追加モジュールは、基部（５２）とその基部から突き出た壁（５３、５４、５５）とを有する第１部材（５１）と、基部（５２’）とその基部から突き出た壁（５３’、５４’、５５’）とを有する第２部材（５１’）とを含み、追加モジュール（５０）の部材（５１、５１’）の突出壁は、相補傾斜表面を有し、第１部材（５１）と第２部材（５１’）とを組み立てると、突出壁は相補傾斜表面の重なりによって共に密に合致し、ＨＴ電源ユニットのＨＴ出力装置の機能エレメントを収容するためのハウジングを形成する請求項１または２に記載のモジュール式支持物。
4. 第４モジュール（５０）が、フィラメント変圧器用のハウジングとＨＴ出力ソケット用のハウジングとを形成する追加自傾斜表面を有する請求項３に記載のモジュール式支持物。
5. モジュールが成形されたプラスチックでできた請求項１ないし４のいずれか一項に記載のモジュール式支持物。
6. 接地された金属ボックスと機能エレメントとを含み、機能エレメントは請求項１ないし５のいずれか一項に記載のモジュール式支持物によってボックスの内部に支持されている高電圧ユニット。
7. 金属ボックスが電気絶縁し冷却する液体で満たされた請求項６に記載の高電圧ユニット。

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