JPH05152092A

JPH05152092A - 絶縁変圧器を有する遮蔽エンクロージヤ

Info

Publication number: JPH05152092A
Application number: JP4125871A
Authority: JP
Inventors: James A Blake; ジエームス・アーサー・ブレイク
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1991-05-22
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1993-06-18
Also published as: GB2256971A; GB9210801D0; US5090048A; GB2256971B; DE4216089A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】好ましくない電磁放射または誘導がエンクロー
ジャ内に入ったり又はそれから出ることを防止する電気
装置の遮蔽エンクロージャの提供。【構成】Ｘ線撮像装置用の組立体１０はアノード、カソ
ードおよびフィラメントを入れたエンベロープを備えて
いる真空管１２を有する。この真空管は該真空管用の高
電圧供給源５０，５２とともに導電性ケース内に取り囲
まれている。各変圧器３１，３２は環状コア３４を有
し、このコアは非磁性材料によってケースに封止されて
いる。別の非磁性シールがコアの中心開口部３６を横切
って広がっている。各変圧器は関連した開口部を密封す
るように取り付けられる。各変圧器はケースの外側のコ
アに磁気結合された１つの巻線、およびケースの内側の
コアに磁気結合され且つ組立体の内部部品に接続されて
いる他の巻線を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンクロージャ内で発
生された電磁放射から外部環境を遮蔽するエンクロージ
ャに関し、更に詳しくは、Ｘ線管を収容するＸ線撮像装
置に使用される遮蔽エンクロージャに関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線撮像装置は、カソードおよび適当に
バイアスされるとＸ線を放射するアノードを有している
真空管を備えている。カソードはタングステンの熱電子
放出源および集束面を有する。Ｘ線管のカソード組立体
は一般に電子を放出する温度までカソードを加熱するフ
ィラメントを有している。アノードとカソードの間にバ
イアス電圧を印加すると、熱的に放出される電子がカソ
ードとアノードとの間の真空ギャップを横切り、アノー
ドに衝突し、これによりＸ放射線を発生する。医療診断
の撮像用に使用されるＸ線管は一般に４０，０００ない
し１５０，０００ボルトの非常に高いアノード−カソー
ド電圧で動作する。

【０００３】この範囲の動作電圧はアノードとカソード
との間の真空部に強い電界を発生する。この電界は電極
の面上の粒子および鋭い縁部によって増強される。電界
強度が充分高くなると、高い電界強度を発生した異常物
を部分的に気化する高電圧不安定性、すなわち放電が発
生する。気化に続く新しい面が電界強度を充分低くする
ほど充分円滑でない場合には、この面が延長された期間
高電圧を支持するまでこの処理はランダムに繰り返され
る。新しく製造された管は制御された条件の下で故意に
放電を発生させることによってシーズニングを行なわな
ければならない。この放電は、「管スピット(tube spi
t) 」と呼ばれるが、自分自身をクリーニングする手段
を提供し、Ｘ線管の寿命の全体にわってときどき発生す
る。

【０００４】不幸にして、高電圧放電はＸ線管のケース
内の電気回路の自然の共振を励起する。一般に１００メ
ガヘルツの範囲のその結果の高周波の振動がケーブルお
よび他の電気的接続部を介してＸ線管用の高電圧電源に
伝達される。これらの接続部から高周波信号がＸ線装置
の近傍の電子装置内に放射する。これらの振動は通常電
子装置を誤動作させるほどの非常に高い電力をしばしば
有し、敏感な電子部品を永久に損傷する場合がある。

【０００５】

【発明の概要】ケースは電子装置を取り囲み、ケースに
よって形成されるエンクロージャに入って来る又はそれ
から出ていく電磁放射線を遮蔽する。例えば、Ｘ線撮像
システムは鉛合金で形成され、アースに接続された導電
性ケースで囲まれた真空管を有し、ケース内に発生した
Ｘ線および無線周波信号が環境へ放射することを防止し
ている。また、好ましくはケースは真空管を励起してＸ
線を発生する高電圧源を収納している。

【０００６】電力はケースを通って延在している変圧器
によって電気装置に供給される。変圧器はケースの開口
部内で密閉された磁性材料の環状コアを有している。変
圧器の第１の巻線はケースの外側でコアに磁気結合し、
第２の巻線はケースの内側でコアに磁気結合している。
第２の巻線はケース内の装置に電力を供給するように接
続されている。変圧器は高周波信号を阻止しながら交流
電力を供給源に供給するように設計されている。

【０００７】Ｘ線撮像システムでは、ケースを通って延
在している１つの変圧器が高電圧源に電力を供給する。
他の変圧器は真空管内のアノードを回転させるモータに
電流を供給する。ケースの内部および外部に制御信号を
供給する別の変圧器および回路が設けられている。

【０００８】

【発明の目的】本発明の全体的目的は、好ましくない電
磁放射または誘導がエンクロージャ内に入ったり又はそ
れから出ることを防止する電気装置の遮蔽エンクロージ
ャを提供することにある。他の目的は、遮蔽に重大な影
響を与えることなくエンクロージャの内側および外側の
間で電気信号を結合する手段を提供することにある。

【０００９】更に他の目的は、信号を供給し、エンクロ
ージャの開口部を通って変圧器を密閉する変圧器を使用
することである。更に特定の目的は、Ｘ線管内の高電圧
放電によって発生する高周波信号がエンクロージャを超
えて放射することを防止するＸ線管の遮蔽エンクロージ
ャを提供することにある。

【００１０】

【実施例の記載】まず、図１を参照すると、全体的に１
０で示すＸ線管組立体はエンクロージャ、すなわちケー
ス１４内に真空管１２を有している。エンクロージャに
は電気絶縁性で熱伝導性の油が充填されている。真空管
１２はアノード１８およびカソード組立体２０を囲んで
いる真空のガラスエンベロープ１６を有する通常の設計
のものである。カソード組立体２０は熱電子放出カソー
ドおよび電子の放出が発生する動作温度までカソードを
加熱するフィラメントを有している。カソード組立体２
０はフィラメント電流およびカソードバイアス電位が印
加されるコネクタ２２に接続されている。他のコネクタ
２８がエンベロープ１６を通って延在し、アノード電位
が印加される端子を形成している。

【００１１】エンクロージャ１４の形状および大きさ
は、Ｘ線管組立体１０の部品を収納し、Ｘ線装置（図示
せず）の外側ハウジング内に嵌合するように設計されて
いる。エンクロージャ１４は鉛を含む導電性合金で形成
されており、アースされた場合には、外部環境をエンク
ロージャ内で発生したＸ線および無線周波信号の両方か
ら遮蔽する。小さな「Ｘ線ウィンドウ」３０がエンクロ
ージャの壁に設けられ、アノード１８の電子衝撃によっ
て発生するＸ線ビームが所望の経路に沿って外部に進む
ことができるようになっている。

【００１２】アノード１８は回転型であり、２相モータ
２５の回転子２４に連結されている。回転子２４は真空
管１２の首部内に設けられ、この回りにモータ２５の固
定子２６が取り付けられている。真空管１２およびモー
タ２５は通常の方法によってエンクロージャ内に支持さ
れているが、図の簡単化のため図示されていない。固定
子２６は積層スタック２７を有し、この積層スタックを
通って一対のコイルが巻回されている。この通常の設計
において、回転子２４は真空管内に設けられ、固定子２
６は真空管のエンベロープ１６の外側にある。

【００１３】モータ２５用の電流は一対の変圧器３１お
よび３２を介してエンクロージャ１４の壁を通過し、変
圧器３１および３２の各々は固定子の一方の相コイル２
９用の電流を供給している。これらの変圧器３１および
３２はエンクロージャ１４を通って別々の開口部３６に
設けられているコア３４を有している。各変圧器のコア
３４は中実の磁性材料または通常の積層型のものであっ
てよい。コアが積層型である場合には、組立中に各層間
にエポキシ樹脂を塗布することなどによって流体密なシ
ールを積層間に設けなければならない。流体密なシール
３８は第１の変圧器３１の外側の面とハウジング１４と
の間の開口部の縁部に沿って設けられている。内側シー
ル４０が変圧器のコア３４の内側の開口部４２を横切っ
て広がり、ギャップに対して密封シールを形成してい
る。シール３８および４０はエポキシ樹脂またはファイ
バグラス(Fiberglas)(オーエンズ−コーニングファイバ
グラス社(Owens-Corning Fiberglas Corp.) の商標）の
ような非磁性材料で形成されている。この材料は変圧器
のコアを磁気的に短絡しない。他方のモータ電流用の変
圧器３２は同様なシールを有している。変圧器３１およ
び３２はエンクロージャを密封し、内部の油が流出する
ことを防止するように開口部を通ってエンクロージャ１
４内に延在している。

【００１４】モータ２５の各相のモータ電流はエンクロ
ージャ１４の外側にあるそれぞれのコアの部分の回りに
巻回されている別々の１次巻線４３および４４を通って
供給される。各モータ用の変圧器３１および３２はエン
クロージャ１４の内側にあるコアの部分の回りに巻回さ
れている別々の２次巻線４５および４６をそれぞれ有し
ている。モータ用の変圧器の２次巻線４５および４６は
別々の固定子コイル２９に接続されている。

【００１５】また、エンクロージャ１４内には通常のア
ノードおよびカソード高電圧供給源５０および５２があ
り、これらは結合されてＸ線真空管１２用のバイアス供
給源を形成している。高電圧供給源５０および５２の各
々は真空管１２の電極をバイアスするために比較的低い
交流入力電圧を高い直流電圧に変換する。高電圧供給源
５０および５２用の入力電圧はエンクロージャ１４の壁
を通ってモータ用の変圧器３１および３２と類似した設
計の変圧器５４および５２によって供給される。アノー
ド高電圧供給源５０は真空管１２のアノード端子１８に
接続される正出力端子５６を有する。カソード高電圧供
給源５２は組立体２０のカソードに直接接続されている
真空管のカソード端子２２の接点に接続されている負の
出力端子５９を有している。

【００１６】また、負出力端子５９はフィラメント電流
変圧器６０の２次巻線６２の一端に接続されている。２
次巻線６２の他端はカソード端子２２の他の接点に接続
されている。真空管のフィラメント電流は変圧器６０の
１次巻線６１を通って供給され、カソード組立体２０の
フィラメントに供給される電流を２次巻線６２に発生す
る。所望により、整流器（図示せず）をエンクロージャ
１４内に設けて、直流フィラメント電流を発生すること
もできる。フィラメント用の変圧器６０はエンクロージ
ャ内の油が漏出しないように開口部を密閉してエンクロ
ージャ１４の開口部を通って延在しているという点にお
いて上述した変圧器の構造に類似した構造を有してい
る。

【００１７】高電圧供給源５０および５２は直流アノー
ド−カソード電流を監視する機構に接続されている。こ
の機構はエンクロージャ１４の他の開口部を通って延在
している電流感知変圧器６４を有している。この変圧器
６４はエンクロージャ内にセンタータップ付の第１の巻
線６６を有している。この第１の巻線６６の一端はアノ
ード高電圧供給源５０の負の端子５７に接続され、他端
はカソード高電圧供給源５２の正の端子５８に接続され
ている。第１の巻線６６のセンタータップはＸ線撮像シ
ステムのアースに接続されている。上述した変圧器と異
なって、この電流感知変圧器６４はそのコア６５を通る
ギャップを有し、このギャップ内には通常の磁束センサ
７０が取り付けられている。この磁束センサ７０は増幅
器７２の反転入力に接続され、この増幅器の非反転入力
はアースに接続されている。増幅器７２の出力はエンク
ロージャ１４の外側に設けられている電流感知変圧器６
４の第２の巻線６８の一端に接続されている。この第２
の巻線６８の他端７４は電流感知抵抗７６を介してアー
スに接続されている。

【００１８】直流アノード−カソード電流は電流感知変
圧器６４の第１の巻線を流れ、コア６５に磁束を発生す
る。この磁束はアノード−カソード電流Ｉ₁のレベルに
比例した大きさを有している。磁束センサ７０は磁束の
大きさ、従ってカソード−アノード電流Ｉ₁のレベルに
対応した信号を増幅器７２に供給する。増幅器７２はこ
の磁束センサの信号に応答し、出力電流Ｉ₂を発生し、
この出力電流は電流感知変圧器６４の第２の巻線６８に
供給される。増幅器７２は磁束センサからの信号に応答
し、ゼロの磁束が変圧器のコア６５に感知されるまで出
力電流Ｉ₂の大きさを変える。この時点において、２つ
の電流Ｉ₁およびＩ₂の大きさは関係式Ｉ₂＝Ｉ₁（Ｔ
₁／Ｔ₂）によって与えられる。ここにおいて、Ｔ₁は
変流器６４の第１の巻線６６の巻数であり、Ｔ₂は第２
の巻線６８の巻数である。増幅器の電流Ｉ₂は感知抵抗
７６の両端に電圧ｅ₀を発生する。この電圧ｅ₀は式：
ｅ ₀＝Ｉ₂Ｒ₇₆＝Ｉ₁（Ｔ₁／Ｔ₂）Ｒ₇₆によるアノー
ド−カソード電流に比例している。ここにおいて、Ｒ₇₆
は電流感知抵抗７６の抵抗値である。この電圧ｅ₀を測
定することによって、この計算式をアノード−カソード
電流Ｉ₁の大きさに対して解くことができる。

【００１９】図１に示す変圧器は矩形環状コアを有して
いるが、図２および図３にそれぞれ示すコア８０および
８２のような他の幾何学的形状のものを利用してもよ
い。これらの別のコアの設計を利用することによってコ
アが通過するエンクロージャ１４の開口部の大きさを小
さくすることができる。エンクロージャの開口部の大き
さを小さくすることによってスピット(spit)によって発
生する高周波信号がエンクロージャ１４から逃げ出す領
域を減らすことができる。更に、この代わりの設計のも
のはシール８４によってふさがれるコアの内側の開口部
を横切るギャップが比較的小さくなっている。シール８
４の構造的一体化はシールされるギャップの大きさを減
らすことによって改良される。変圧器８０または８２が
通るエンクロージャ１４の開口部の大きさは変圧器の外
側の寸法より小さいので、各コア８５および８６は連続
した磁気コアを形成するように接続される２つの部分に
分割される。図２において、コア８５は部分８７および
８８によって形成され、図３のコア８６は部分８９およ
び９０を有する。代わりとして、エンクロージャ１４は
変圧器の部分に当接し、開口部を形成する別の区分で形
成することもできる。

【００２０】変圧器の各々は変圧器によって結合される
電流の周波数を有する帯域を有する。例えば、変圧器
は、実質的に放電スピットによって発生する周波数以下
の１メガヘルツより小さな周波数を有する信号を通す。
スピット放電によって真空管のエンクロージャ１４内の
部品に誘導される信号はエンクロージャを通る変圧器に
よって流れない。この結果、エンクロージャはＸ線シス
テムの他の部品または近くの電子装置に放射する高周波
信号を遮蔽する。

【００２１】本発明はＸ線管のエンクロージャについて
記載したが、その基本的概念は電磁放射に対するシール
ド用のエンクロージャに総称的に適用することができ
る。更に、本発明の精神および範囲から逸脱することな
く種々の変更および変形を行うことができることを理解
されたい。例えば、各変圧器はエンクロージャ１４の別
々の開口部を通過するように示されているが、２つ以上
の変圧器が同じ開口部に設けられてもよい。この場合、
共通の開口部を密閉しながら複数の変圧器をエンクロー
ジャに取り付ける手段が設けられるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線管のエンクロージャの部分断
面図である。

【図２】図１に示す変圧器の別の実施例を示す斜視図で
ある。

【図３】変圧器の別の実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１０Ｘ線管組立体１２真空管１４エンクロージャ１６エンベロープ１８アノード２０カソード組立体３１、３２変圧器３４コア３６開口部３８シール４０シール５０アノード高電圧供給源５２カソード高電圧供給源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気装置（２５）を取り囲む導電性ケー
ス（１４）と、前記ケースの開口部（３６）を通って延在する磁性材料
の環状コア（３４）、前記ケースの外側で前記コアに磁
気結合されている第１の巻線（４３または４４）、およ
び前記ケースの内側で前記コアに磁気結合されている第
２の巻線（４５または４６）を有する変圧器（３１また
は３２と）、電気装置（２５）を前記第２の巻線に接続する手段（２
９）と、を有する電気装置用エンクロージャ。
【請求項２】前記変圧器の前記コアは互いに積層さ
れ、かつ各層間に流体密な密閉材料が設けられている磁
性材料からなる複数の層によって形成されている請求項
１記載のエンクロージャ。
【請求項３】前記変圧器および前記ケースの間に実質
的に非磁性材料で形成された第１のシール（３８）を更
に有する請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項４】前記コアの中央開口部（４２）を横切っ
て実質的に非磁性材料で形成された第２のシール（４
０）を更に有する請求項３記載のエンクロージャ。
【請求項５】前記変圧器のコアは第１の巻線が磁気結
合する第１の部分、第２の巻線が磁気結合する第２の部
分、および該第１および第２の部分を互いに結合する中
間部分を有し、一方の方向に前記環状コアを横切る距離
は前記第１および第２の部分（８７および８８）の各々
におけるよりも前記中間部分において小さくなっている
請求項１記載のエンクロージャ。
【請求項６】Ｘ線を放出するための、カソード（２
０）、アノード（１８）およびフィラメント（２０）を
有する真空管（１２）と、前記真空管を取り囲んでいる導電性ケース（１４）と、前記ケースの開口部（３６）を通って延在し、該開口部
を密封するように前記ケースに取り付けられた第１の変
圧器（３１）であって、磁性材料の環状第１コア（３
４）、前記ケースの外側において前記第１のコアに磁気
結合されている第１の巻線（４３）、前記ケースの内側
において前記第１のコアに磁気結合され、前記真空管に
電圧を供給する第２の巻線（４５）を有する第１の変圧
器（３１）と、を有するＸ線管組立体。
【請求項７】前記ケースの開口部を通って延在し、前
記開口部を密封するように前記ケースに取り付けられた
第２の変圧器（６０）であって、磁性材料の第２コア、
前記ケースの外側において前記第２のコアに磁気結合さ
れた第３の巻線（６１）、および前記ケースの内側にお
いて前記第２のコアに磁気結合され、前記真空管のフィ
ラメントに電気的に接続されている第４の巻線（６２）
を有する第２の変圧器（６０）を更に有している請求項
６記載のＸ線管組立体。
【請求項８】前記真空管は固定子（２６）および前記
アノードに接続された回転子（２４）を持つモータ（２
５）を更に有し、前記組立体は更に前記ケースの開口部を通って延在し、
該開口部を密閉するように前記ケースに取り付けられた
第３の変圧器（３２）を有し、該第３の変圧器は磁性材
料の第３コア（３４）、前記ケースの外側において前記
第３のコアに磁気結合された第５の巻線（４４）、およ
び前記ケースの内側において前記第３のコアに磁気結合
され、前記固定子に電気的に接続された第６の巻線（４
６）を有する請求項７記載の組立体。
【請求項９】前記第１の変圧器および前記ケースの間
に設けられ、実質的に非磁性材料で形成されている第１
のシール（３８）を更に有する請求項６記載のＸ線管組
立体。
【請求項１０】前記第１のコアの中央開口部（４２）
を横切って設けられ、実質的に非磁性材料で形成されて
いる第２のシール（４０）を更に有する請求項９記載の
Ｘ線管組立体。
【請求項１１】前記ケース内に設けられ、前記真空管
を実質的に浸している非導電性流体を更に有する請求項
１０記載のＸ線管組立体。
【請求項１２】前記第１の変圧器の第１のコアは第１
の巻線が磁気結合される第１の部分、第２の巻線が磁気
結合される第２の部分、および前記第１および第２の部
分を互いに結合する中間部分を有し、一方の方向におけ
る前記第１のコアを横切る距離は前記第１および第２の
部分の各々におけるよりも中間部分において小さくなっ
ている請求項６記載のＸ線管組立体。
【請求項１３】Ｘ放射線を放射するための、カソード
（２０）、アノード（１８）およびフィラメント（２
０）を有する真空管（１２）と、前記真空管の周りに設けられている導電性エンクロージ
ャ（１４）と、各々が前記エンクロージャの開口部を通って延在し、該
開口部を密閉するようにエンクロージャに取り付けられ
た複数の変圧器であって、それぞれ磁性材料のコア、前
記エンクロージャの外側において該コアに磁気結合され
た第１の巻線、および前記エンクロージャの内側におい
て該コアに磁気結合された第２の巻線を有する複数の変
圧器（３１、３２、５４、５５、６０）と、前記エンクロージャ内に設けられ、前記真空管のアノー
ドおよびカソードの間に電圧を供給するように接続さ
れ、前記複数の変圧器のうちの第１の変圧器（５４）の
第２の巻線に結合されているバイアス供給源（５０およ
び５２）とを有し、前記複数の変圧器のうちの第２の変圧器（６０）の第２
の巻線（６２）は前記真空管のフィラメントに接続され
ているＸ線撮像装置用の組立体。
【請求項１４】前記真空管は、アノードに接続された
回転子（２４）および前記複数の変圧器のうちの第３の
変圧器（３１）の第２の巻線（４５）に接続されている
固定子（２６）を持つモータ（２５）を更に有している
請求項１３記載の組立体。
【請求項１５】前記真空管は更に多相モータを有し、
該モータはアノードに接続された回転子（２４）および
各々が前記複数の変圧器の異なる変圧器（３１、３２）
の第２の巻線（４５、４６）に接続されている複数の電
気コイル（２９）をそなえた固定子（２６）を有する請
求項１３記載の組立体。
【請求項１６】前記バイアス供給源は、前記複数の変圧器のうちの第１の変圧器（５４）の第２
の巻線に接続され、前記真空管のアノードに接続された
正出力端子（５６）を有するとともに、負出力端子（５
７）を有するアノード電圧供給源（５０）と、前記複数の変圧器のうちの第３の変圧器（５５）の第２
の巻線に接続され、前記真空管のカソードに接続された
負出力端子（５９）を有するとともに、前記アノード電
圧供給源（５０）の負出力端子に接続された正出力端子
（５８）を有するカソード電圧供給源（５２）を有する
請求項１３記載の組立体。
【請求項１７】前記エンクロージャの開口部を通って
延在し、かつ該開口部を密閉するようにエンクロージャ
に取り付けられ、前記アノード電圧供給源の負出力端子
と前記カソード電圧供給源の正出力端子との間に接続さ
れた一方のコイル（６６）が前記エンクロージャ内に配
置されると共に他方のコイル（６８）が前記エンクロー
ジャの外側に配置されるように一対のコイル（６６、６
８）が磁気結合される他の磁性材料のコアを有する電流
感知変圧器（６４）を更に有し、前記一方のコイルのセ
ンタータップはアースに接続され、前記電流感知変圧器
にはそのコアの磁束を感知する手段（７０）が更に設け
られている請求項１６記載の組立体。
【請求項１８】前記磁束感知手段によって検出された
磁束強度に対応する大きさを有する電流を発生し、該電
流を前記電流感知変圧器の他方のコイルに供給する手段
（７２）と、前記磁束感知手段からの電流の大きさを感知する手段
（７６）とを更に有する請求項１７記載の組立体。
【請求項１９】前記エンクロージャ内に設けられ、前
記真空管および前記バイアス供給源を実質的に浸してい
る非導電性流体を更に有する請求項１３記載の組立体。