JPH10112398A - Ｘ線装置用高電圧発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波インバータで駆動されたＸ線装置用高電
圧発生装置において、絶縁支持物を減らし、小形化、低
コスト化を図る。 【構成】鋼製ドラム51の胴53の内部に高電圧整流回路等
を収容し、絶縁油75を充填し、天板55でふたをして構成
する。天板55には正極出力端子31と負極出力端子33とを
取付ける。また天板55には裏打ち板59を沿わせ、ここか
ら４本の円柱61により下方に間隔をあけて吊り下げた底
板63を設ける。また裏打ち板59と底板63との間には、プ
リント基板11と19とを垂直に吊り下げて、これらの中間
位置で、正極出力端子31の端子311 と負極出力端子33の
端子331 とを電気的かつ機械的に固定する。このＸ線線
装置用高電圧発生装置１内部の電位分布が、一様な勾配
となり、合理的な絶縁ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は，Ｘ線装置用高電
圧発生装置に関するものであり、特にＸ線電源装置とＸ
線管とを接続するための正及び負極の高圧ケーブルのそ
れぞれの対地静電容量を利用して電圧整流回路を構成
し、高電圧変圧器と正負極２つの高電圧整流回路からな
る高電圧発生回路を組み込み、絶縁油、ＳＦ６ガスなど
の流体絶縁物で充填したＸ線装置用高電圧発生装置の経
済的な構造に関する。

【０００２】

【従来技術】 Ｘ線装置用高電圧発生装置は高周波イン
バータの採用により小形化が進んでいるが、オイルタン
クの小形化は絶縁構造のため小形化が困難で、高コスト
である。

【０００３】 高周波インバータを採用したＸ線装置用
高電圧発生装置としては、例えば本件出願人と同一人に
より既に出願され、特開平４−１０６８９８号に公開さ
れたＸ線電源装置がある。このものは、高周波インバー
タを用い、正極及び負極出力電圧の中性点が接地された
Ｘ線電源装置において、Ｘ線電源装置とＸ線管とを接続
するための正及び負極の高圧ケーブルのそれぞれの対地
静電容量を利用して、高電圧変圧器の単一の２次巻線に
対する正及び負出力の半波倍電圧整流回路を構成するも
のである。さらに、特開平４−３５９６７７号にも同様
の技術を含んだものが公開されている。

【０００４】 しかしながら、オイルタンクの小形化は
絶縁構造のため小形化が困難で、いぜんコストを下げる
ことができないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、高周波イ
ンバータを採用したＸ線装置用高電圧発生装置におい
て、絶縁支持物を減らし、小形化、低コスト化を可能に
しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 この課題を解決するた
め，本発明では以下の手段を提案するものである。すな
わち，高周波インバータで付勢される１次巻線と単一の
２次巻線とを有する高電圧変圧器と、その２次巻線に接
続される正極倍電圧整流回路であってコンデンサを介し
て接続される中点を有する直列アームのダイオードでそ
のプラス側が正極出力端子となると共にそのマイナス側
が接地接続される正極倍電圧整流回路と、同じくこの２
次巻線に接続される負極倍電圧整流回路であってコンデ
ンサを介して接続される中点を有する直列アームのダイ
オードでそのプラス側が接地接続されると共にそのマイ
ナス側が負極出力端子となる負極倍電圧整流回路と、正
側のＸ線用高電圧ケーブルが接続されると共に前記正極
出力端子に接続される正極接続端子と、負側のＸ線用高
電圧ケーブルが接続されると共に前記負極出力端子に接
続される負極接続端子とを備え、これらのＸ線用高電圧
ケーブルの静電容量をフィルタコンデンサとして主体的
に利用したＸ線装置用高電圧発生装置において、胴部と
天板とを有し流体絶縁物を充填する容器を備えて、この
天板に前記正極接続端子と負極接続端子とを配設し、こ
の天板に吊り下げられ底板に前記高電圧変圧器を配設
し、前記正極倍電圧整流回路を第１のプリント基板上に
実装し、この第１のプリント基板の下端を前記底板に固
定しその上端を前記正極接続端子に固定し、前記負極倍
電圧整流回路を第２のプリント基板上に実装し、この第
２のプリント基板の下端を前記底板に固定しその上端を
前記負極接続端子に固定することを特徴とするＸ線装置
用高電圧発生装置を提案する。

【０００７】 第２の手段として、前記第１のプリント
基板または第２のプリント基板のいずれか一方まはた双
方に電界緩和手段を備えることを提案する。

【０００８】 第３の手段として、前記第１のプリント
基板と第２のプリント基板のいずれか一方または双方を
前記天板側に延長してその天板でも固定したことを提案
する。

【０００９】 第４の手段として、前記天板側に延長し
たプリント基板上に高圧検出抵抗を取り付け、高電圧検
出回路を構成したことを提案する。

【００１０】 第５の手段として、前記高電圧変圧器と
正極倍電圧整流回路と負極倍電圧整流回路とに代えて、
高周波インバータで付勢される１次巻線と複数の２次巻
線とを有する高電圧変圧器とそれら複数の２次巻線にそ
れぞれに接続される正極整流回路と負極整流回路とを備
えて、これらの正極整流回路と負極整流回路との出力端
子を直列接続し一端を正極出力端子と他端を負極出力端
子とすると共に中点を接地したことを提案する。

【００１１】 第６の手段として、胴部と天板とを有し
流体絶縁物を充填する容器を備えて、この天板に正極接
続端子と負極接続端子とを配設し、この天板に吊り下げ
られ底板に高電圧変圧器を配設し、正極倍電圧整流回路
を第１のプリント基板上に実装し、この第１のプリント
基板の下端を前記底板に固定しその上端を前記正極接続
端子に固定し、前記負極倍電圧整流回路を第２のプリン
ト基板上に実装し、この第２のプリント基板の下端を前
記底板に固定しその上端を前記負極接続端子に固定し、
前記天板に枠接地端子を備え、前記胴部に電気的接触部
を有するアースバーを備え、このアースバーを前記天板
と胴部の湾曲縁部に沿わせて配設し、この外周にバンド
を配設し、締め付けることを特徴とするＸ線装置用高電
圧発生装置を提案する。

【００１２】

【実施例】 図１は本発明を適用できるＸ線装置用高電
圧発生装置の倍電圧方式高電圧発生回路を示す。まず概
略を説明する。入力端子５、６には高周波インバータの
信号が接続され、このＸ線装置用高電圧発生装置１のエ
ネルギー源となる。電圧検出端子３、４には分圧回路網
が接続され、電圧制御信号を取り出す。電流検出端子
７、８には電流検出回路網が接続される。そして、出力
を取り出すため、正極出力端子31にはＸ線用高電圧ケー
ブルが接続される。そのＸ線用高電圧ケーブルの静電容
量37が正極出力端子31に接続された形になる。同様に負
極出力端子33には、Ｘ線用高電圧ケーブルの静電容量39
が接続された形となる。

【００１３】 次に整流回路の説明をする。入力端子
５、６に接続された高周波は高電圧変圧器９の１次巻線
に送られる。高電圧変圧器９の２次巻線で昇圧された高
周波高電圧はコンデンサ17を介してダイオード13と15と
の直列点に供給される。ダイオード15のアノードは接地
され、ダイオード13のカソードは正極出力端子31に接続
されており、さらに正極出力端子31には静電容量37が接
続されている。したがって、これらコンデンサ17とダイ
オード13、15と静電容量37とにより正の倍電圧整流回路
が形成される。同様にして、コンデンサ25とダイオード
21、23と静電容量39とにより負の倍電圧整流回路が形成
される。これら正の倍電圧整流回路と負の倍電圧整流回
路とは中性点接地の正負の高電圧発生回路として動作す
る。

【００１４】 電圧検出については、正極出力端子31に
一端を接続された抵抗器27と並列接続されたコンデンサ
29とが設けられ、他の一端は電圧検出端子３に接続され
る。これら抵抗器27とコンデンサ29とは、多数直列接続
されて構成される。そして電圧検出端子３、４には分圧
回路網が接続され、電圧制御信号を取り出す。

【００１５】 電流検出については、電流検出端子７、
８間に電流検出回路網（図示せず）が接続され、この間
には負極の倍電圧整流回路のダイオード21からの電流が
流れるので、電流検出ができる。

【００１６】 実装については、正の倍電圧整流回路を
構成するコンデンサ17とダイオード13、15および電圧検
出用の抵抗器27とコンデンサ19とはプリント基板11に実
装される。また、負の倍電圧整流回路を構成するコンデ
ンサ25とダイオード21、23とはプリント基板19に実装さ
れる。

【００１７】 図２は、本発明にかかるＸ線装置用高電
圧発生装置の構造を示す。絶縁油75を含めて、すべての
部品を収容する容器として鋼製ドラム51を利用する。鋼
製ドラム51は、円筒形容器を形成する地板57と胴53と、
ふたの役割をする円状の天板55とから構成されている。
これら胴53と天板55の縁はバンド67で締め付けられて、
互いに固定される。

【００１８】 内部構造については、天板55の裏側のほ
ぼ全体に円盤状の裏打ち板59を沿わせて配設する。この
裏打ち板59とほぼ同じ形状の底板57を設けて、これらの
間を４本の円柱61で一定間隔になるよう保持する。円柱
61は金属製で両端に雌ネジが穿ってあり、そこをネジで
固定する。４本の円柱は天板55に電気的に同電位のため
ゼロ電位であり、内部の高電圧荷電部と絶縁距離を充分
とれるよう、それらの位置は、それぞれ底板63の外周に
近いところにする。天板55には、正極出力端子31と負極
出力端子33とが設けられ、垂直方向に取りつけられる。
正極出力端子31の近くには、プリント基板11が裏打ち板
59と底板63との間にネジで固定される。このプリント基
板11のほぼ中央部には、端子117 と( その影に隠れる支
持棒) が立てられ、これらの先端から接続板129 を介し
て正極出力端子31の端子311 に接続される。また同様
に、負極出力端子33の近くには、プリント基板19が裏打
ち板59と底板63との間にネジで固定される。このプリン
ト基板19のほぼ中央部には、端子196 と図示しない支持
棒が立てられ、これらの先端から接続板189 を介して負
極出力端子33の端子331 に接続される。

【００１９】 この図２に示す実施例においては、プリ
ント基板19はその長手方向のほぼ中央部において、端子
196 と接続板189 を介して負極出力端子33の端子331 に
機械的かつ電気的に接続される。さらにプリント基板19
は天板55の方向に延長され、その先端が裏打ち板59にも
固定されて機械的にさらに丈夫になる。スペース等の関
係では、プリント基板19の長さを短くしてその先端を端
子196の位置に止めてもよい。プリント基板11について
も、電圧検出用の抵抗器27とコンデンサ29とを別の位置
に実装すれば、プリント基板11の長さを短くして、その
先端を端子117 の位置までとすることもできる。

【００２０】 底板63には、そのほぼ中央部に高電圧変
圧器９が取りつけられ、２次巻線920 はプリント基板11
の端子115 とプリント基板19の端子195 とに接続され
る。底板63が胴53の内壁に円滑にかつ一定間隔で対向す
るように底板63の周囲にはゴム片でできたスライダ65を
取りつける。

【００２１】 この図２に示す構造は天板55と底板63と
円柱61とがゼロ電位であって、内部に収容する電気回路
に対して、このゼロ電位で囲む構造であるので、電気絶
縁距離を有効にとることができる。また正と負の高電位
である出力端子311 と331 と高電圧変圧器９の２次巻線
等が、この構造体のほぼ中央部に位置しており、ゼロ電
位点はこれらより最も隔離して位置関係にあるので合理
的である。機械的にも重量物である高電圧変圧器９が低
い位置の底板63の上に固定されており安定する。また円
柱61はゼロ電位であり、この円柱61に高電圧変圧器９の
一次巻線等の比較的低電位の配線を固定することがで
き、好都合である。

【００２２】 図３は、図２に対応する上面図である。
正極出力端子31と、負極出力端子33と、吊りボルト71
と、入力端子５，６と、注油口73が天板55の上面に配設
されている。天板55の縁の円周にはバンド67があり、ク
ランプ69の間はボルト68によって締め付けられる。

【００２３】 図４は、図２のＢ断面図であって、鋼製
ドラム51の胴53の内壁に沿って底板63が配設されてい
る。図２、図３と対照すると各部品配置が良く理解でき
る。底板63をほぼ円板の鋼板で製作し、外周に近い場所
の４箇所に円柱61が垂直に取付ける。これら４本の円柱
61から隔離できる位置にプリント基板11と19とが垂直に
取りつけられる。したがって、高電位点となる部分を含
むプリント基板11と19は、ゼロ電位の円柱61とは水平面
では充分の距離をとることができる。また、底板63のほ
ぼ中央には高電圧変圧器９を配設する。この高電圧変圧
器９の２次巻線は高電位となるが、水平面ではゼロ電位
の円柱61や胴53の内面とは最も離れた位置関係となる。

【００２４】 図５は、プリント基板11の配置図であ
る。このプリント基板11は縦長の形状で上端の両角に
は、裏打ち板59への取付け用の穴111 と112 とが明いて
いる。また下端の両角には、底板63への取付け用の穴11
3 と114 とが明いている。プリント基板11の中央部に
は、板面に垂直に端子117 と支持棒118 とが取付けられ
る。これら端子117 と支持棒118 とは共に黄銅製の円柱
で両端に雌ネジが設けられている。この端子117 の位置
より下方にはダイオード13とダイオード15とがそれぞれ
多数直列に接続されつつ下端の端子116 に接続される。
また、これらダイオード13と15の接続点付近には、コン
デンサ17が取りつけられる。このコンデンサ17は、両端
に雌ネジ端子を設けたこま形状であり、裏側ネジ端子は
プリント基板11に取りつけられ、表側ネジ端子115 は高
電圧変圧器９の２次巻線920 への接続点となる。なお、
プリント基板19については、抵抗器27とコンデンサ29が
ない点を除けば、プリント基板11の配置と同様である。

【００２５】 一方、このプリント基板11の端子117 よ
り上方には、電圧検出用の抵抗器27とコンデンサ29とが
必要数直列接続されて配設される。そして上端付近の端
子119 に接続される。

【００２６】 プリント基板11上の電位分布についは、
中央部が最も高電圧であり、上下端はほとんどゼロ電位
となり、一様の電位勾配である。

【００２７】 プリント基板11の絶縁は、内部回路の相
互絶縁については、以上説明したように必要な絶縁沿面
距離を確保される。しかし、高電圧の荷電部分の表面の
形状が鋭角であったりして電界集中があると、いかに絶
縁油中であっても、部分放電が発生する恐れがある。そ
こで電界緩和手段が必要となる。

【００２８】 図６は、プリント基板11の電界緩和手段
を示す。プリント基板11のパターン面120 の側から大部
分をクラフト紙10で囲む。このクラフト紙10には絶縁油
75が染み込んで、その染み込んだ部分の誘電率は絶縁油
75自体の誘電率よりもやや高くなり、このクラフト紙10
の表面の形状にそって電界が緩和される。

【００２９】 図７は、同様に本発明を適用できるＸ線
装置用高電圧発生装置の直列ブリッジ整流方式高電圧発
生回路を示す。図１と同一符号のものはそれぞれ同じ要
素に対応する。高電圧変圧器９は２つの２次巻線921 と
922 とを有し、それぞれ正負の整流回路に供給される。
正極整流回路としてダイオード12,13,14,15 からなるブ
リッジ整流回路の入力端子が２次巻線921 に接続され、
出力は正極出力端子31と接地間に接続される。負極整流
回路としてダイオード21,22,23,24 からなるブリッジ整
流回路の入力端子が高電圧変圧器９の２次巻線922 に接
続され、出力の−側は負極出力端子33に接続され、＋側
は電流検出端子７に接続される。実装構造については、
ダイオード12,13,14,15 と抵抗器27とコンデンサ29とを
プリント基板11に実装し、ダイオード20,21,22,23 は別
のプリント基板19に実装する。その他の構造は図２に示
す構造と同様である。

【００３０】 図８は、接地線の配置構造を示す。この
Ｘ線装置用高電圧発生装置１においては、電気回路はす
べて天板55に集中しており、接地についても枠接地端子
35が天板55上に設けられている。一方、この鋼製ドラム
51においては、天板55と胴53とは分離できる構造であ
る。従って、胴53を電気的に枠接地端子35に接続するこ
とが必要である。ここで接地とは、保護接地を意味し、
高電圧回路との間に万一の絶縁破壊や帯電により、例え
ば胴53の電位が上昇したときに、あらかじめ接続した接
地（ゼロ電位）によってこれに接触しうる人体などを保
護するものである。天板55上に設けられた枠接地端子35
には、可撓性のある金属板で作られたアースバー41をネ
ジ36で接続する。胴53の湾曲縁部54の頂点にはガスケッ
ト43を介して天板55の湾曲縁部56を載せる。そしてこの
天板55の湾曲縁部56と胴53の湾曲縁部54の間にアースバ
ー41を挟む。胴53の湾曲縁部54の下部、天板55の湾曲縁
部56と重ならない露出部分５４１は塗装を剥がして導電
性塗料を塗布しておく。アースバー41をこの導電性塗料
上に重ねてバンド67を締め付ける。この締め付けによ
り、天板55と胴53の固定、およびアースバー41による天
板55と胴53の電気的接続が行われる。

【００３１】 この接地線の配置構造によれば、アース
バー41の外周をバンド67によって締め付け固定されるの
で、機械的に堅牢である。また保守等のために、胴53の
部分と天板55との着脱の際の作業性の効率がよい。

【００３２】 なお、アースバー41と胴53との接続につ
いては、導電性塗料の塗布によらず、アースバー41の下
面、胴53の湾曲縁部54の下部に接触する部分に突起を設
け、バンド67の締め付けによるこの突起と湾曲縁部54の
食い込みによる接続もできる。また図示しないが、アー
スバー41と胴53とをロー付けやネジ締めにより導電性を
得ることもできる。

【００３３】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、流体絶縁物を収容する胴部と天板とを収容する容器
内で、高電位点のプリント基板を高電位の出力端子に機
械的かつ電気的に接続するので、電位分布的に合理的構
造となり、かつ固定用の固体絶縁物を不要とし、構造を
単純化して小形化と低コスト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるＸ線装置用高電圧発生装置の
回路図であって、倍電圧方式高電圧発生回路を示す。

【図２】 本発明にかかるＸ線装置用高電圧発生装置の
構造を示す図である。

【図３】 本発明にかかるＸ線装置用高電圧発生装置の
上面図である。

【図４】 本発明にかかるＸ線装置用高電圧発生装置の
断面図である。

【図５】 本発明にかかるＸ線装置用高電圧発生装置の
プリント基板を示す。

【図６】 プリント基板の電界緩和手段を示す。

【図７】 本発明にかかるＸ線装置用高電圧発生装置の
回路図であって、直列ブリッジ整流方式電圧発生回路を
示す。

【図８】 接地線の配置構造を示す。

【符号の説明】

１…Ｘ線装置用高電圧発生装置 ３，４…電圧検出端
子 ５，６…入力端子 ７，８…電流検出端子 ９…高電圧変圧器 11…プリ
ント基板 12,13,14,15 …ダイオード 17…コンデンサ 19…プリ
ント基板 20,21,22,23 …ダイオード 25…コンデンサ 27 …抵抗器 29…コンデンサ 31…正
極出力端子 33…負極出力端子 35…枠接地端子 37，39…静電容
量 51…鋼製ドラム 53…胴 55…天板 57…地
板 59…裏打ち板 61…円柱 63…底板 65…ス
ライダ 67…バンド 69…クランプ 71…吊りボルト 73…注油 75…
絶縁油

フロントページの続き (72)発明者 射越 浩幸 東京都豊島区高田１丁目18番１号 オリジ ン電気株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波インバータで付勢される１次巻線と
   単一の２次巻線とを有する高電圧変圧器と、その２次巻
   線に接続される正極倍電圧整流回路であってコンデンサ
   を介して接続される中点を有する直列アームのダイオー
   ドでそのプラス側が正極出力端子となると共にそのマイ
   ナス側が接地接続される正極倍電圧整流回路と、同じく
   この２次巻線に接続される負極倍電圧整流回路であって
   コンデンサを介して接続される中点を有する直列アーム
   のダイオードでそのプラス側が接地接続されると共にそ
   のマイナス側が負極出力端子となる負極倍電圧整流回路
   と、正側のＸ線用高電圧ケーブルが接続されると共に前
   記正極出力端子に接続される正極接続端子と、負側のＸ
   線用高電圧ケーブルが接続されると共に前記負極出力端
   子に接続される負極接続端子とを備え、これらのＸ線用
   高電圧ケーブルの静電容量をフィルタコンデンサとして
   主体的に利用したＸ線装置用高電圧発生装置において、 胴部と天板とを有し流体絶縁物を充填する容器を備え
   て、この天板に前記正極接続端子と負極接続端子とを配
   設し、この天板に吊り下げられ底板に前記高電圧変圧器
   を配設し、前記正極倍電圧整流回路を第１のプリント基
   板上に実装し、この第１のプリント基板の下端を前記底
   板に固定しその上端を前記正極接続端子に固定し、前記
   負極倍電圧整流回路を第２のプリント基板上に実装し、
   この第２のプリント基板の下端を前記底板に固定しその
   上端を前記負極接続端子に固定することを特徴とするＸ
   線装置用高電圧発生装置。
2. 【請求項２】前記第１のプリント基板まはた第２のプリ
   ント基板のいずれか一方または双方に電界緩和手段を備
   えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置用高電
   圧発生装置。
3. 【請求項３】前記第１のプリント基板と第２のプリント
   基板のいずれか一方または双方を前記天板側に延長して
   その天板でも固定したことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載のＸ線装置用高電圧発生装置。
4. 【請求項４】前記天板側に延長したプリント基板上に高
   圧検出抵抗を取り付け、高電圧検出回路を構成したこと
   を特徴とする請求項３に記載のＸ線装置用高電圧発生装
   置。
5. 【請求項５】前記高電圧変圧器と正極倍電圧整流回路と
   負極倍電圧整流回路とに代えて、高周波インバータで付
   勢される１次巻線と複数の２次巻線とを有する高電圧変
   圧器とそれら複数の２次巻線にそれぞれに接続される正
   極整流回路と負極整流回路とを備えて、これらの正極整
   流回路と負極整流回路との出力端子を直列接続し一端を
   正極出力端子と他端を負極出力端子とすると共に中点を
   接地したことを特徴とする請求項１から請求項４までの
   いずれかに記載のＸ線装置用高電圧発生装置。
6. 【請求項６】胴部と天板とを有し流体絶縁物を充填する
   容器を備えて、この天板に正極接続端子と負極接続端子
   とを配設し、この天板に吊り下げられ底板に高電圧変圧
   器を配設し、正極倍電圧整流回路を第１のプリント基板
   上に実装し、この第１のプリント基板の下端を前記底板
   に固定しその上端を前記正極接続端子に固定し、前記負
   極倍電圧整流回路を第２のプリント基板上に実装し、こ
   の第２のプリント基板の下端を前記底板に固定しその上
   端を前記負極接続端子に固定し、前記天板に枠接地端子
   を備え、前記胴部に電気的接触部を有するアースバーを
   備え、このアースバーを前記天板と胴部の湾曲縁部に沿
   わせて配設し、この外周にバンドを配設し、締め付ける
   ことを特徴とするＸ線装置用高電圧発生装置。