JPH08106828A

JPH08106828A - Ｘ線管の高電圧ブッシング

Info

Publication number: JPH08106828A
Application number: JP25983194A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Tsukamoto; 勝美塚本
Original assignee: Rigaku Denki Co Ltd; Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Denki Co Ltd; Rigaku Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-23
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JP3504985B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス絶縁方式を採用することによりＸ線管の
高電圧ブッシングの外径寸法を小型にする。【構成】絶縁碍子１０とケーブルポスト１２との間の
空間１４に絶縁ガスを封入してある。絶縁碍子１０はア
ルミナセラミックスで形成し、ケーブルポスト１２は、
粒径が５〜８μｍのアルミナ粉末を混入したモールド樹
脂で形成してある。このケーブルポスト１２は、黄銅製
のホルダー３２に一体に成形され、ホルダー３２は冷却
水で冷却される。ケーブルポスト１２の内部には放電抑
制回路１６を埋め込んである。ケーブルポスト１２から
露出する接続端子２０は、絶縁碍子１０を貫通している
真空側端子１８に接続している。電子銃から真空側端子
１８に伝わってくる熱は、ケーブルポスト１２と絶縁碍
子１０とホルダー３２とを介して冷却水に逃がされ、高
電圧ブッシングの温度上昇が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線管の電子銃のフ
ィラメント（陰極）に高電圧を供給するためにＸ線管の
管壁に取り付けられる高電圧ブッシングに関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線管の内部は真空に排気されており、
Ｘ線管のフィラメントには、アースに対して負の高電圧
が印加される。したがって、高電圧供給のための導電体
を、Ｘ線管の管壁に対して、高耐電圧で電気的に絶縁す
るとともに気密封止する必要がある。この目的で、高電
圧ブッシングが使われる。Ｘ線管の高電圧ブッシングと
しては、耐電圧を高めるために油絶縁方式を採用したも
のが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】Ｘ線管の外形寸法を小
型化する技術開発の過程で、概略円筒状の高電圧ブッシ
ングの外径寸法をできるだけ小さくする要請がある。こ
の場合に、従来の油絶縁方式の高電圧ブッシングでは、
次のような問題がある。高電圧ブッシングの温度が上昇
すると、内部に封入した油の温度も上昇し、この油が熱
膨張する。油は非圧縮性流体であるから、この熱膨張を
上手に吸収しないと、油の圧力が非常に高くなって、ブ
ッシングが破壊される恐れがある。したがって、油の熱
膨張を吸収するための機構をブッシングに設ける必要が
ある。また、油の熱膨張を効果的に吸収できるようにす
るには、油の容積はあまり極端に減らすことはできな
い。このような理由により、ブッシングの小型化には限
界がある。

【０００４】ところで、Ｘ線管以外の技術分野において
は、高電圧ブッシングの絶縁方式として、絶縁ガスを用
いることが知られている。したがって、Ｘ線管の高電圧
ブッシングとして、上述の油絶縁方式の問題点を解決す
るために、ガス絶縁方式を採用することが考えられる。
しかし、Ｘ線管以外で使われているガス絶縁方式の高電
圧ブッシングは、そのままＸ線管に採用できるような構
造のものは存在せず、新たにＸ線管用のガス絶縁方式の
高電圧ブッシングを開発する必要があった。

【０００５】この発明は、このような状況で開発された
ものであって、その目的は、Ｘ線管に適した構造の、ガ
ス絶縁方式の高電圧ブッシングを提供することにある。
この発明の別の目的は、外径寸法を小型にできるＸ線管
の高電圧ブッシングを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】この発明の高電
圧ブッシングは、真空側絶縁部材と大気側絶縁部材との
間に空間を形成して、この空間に絶縁ガスを封入してい
る。さらに、大気側絶縁部材をモールド樹脂で形成し
て、このモールド樹脂の内部に放電抑制回路を埋め込ん
である。このような構成を採用することにより、高電圧
ブッシングの外径寸法を小型にできる。

【０００７】大気側絶縁部材を構成するモールド樹脂の
材質としては、アルミナセラミックスの微粒子を含んだ
エポキシ樹脂とするのが好ましい。アルミナセラミック
スは熱伝導が良好な絶縁材料であるので、電子銃から真
空側端子に伝わってくる熱をモールド樹脂を介して逃が
すことができる。また、真空側絶縁部材をアルミナセラ
ミックスで形成すれば、同様に、この真空側絶縁部材を
介して熱を逃がすことができる。大気側絶縁部材を金属
製のホルダーと一体にモールド成形して、このホルダー
を冷却水で冷却するようにすれば、大気側絶縁部材を伝
わって来た熱を、このホルダーから冷却水に逃がすこと
ができる。このような構成により、高電圧ブッシングの
温度上昇を抑制できる。したがって、真空側端子で直
接、電子銃を機械的に支持することができ、その場合
に、真空側端子に伝わってくる熱を効果的に逃がすこと
ができる。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明の高電圧ブッシングの一実
施例の縦断面図である。このブッシングは、真空側絶縁
部材としての絶縁碍子１０と、大気側絶縁部材としての
ケーブルポスト１２との間に狭い空間１４を形成して、
この空間１４に絶縁ガスを封入したものである。絶縁ガ
スとしては六フッ化硫黄を用いている。絶縁碍子１０は
アルミナセラミックスで形成されていて、有底の概略円
筒形状をしており、円筒部分にはわずかにテーパがつい
ている。この絶縁碍子１０の先端には、真空側端子１８
が貫通していて、これがロー付けにより絶縁碍子１０に
気密に固着されている。ケーブルポスト１２はモールド
樹脂で形成されている。このモールド樹脂は、エポキシ
樹脂であり、粒径が５〜８μｍのアルミナ粉末が混入さ
れている。エポキシ樹脂とアルミナ粉末の重量比は９：
４である。このケーブルポスト１２は、成形するとき
に、黄銅製のホルダー３２の内壁面を成形型の一部とし
て用いており、これにより、ケーブルポスト１２はホル
ダー３２と一体になるように成形される。このケーブル
ポスト１２は、その内部に放電抑制回路１６が埋め込ま
れていて、接続端子２０と大気側端子２２とが外部に露
出している。ケーブルポスト１２から露出している接続
端子２０は、絶縁碍子１０を貫通している真空側端子１
８に接続されている。

【０００９】放電抑制回路１６は、放電抑制コイルとア
レスタとコンデンサとを含んでいる。Ｘ線管において
は、電子銃とＸ線管の管壁との間、あるいは、電子銃と
ターゲットとの間で、放電が生じることがある。この最
初の放電が生じると、次々と放電が誘発され易い。放電
抑制回路１６は、この２次放電を抑制するためのもので
ある。また、放電抑制回路１６は、高電圧ケーブルの先
にある高電圧電源を保護する役割も果たしている。この
放電抑制回路１６を、モールド樹脂の内部にモールドし
てあると、小径化された絶縁碍子１０の内部において、
放電抑制回路１６の位置を確実に位置決めでき、放電抑
制回路１６の構成部品が絶縁碍子１０に触れる危険をな
くす。

【００１０】このブッシングは、取付フランジ２４によ
ってＸ線管の管壁２６に取り付けられる。絶縁碍子１０
の根元のフランジ部２８は、取付フランジ２４とホルダ
ー３２のフランジ部３４との間に挟まれて固定される。
ホルダー３２のフランジ部３４はボルト３６によって取
付フランジ２４に固定される。

【００１１】真空側端子１８から大気側端子２２に至る
電気的通路を説明すると、真空側端子１８は、接続端子
２０と、ケーブルポスト１２の内部の導線とを経由し
て、放電抑制回路１６に接続している。また、この放電
抑制回路１６は、ケーブルポスト１２の内部の別の導線
を経由して、大気側端子２２に接続している。したがっ
て、真空側端子１８と大気側端子２２との間の接続導体
は、ケーブルポスト１２内の導線と放電抑制回路１６と
から構成される。また、真空側端子１８と大気側端子２
２とその間の接続導体とからなる導電体は、絶縁碍子１
０とケーブルポスト１２とによって、取付フランジ２４
に対して気密封止可能に電気的に絶縁されている。

【００１２】ホルダー３２には絶縁ガスを空間１４に供
給するための供給弁３８を設けてある。この供給弁３８
の取付ネジ部４０は、ホルダー３２のネジ部にねじ込ん
でから接着剤でホルダー３２に固着される。これにより
絶縁ガスが封止される。供給弁３８の内部には、バネ付
勢された逆止弁があり、この逆止弁の大気側に、さら
に、Ｏリングシールされた栓がある。この栓をねじ込み
式のキャップ４２で外側から押さえている。ホルダー３
２の外周面には、冷却水を通すための溝４４が形成され
ていて、この溝４４は水冷ジャケット板４６で覆われて
いる。この水冷ジャケット板４６はホルダー３２の外周
面にロー付けされている。この水冷ジャケット板４６は
電気的に接地されている。

【００１３】この図１において、管壁２６の上側がＸ線
管の内部すなわち真空側であり、管壁２６の下側が大気
側である。管壁２６と取付フランジ２４の間はＯリング
４８で真空シールされ、取付フランジ２４と絶縁碍子１
０との間はＯリング５０で真空シールされる。また、絶
縁碍子１０とホルダー３２の間はＯリング５２によって
絶縁ガスがシールされる。

【００１４】図２は図１の下方から見た底面図である。
なお、上述の図１は、この図２のＩ−Ｉ線断面図となっ
ている。ホルダー３２には、絶縁ガスの圧力低下を検出
する圧力センサ５４を設けてある。絶縁ガスの封入圧力
は、ゲージ圧で１．５気圧としてあるが、ゲージ圧で
０．４気圧まで圧力が下がったときに、これを圧力セン
サ５４によって検出するようにしている。ガスの圧力低
下が検出されたら、供給弁３８から絶縁ガスを供給でき
る。なお、絶縁ガスは大気圧以上の圧力であれば、絶縁
性能に全く支障はないが、安全のために、上述のように
０．４気圧を下限値としている。

【００１５】水冷ジャケット板４６には冷却水の入り口
５３と出口５５を設けてある。ホルダー３２のフランジ
部３４には４等配で切り欠き３５があり、取付フランジ
２４の対応箇所にはボルト孔３７があいている。このボ
ルト孔３７にボルトを通すことによって、取付フランジ
２４をＸ線管の管壁２６（図１を参照）に固定できる。

【００１６】図３は図１の上方から見た平面図である。
絶縁碍子１０の端面に固着された真空側端子１８は、２
個のフィラメント端子５６、５８と、２個のバイアス端
子６０、６２とからなる。フィラメント端子５６、５８
はＸ線管の電子銃のフィラメントに接続される。バイア
ス端子６０、６２は互いに短絡されて、電子ビームを集
束するためのウェーネルト電極に接続される。これらの
端子５６、５８、６０、６２の先端にはメネジが切って
あり、このメネジに接続線を接続できる。各端子の電位
の一例を示すと、フィラメント端子５６、５８にはアー
スに対して−６０ｋＶが印加され、フィラメント端子５
６、５８間には２６Ｖの電圧が印加され、バイアス端子
６０、６２にはフィラメント端子５６、５８に対して−
７６０Ｖのバイアス電圧が印加される。

【００１７】図４はケーブルポストのケーブル挿入側の
縦断面図と、高電圧ケーブルの接続部の正面図とを並べ
て示したものである。ケーブルポスト１２には、高電圧
ケーブルの接続部８０を受け入れる受入孔６４と、この
受入孔６４に続く端子空間６６とが形成されている。受
入孔６４にはテーパがついている。端子空間６６には、
大気側端子として、３種類の端子７０、７２、７４が露
出している。中央の端子７０はバイアス端子であり、外
側の二つの環状の端子７２、７４はフィラメント端子で
ある。環状の端子７２、７４には８等配で、すり割りが
形成されている。ケーブルポスト１２の外周面には、絶
縁ガスの供給通路となる溝７８が形成されている。

【００１８】端子空間６６を取り囲むように、環状のコ
ロナリング７６がケーブルポスト１２に埋めこまれてい
る。このコロナリング７６はコロナ放電を防止してい
る。このコロナリング７６がないと、露出している端子
７２、７４などのエッジ部とＸ線管の管壁のエッジ部と
の間でコロナ放電が生じる恐れがある。このコロナリン
グ７６は、図１に示すように、放電抑制回路１６も取り
囲むようにケーブルポスト１２の軸方向に延びている。
このコロナリング７６はフィラメント電位となってい
る。

【００１９】高電圧ケーブルの接続部８０はケーブルポ
スト１２に挿入される。接続部８０のテーパ面８２は、
エチレン・プロピレンゴムで形成されていて、ケーブル
ポスト１２の受入孔６４のテーパ形状に合致する。接続
部８０のテーパ面８２をケーブルポスト１２の受入孔６
４に挿入する際には、テーパ面８２にシリコーングリー
スを塗っておき、テーパ面８２を挿入したときに、テー
パ面８２と受入孔６４の内面との間に空気が残らないよ
うにしている。

【００２０】接続部８０の先端部８１はフェノール樹脂
で形成されていて、その外周には、軸方向に隔てられて
二つの電極８６、８８が露出している。これらの電極８
６、８８は、黄銅に銀メッキを施したものであり、それ
ぞれ、ケーブルポスト１２の環状の端子７２、７４と接
触する。また、接続部８０の先端部８１の端面には端子
孔９０が形成されていて、この端子孔９０には、ケーブ
ルポスト１２の中央の端子７０が差し込まれる。電極８
８には段部８４が形成されていて、この段部８４がケー
ブルポスト１２のコロナリング７６の軸方向端面に接触
する。ケーブル線９２の内部には３本の導線が延びてお
り、これらの導線が先端部８１の電極８６、８８と端子
孔９０とにつながっている。この高電圧ケーブルは、フ
ランジ９４に形成した孔９６にネジを通してホルダー３
２（図１を参照）の端面にネジ止めする。この高電圧ケ
ーブルの他端は高電圧電源に接続される。

【００２１】次に、図１に戻って、この高電圧ブッシン
グの機能を説明する。真空側端子１８と、これにつなが
る接続端子２０は、取付フランジ２４に対して、絶縁碍
子１０によって絶縁されている。絶縁碍子１０の外面
は、真空空間に露出しているので外面での絶縁耐圧は非
常に高い。また、絶縁碍子１０の内面は絶縁ガスに覆わ
れているので、この内面での絶縁耐圧も非常に高い。

【００２２】この高電圧ブッシングは、電子銃からの伝
導熱が真空側端子１８を伝わることによって加熱され
る。真空側端子１８で電子銃を機械的に支持した場合の
温度上昇の一例を示すと、真空側端子１８の端部で３０
０℃、接続端子２０のところで１２０℃、ホルダー３２
のフランジ部３４で５０℃である。この高電圧ブッシン
グは、絶縁碍子１０とケーブルポスト１２の間の絶縁流
体として、油を使わずに絶縁ガスを使っているので、絶
縁流体の温度上昇に伴う問題が少ない。すなわち、ガス
は圧縮性流体であるから、絶縁ガスの温度が上昇してこ
れが熱膨張しても、ガスの圧力上昇に置き代わるだけで
あり、その圧力上昇も大したことはない。したがって、
油の場合のように容積を大きくする必要はなく、絶縁ガ
スの封入容積は少なくて済む。また、油の場合のような
熱膨張吸収装置も必要ではない。したがって、絶縁ガス
を採用することにより、高圧ブッシングの小型化に大き
く寄与している。この実施例では、絶縁ガスの封入空間
１４の厚さは約２ｍｍである。

【００２３】この高電圧ブッシングでは、熱伝導を良好
にすることにより、電子銃から伝わってくる熱をホルダ
ー３２を介して冷却水に逃がすようにしている。すなわ
ち、ケーブルポスト１２のモールド樹脂には、電気絶縁
性が良好でかつ熱伝導も良好なアルミナセラミックスの
微粒子を混入してあるので、真空側端子１８に伝わった
熱は、ケーブルポスト１２を介してホルダー３２に伝わ
り易い。また、絶縁碍子１０は熱伝導良好なアルミナセ
ラミックスで形成されているので、この絶縁碍子１０を
介しても、ホルダー３２に熱を逃がすことができる。こ
のような構成により、高電圧ブッシングの温度上昇を抑
制できる。このような工夫をせずに温度上昇が大きくな
ると、ブッシングのモールド樹脂や、高電圧ケーブルの
ゴムやグリースなどに悪影響を及ぼすことになる。以上
説明したように、高電圧ブッシングの冷却能力を高めて
あるので、真空側端子１８で直接、電子銃組立体を機械
的に支持することが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】この発明のＸ線管の高電圧ブッシング
は、真空側絶縁部材と大気側絶縁部材との間に絶縁ガス
を封入するとともに、大気側絶縁部材をモールド樹脂で
形成して、このモールド樹脂の内部に放電抑制回路を埋
め込んであるので、高電圧ブッシングの外径寸法を小型
にできる。また、大気側絶縁部材をアルミナセラミック
スの微粒子を含んだモールド樹脂で形成し、真空側絶縁
部材をアルミナセラミックスで形成して、さらに、大気
側絶縁部材を金属製のホルダーと一体にモールド成形し
て、このホルダーを冷却水で冷却するようにしたので、
高電圧ブッシングの温度上昇を抑制できる。これによ
り、真空側端子で直接、電子銃を機械的に支持すること
ができ、その場合に、真空側端子から伝わってくる熱を
効果的に逃がすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の高電圧ブッシングの一実施例の縦断
面図である。

【図２】図１の下方から見た底面図である。

【図３】図１の上方から見た平面図である。

【図４】ケーブルポストのケーブル挿入側の縦断面図
と、高電圧ケーブルの接続部の正面図である。

【符号の説明】

１０絶縁碍子（真空側絶縁部材）１２ケーブルポスト（大気側絶縁部材）１４空間１６放電抑制回路１８真空側端子２０接続端子２２大気側端子２４取付フランジ２６Ｘ線管の管壁３２ホルダー４４溝４６水冷ジャケット板５４圧力センサ７６コロナリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線管に取り付けるための取付部と、Ｘ
線管の電子銃に電気的に接続される真空側端子と、高電
圧ケーブルの電極に電気的に接続される大気側端子と、
真空側端子と大気側端子との間を電気的に接続する接続
導体と、真空側端子と接続導体と大気側端子とからなる
導電体を取付部に対して気密封止可能に電気的に絶縁す
る絶縁部材とを備えるＸ線管の高電圧ブッシングにおい
て、前記絶縁部材が、真空側に露出する真空側絶縁部材と、
大気側に露出する大気側絶縁部材とを備えていて、真空
側絶縁部材と大気側絶縁部材との間の空間に絶縁ガスが
封入され、前記大気側絶縁部材はモールド樹脂で形成さ
れていて、このモールド樹脂の内部に放電抑制回路が埋
め込まれていることを特徴とする高電圧ブッシング。
【請求項２】請求項１記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記モールド樹脂は、セラミックスの微粒子を含ん
でいることを特徴とする高電圧ブッシング。
【請求項３】請求項２記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記モールド樹脂は、アルミナセラミックスの微粒
子を含んだエポキシ樹脂であることを特徴とする高電圧
ブッシング。
【請求項４】請求項１記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記モールド樹脂にコロナリングが埋め込まれ、こ
のコロナリングが前記大気側端子を取り囲んでいること
を特徴とする高電圧ブッシング。
【請求項５】請求項１記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記真空側絶縁部材がアルミナセラミックスで形成
されていることを特徴とする高電圧ブッシング。
【請求項６】請求項１記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記大気側絶縁部材が、金属製ホルダーと一体にモ
ールド成形されていることを特徴とする高電圧ブッシン
グ。
【請求項７】請求項６記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記金属製ホルダーが冷媒で冷却されることを特徴
とする高電圧ブッシング。
【請求項８】請求項６記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記金属製ホルダーが、前記絶縁ガスの圧力を検出
する圧力センサを備えることを特徴とする高電圧ブッシ
ング。
【請求項９】請求項６記載の高電圧ブッシングにおい
て、前記真空側絶縁部材が前記金属製ホルダーと前記取
付部との間に挟まれて固定されることを特徴とする高電
圧ブッシング。