WO2018025560A1 - 高電圧発生装置、及びこれを用いたｘ線高電圧装置 - Google Patents

高電圧発生装置、及びこれを用いたｘ線高電圧装置 Download PDF

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WO2018025560A1
WO2018025560A1 PCT/JP2017/024625 JP2017024625W WO2018025560A1 WO 2018025560 A1 WO2018025560 A1 WO 2018025560A1 JP 2017024625 W JP2017024625 W JP 2017024625W WO 2018025560 A1 WO2018025560 A1 WO 2018025560A1
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voltage
capacitor
voltage generator
high voltage
conductor member
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PCT/JP2017/024625
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English (en)
French (fr)
Inventor
市村　智
智 初見
美奈 小川
友晴 猪野
裕 森田
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/10—Power supply arrangements for feeding the X-ray tube
    • H05G1/12—Power supply arrangements for feeding the X-ray tube with dc or rectified single-phase ac or double-phase

Definitions

  • the present invention relates to a high voltage generator for generating a DC high voltage and an X-ray high voltage apparatus using the same, and more particularly to a dielectric strength technology of the high voltage generator.
  • Patent Document 1 JP 2010-244741 A (Patent Document 1).
  • a metal conductor member is inserted between each of the divided DC generator circuits. It is disclosed that the insulation reliability can be improved by applying a potential of.
  • Patent Document 1 does not disclose means for further improving the insulation reliability in each divided DC generation circuit. Similarly, a means for improving insulation reliability in a high voltage generator having only a single DC generator circuit is not disclosed.
  • an object of the present invention is to provide a high voltage generator capable of improving the insulation reliability even with a single DC generation circuit, and an X-ray high voltage apparatus using the same.
  • the present invention provides a high voltage generator having a DC generation circuit that outputs an AC voltage as a DC voltage, wherein the DC generation circuit includes at least a DC element to which a DC voltage is applied, and the DC A component member to which an AC voltage is applied between the element and a conductor member installed between the DC element and the component member, wherein the conductor member is electrically connected to one end of the DC element. It is connected and electrically insulated from the other end.
  • the block diagram which showed a part of X-ray high voltage apparatus to which the high voltage generator of this invention was applied The figure which showed one operation
  • the figure which showed the voltage value of each part of the smoothing capacitor 501 in the operation condition of FIG.2 and FIG.3 The top view which showed the component mounting method of the principal part in Example 1 in detail Schematic diagram illustrating the effect of improving insulation reliability according to the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a part of an X-ray high voltage apparatus to which the high voltage generation apparatus according to the first embodiment is applied.
  • the X-ray high-voltage device shown in FIG. 1 includes a DC power supply 301, an inverter circuit 302, and a high-voltage generator 300, and is composed of an anode 305a and a filament 305b that generate X-rays as a load.
  • the tube apparatus 305 is connected.
  • the high voltage generator 300 includes a high voltage transformer 303, a DC generator circuit 304, and a tank 1001 in which these are enclosed and filled with insulating oil 1002.
  • As the direct current generating circuit 304 a two-stage symmetrical cockcroft-Walton circuit is employed.
  • the DC voltage output from the DC power supply 301 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency by the inverter circuit 302, and the converted AC voltage is boosted by the high voltage transformer 303.
  • the boosted AC voltage is further boosted to a voltage four times and converted into a DC voltage by a DC generation circuit 304 which is a two-stage symmetrical Cockcroft-Walton circuit, and is supplied to an X-ray tube device 305 which is a load.
  • the high voltage transformer 303 includes an iron core 403, a primary winding 400 wound around the iron core 403 with an electric wire, a first secondary winding 401 wound around the primary winding 400 with an electric wire, 2 secondary windings 402.
  • the DC generation circuit 304 forms a bridge circuit composed of multiple capacitors 601 and 602 for doubling the voltage input to the circuit and a plurality of diodes 801 to 804 for rectifying an AC voltage into a DC voltage.
  • a first stage Cockcroft-Walton circuit comprising a smoothing capacitor 501 for smoothing the rectified DC voltage, multiple capacitors 701 and 702, and a high voltage rectifier 900 having diodes 901 to 904, It is composed of a second stage Cockcroft-Walton circuit composed of a smoothing capacitor 502.
  • the first stage Cockcroft-Walton circuit and the second stage Cockcroft-Walton circuit have the same configuration.
  • a two-stage symmetric Cockcroft-Walton circuit is adopted as the DC generation circuit 304 that receives an AC voltage and outputs a DC voltage.
  • the present invention is not limited to this. Depending on the voltage value required by the X-ray tube apparatus 305, it may be one stage or three stages or more. Further, a full bridge rectifier circuit or a half-wave rectifier circuit may be used instead of the Cockcroft-Walton circuit.
  • One electrode of the multiple capacitors 601 and 602 is connected to both terminal portions of the secondary windings 401 and 402 connected in series in the high voltage generator 300, and the other electrode of the multiple capacitors 601 and 602 is Each is connected to the anode of the diode 801 and the anode of the diode 802.
  • the diodes 801 and 803 and the diodes 802 and 804 are connected in series, and a bridge circuit is formed by connecting the cathode of the diode 801 and the cathode of the diode 802, and the anode of the diode 803 and the anode of the diode 804, respectively. .
  • a smoothing capacitor 501 is connected between the cathode of the diode 801 and the anode of the diode 803.
  • the connection part of the secondary windings 401 and 402 and the cathode of the diode 801 are both grounded to the ground 1003.
  • One electrode of the multiple capacitors 701 and 702 is connected to the anode of the diode 801 and the anode of the diode 802, respectively, and the other electrode of the multiple capacitors 701 and 702 is connected to the anode of the diode 901 and the anode of the diode 902, respectively. Is done.
  • the diodes 901 and 903 and the diodes 902 and 904 are connected in series, and a bridge circuit is formed by connecting the cathode of the diode 901 and the cathode of the diode 902, and the anode of the diode 903 and the anode of the diode 904, respectively. .
  • a smoothing capacitor 502 is connected between the cathode of the diode 901 and the anode of the diode 903.
  • the anode of the diode 901 is connected to the anode of the diode 801, and the anode of the diode 903 is connected to the filament 305 b in the X-ray tube device 305.
  • the anode 305 a in the X-ray tube device 305 is grounded to the ground 1003.
  • FIG. 2 is a diagram showing one operation of the X-ray high voltage apparatus shown in FIG.
  • the direction of the voltage applied to each diode of the high voltage rectifier 800 and the high voltage rectifier 900 is the diode Reference numerals 801, 804, 901, and 904 indicate the forward direction, and diodes 802, 803, 902, and 903 indicate the reverse direction.
  • the voltage value at both terminals of the diode 801 is 0 (V)
  • the voltage value at both terminals of the diodes 804 and 901 is ⁇ 70 (kV)
  • the voltage value at both terminals of the diode 904 is ⁇ 140 (kV).
  • a DC voltage of ⁇ 140 (kV) is applied to the cathode 305b of the X-ray tube apparatus.
  • the voltage value at one end connected to the diode 801 is 0 (V), and the voltage value at the other end connected to the diode 804 is -70 (kV).
  • the voltage value at one end connected to the diode 901 is -70 (V), and the voltage value at the other end connected to the diode 904 is -140 (kV).
  • FIG. 4 is a diagram showing the voltage values of the respective parts of the multiple capacitor 601 in one operation state of FIG.
  • the multiple capacitor 601 shown in FIG. 4 includes a plurality of low-voltage capacitors 601a to 601g having the same capacity connected in series, and the voltage value of one electrode of the capacitor 601a corresponding to both ends of the plurality of series-connected capacitors is +35 ( kV), and the voltage value of the other electrode of the capacitor 601g is 0 (V).
  • resistors 611a to 611g are connected in parallel to the capacitors 601a to 601g, respectively, so that the voltage is uniformly distributed to the capacitors. As one electrode of 601a goes to the other electrode of capacitor 601g, the voltage value at the connection point of each capacitor decreases by 5 kV. Focusing on the capacitor 601f, the voltage value of one electrode is +10 (kV), and the voltage value of the other electrode is +5 (kV).
  • the multiple capacitors 602, 701, and 702 other than the multiple capacitor 601 are each composed of a plurality of low-voltage capacitors of the same capacity connected in series.
  • FIG. 3 is a diagram showing another operation of the X-ray high voltage apparatus shown in FIG. 1 .
  • the voltage value at each part of the X-ray high voltage apparatus shown in FIG. 3 is the voltage value when the voltage values at both ends of the secondary windings 401 and 402 are ⁇ 35 (kV) and +35 (kV), respectively. This is a case where the voltage values at both ends of the secondary windings 401 and 402 shown are reversed.
  • the voltage value is based on the ground 1003 (0 (V)).
  • the direction of the voltage applied to each diode of the high voltage rectifier 800 and the high voltage rectifier 900 is a diode. 802, 803, 902, and 903 are forward directions, and the diodes 801, 804, 901, and 904 are reverse directions.
  • the voltage value at both terminals of the diode 802 is 0 (V)
  • the voltage value at both terminals of the diodes 803 and 902 is -70 (kV)
  • the voltage value at both terminals of the diode 903 is -140 (kV).
  • a DC voltage of ⁇ 140 (kV) is applied to the cathode 305b of the X-ray tube apparatus.
  • the voltage value at one end connected to the diode 802 is 0 (V)
  • the voltage value at the other end connected to the diode 803 is -70 (kV)
  • the smoothing capacitor 502 is
  • the voltage value at one end connected to the diode 902 is ⁇ 70 (V)
  • the voltage value at the other end connected to the diode 903 is ⁇ 140 (kV).
  • the voltage value is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the voltage values of the respective parts of the multiple capacitor 601 in the other operating state of FIG.
  • the voltage value of one electrode of the capacitor 601a shown in FIG. 5 is ⁇ 35 (kV), and the voltage value of the other electrode of the capacitor 601g is ⁇ 70 (kV).
  • the voltage value at the connection point of each capacitor decreases by 5 kV. Focusing on the capacitor 601f, the voltage value of one electrode is ⁇ 60 (kV), and the voltage value of the other electrode is ⁇ 65 (kV).
  • FIG. 6 is a diagram showing the voltage values of the respective parts of the smoothing capacitor 501 in the operation states of both FIG. 2 and FIG.
  • the smoothing capacitor 501 shown in FIG. 6 includes a plurality of low-voltage element capacitors 501a to 501g having the same capacity connected in series, and the voltage value of one electrode of the element capacitor 501a corresponding to both ends of the plurality of series-connected capacitors is 0. (V), the voltage value of the other electrode of the element capacitor 501g is -70 (kV).
  • resistors 511a to 511g are connected in parallel to the element capacitors 501a to 501g, respectively, so that a voltage is uniformly distributed to each element capacitor. As it goes from one electrode of the element capacitor 501a to the other electrode of the element capacitor 501g, the voltage value at the connection point of each element capacitor decreases by 10 kV. Focusing on the element capacitor 501d, the voltage value of one electrode is ⁇ 30 (kV), and the voltage value of the other electrode is ⁇ 40 (kV). Further, although not particularly shown, the smoothing capacitor 502 is also composed of a plurality of low-capacitance element capacitors of the same capacity connected in series and resistors connected in parallel to the element capacitors.
  • FIG. 7 is a plan view showing in detail the component mounting method of the multiple capacitor 601 and the smoothing capacitor 501 in this embodiment.
  • a plurality of low withstand voltage capacitors constituting the multiple capacitor 601 and resistors connected in parallel to the respective low withstand voltage capacitors are disposed on the printed circuit board 1100, and lead wires extending from both ends of each circuit element are disposed on the substrate 1100. Through the through-hole and soldered to a conductive pattern disposed on the back surface of the substrate.
  • the right end of the element capacitor 601e, the right end of the resistor 611e, the left end of the element capacitor 601f, and the left end of the resistor 611f are soldered and electrically connected to the conductive pattern 621f.
  • the right end of the element capacitor 601f, the right end of the resistor 611f, the left end of the element capacitor 601g, and the left end of the resistor 611g are soldered and electrically connected to the conductive pattern 621g.
  • a plurality of low withstand voltage element capacitors constituting the smoothing capacitor 501 and resistors connected in parallel to the respective low withstand voltage element capacitors are arranged on the printed circuit board 1100 and come out from both ends of each circuit element.
  • the lead wire is soldered to the conductive pattern disposed on the back surface of the substrate through the through hole of the substrate 1100 and is electrically connected.
  • the right end of the element capacitor 501c, the right end of the resistor 511c, the left end of the element capacitor 501d, and the left end of the resistor 511d are soldered and electrically connected to the conductive pattern 521d.
  • the right end of the element capacitor 501d, the right end of the resistor 511d, the left end of the element capacitor 501e, and the left end of the resistor 511e are soldered and electrically connected to the conductive pattern 521e.
  • the element capacitor 501 c and the resistor 611 e, the element capacitor 501 d and the resistor 611 f, and the element capacitor 501 e and the resistor 611 g are arranged adjacent to each other.
  • a conductor member having a dimension slightly larger than the dimension between the terminals in the DC application direction dimension of the element capacitor, that is, the dimension in the direction in which the DC electric field is generated is disposed between the element capacitor and the resistor arranged adjacent to each other. That is, a conductor member 531c is disposed between the element capacitor 501c and the resistor 611e, a conductor member 531d is disposed between the element capacitor 501d and the resistor 611f, and a conductor member 531e is disposed between the element capacitor 501e and the resistor 611g. Has been.
  • One end of the conductor member 531d is soldered and electrically connected to a conductive pattern 521d disposed on the back surface of the substrate through a through hole of the substrate 1100.
  • one end of the conductor member 531e is soldered and electrically connected to a conductive pattern 521e disposed on the back surface of the substrate through a through hole of the substrate 1100.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the effect of improving the insulation reliability according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the prior art.
  • a state is considered in which a DC voltage 11 is applied to both ends of the DC element 10 and an AC voltage 21 is applied between other adjacent constituent members 20.
  • a DC electric field is generated in the DC element 10 in the direction indicated by the white arrow. Since the AC voltage 21 is applied to the other component member 20 disposed adjacent to the DC element 10, the direction indicated by the shaded arrow is between the DC element 10 and the other component member 20. AC electric field is generated.
  • the element capacitor 501d is replaced with the DC element 10 and the resistor 611f is replaced with another element when the conductor member 531d is not present. It corresponds to the component member 20.
  • the DC element 10 is a member to which one of positive and negative voltages is always applied.
  • the smoothing capacitors 501, 502 and the constituent capacitors and resistors constituting them, and the multiple capacitors 601, 602, 701, 702 and element capacitors and resistors constituting them correspond to this.
  • a void or a gap may exist between the exterior material covering the outer surface of the capacitor and the capacitor body material.
  • the conductor member 30 (corresponding to the conductor member 531d in comparison with the mounting form of the present embodiment shown in FIG.
  • the AC electric field indicated by the shaded arrow is generated between the conductor member 30 and the other component member 20 when electrically connected to one end of the DC element 10 and electrically insulated from the other end. It is limited between the conductor member 30 and the DC element 10.
  • the material of the conductor member is copper that can be easily soldered, and the length and height are each slightly larger than that of the element capacitor 501d.
  • a DC electric field indicated by a white arrow is generated between the conductor member 30 and the DC element 10.
  • the magnitude of the DC electric field increases from one end of the DC element 10 to which the conductor member 30 is connected to the other end, and is larger than the magnitude of the DC electric field when the conductor member 30 shown in FIG. 9 does not exist. It will be a thing. However, when a DC electric field is applied to a void or gap and a partial discharge occurs once, positive and negative charges generated by the partial discharge move in opposite directions in the void and gap, respectively, and charge the surface. Since the DC electric field in the gap is reduced, the partial discharge does not continue, and long-term insulation reliability can be improved as compared with the case where an AC electric field is applied.
  • FIGS. 7 to 9 are explanations of a cylindrical type DC element, it can be applied to a DISC type, a chip type, a flat type, etc., and is not limited to a cylindrical type.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modified embodiment of FIG.
  • the conductor member 531d and the conductive member 531e are each disposed adjacent to the direct current element.
  • As a conductor member disposed between the constituent members and electrically connected to one end of the DC element it plays a role of reducing the AC electric field between the element capacitor 501d and the resistor 611f.
  • the AC electric field cannot be completely eliminated in the vicinity of the center of the capacitor 501d.
  • the magnitude of the AC electric field can be reduced.
  • the conductive member 531d can be easily held by the conductive pattern 521d.
  • FIG. 11 is a plan view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501 in the present embodiment.
  • FIG. 12 is a front view showing in detail the component mounting method of the multiple capacitor 601 and the smoothing capacitor 501 in the present embodiment.
  • a plurality of low withstand voltage element capacitors constituting the smoothing capacitor 501 and resistors connected in parallel to the respective low withstand voltage element capacitors are disposed on the printed circuit board 1101, Lead wires coming out from both ends are soldered and electrically connected to a conductive pattern disposed on the back surface of the substrate through a through hole of the substrate 1101.
  • a plurality of low withstand voltage element capacitors constituting the multiple capacitor 601 and resistors connected in parallel to the respective low withstand voltage element capacitors are arranged on a printed board 1102 different from the board 1101.
  • the lead wires coming out from both ends of each circuit element are soldered and fixed to a conductive pattern disposed on the back surface of the substrate through a through hole of the substrate 1102.
  • the positional relationship with the circuit elements constituting the multiple capacitor 601 is as follows: the element capacitor 501c and the element capacitor 601e, the resistor 511c and the resistor 611e, the element capacitor 501d and the element capacitor 601f, the resistor 511d and the resistor 611f, An element capacitor 501e and an element capacitor 601f, and a resistor 511e and a resistor 611g are arranged adjacent to each other in the vertical direction. That is, the substrate on which the smoothing capacitor 501 is arranged and the substrate on which the multiple capacitor 601 is arranged are arranged so as to be laminated.
  • the conductive pattern 521d and the conductive pattern 521e are respectively arranged adjacent to the DC element.
  • a conductor member that is disposed between the element capacitor 501d and electrically connected to one end of the DC element it plays a role of reducing the AC electric field between the element capacitor 501d and the element capacitor 601f.
  • FIG. 13 is a plan view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501 in the present embodiment.
  • FIG. 14 is a front view showing in detail the component mounting method of the multiple capacitor 601 and the smoothing capacitor 501 in the present embodiment.
  • the conductive member pattern 521e is transferred to the surface of the substrate 1101 and the conductive member patterns 521d and 521e are expanded to the left and right from the configuration of the third embodiment shown in FIGS.
  • the AC electric field near the center of the element capacitor 501d can be almost eliminated.
  • the multiple capacitor 601 is mounted on the back side of the substrate 1102, and the conductive patterns 621f and 621g have the same configuration as the conductive member patterns 521d and 521e, so that an alternating electric field is also applied to the element capacitor 601f. It can be almost eliminated.
  • the smoothing capacitor 501 and the multiple capacitor 601 are arranged on one substrate, and the examples are arranged on different substrates and each substrate is three-dimensionally laminated. Although shown, both arrangement examples may be combined.
  • the smoothing capacitor 501 and the multiple capacitor 601 may be installed on the same substrate, the multiple capacitor 702 may be installed on different substrates, and the two substrates may be stacked.
  • the conductor member 30 may be disposed between the DC elements 10 disposed on the same substrate, and the conductive pattern may be disposed between the substrates.
  • the present invention is not limited to each example given for explanation, and the material, size, shape, number of elements arranged, and the like may be appropriately changed as necessary.
  • FIG. 15 is a plan view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501 in the present embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing in detail a component mounting method of the smoothing capacitor 501d in the present embodiment.
  • FIG. 17 is a side view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501d in the present embodiment.
  • the printed circuit board 1100 is removed from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 7, and the conductive member patterns 521d, 521e, 621f, and 621g are removed in the range shown in FIG.
  • Sleeves 551d, 551e, 651f, and 651g formed of a conductor member are disposed instead of the conductive member patterns 521d, 521e, 621f, and 621g, respectively.
  • the lead wires at the right end of the element capacitor 601e, the right end of the resistor 611e, the left end of the element capacitor 601f, and the left end of the resistor 611f are caulked together by a sleeve 651f formed of a conductor member and are electrically connected.
  • the lead wires of the right end of the element capacitor 601f, the right end of the resistor 611f, the left end of the element capacitor 601g, and the left end of the resistor 611g are integrally caulked by a sleeve 651g and electrically connected.
  • the right end of the element capacitor 501c, the right end of the resistor 511c, the left end of the element capacitor 501d, and the left end of the resistor 511d are caulked by a sleeve 551d and electrically connected.
  • the right end of the element capacitor 501d, the right end of the resistor 511d, the left end of the element capacitor 501e, and the left end of the resistor 511e are caulked by a sleeve 551e and are electrically connected.
  • the shape of the conductor member 531 is changed to a cylindrical shape surrounding the element capacitor 501 and is held via the insulating member 541, and the left lead of the element capacitor 501 is Soldered and electrically connected.
  • the printed circuit board is not used, and the multiple capacitor 601 and smoothing capacitor 501 components are mounted using the rigidity of the lead wires of the components.
  • FIG. 18 is a plan view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501 in this embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501d in the present embodiment.
  • FIG. 20 is a side view showing in detail the component mounting method of the smoothing capacitor 501d in the present embodiment.
  • the printed circuit board 1100 is removed from the configuration of the embodiment 2 shown in FIG. 10, and the conductive member patterns 521d, 521e, 621f, and 621g are removed in the range shown in FIG.
  • sleeves 551d, 551e, 651f, and 651g are provided.
  • the conductor members 531d and 531e are changed to general-purpose covered electric wires covered with insulating coatings 541d and 541e, respectively, and wound around the circumferential direction of the element capacitor. Is retained.
  • the right end of the element capacitor 601e, the right end of the resistor 611e, the left end of the element capacitor 601f, and the left end of the resistor 611f are caulked together by a sleeve 651f and electrically connected.
  • the lead wires of the right end of the element capacitor 601f, the right end of the resistor 611f, the left end of the element capacitor 601g, and the left end of the resistor 611g are integrally caulked by a sleeve 651g and electrically connected.
  • the right end of the element capacitor 501c, the right end of the resistor 511c, the left end of the element capacitor 501d, the left end of the resistor 511d, and the conductor member 531d are caulked by a sleeve 551d and electrically connected.
  • An insulating member 541d is disposed between the conductor member 531d and the element capacitors 501c and 501d.
  • the right end of the element capacitor 501d, the right end of the resistor 511d, the left end of the element capacitor 501e, the left end of the resistor 511e, and the conductor member 531e are caulked by a sleeve 551e and are electrically connected.
  • An insulating member 541e is disposed between the conductor member 531e and the element capacitors 501d and 501e.
  • FIGS. 19 and 20 by this change, by using a general-purpose electric wire as the conductor member 531 without using a printed board in this embodiment, FIG. 10 of Embodiment 2 or FIG. 11 of Embodiment 3 is used. 12 can be obtained. Further, by fixing the components of the multiple capacitor 601 and the smoothing capacitor 501 using the rigidity of the lead wires of the wires and components, it is advantageous in terms of vibration resistance, anti-centrifugal force, and the like.

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Abstract

直流発生回路の絶縁信頼性を向上可能な高電圧発生装置及びこれを用いたＸ線高電圧装置を提供する。そのために、入力された交流電圧（２１）を直流電圧（１１）に整流して出力する直流発生回路を有する高電圧発生装置において、前記直流発生回路の一部を構成し、両端に直流電圧（１１）が印加される直流素子（１０）であって、該直流素子（１０）に隣接配置された他の構成部材（２０）との間に交流電圧（２１）が印加されるものにおいて、前記直流素子（１０）と、前記隣接配置された他の構成部材（２０）との間に導体部材（３０）を配設し、該導体部材（３０）を前記直流素子（１０）の一端と電気的に接続させる。

Description

高電圧発生装置、及びこれを用いたＸ線高電圧装置
　本発明は直流高電圧を発生する高電圧発生装置、及びこれを用いたＸ線高電圧装置に関し、特に高電圧発生装置の絶縁耐圧技術に関する。
　本技術分野の背景技術として、特開２０１０－２４４７４１号公報（特許文献１）がある。この公報には、高電圧発生装置を複数の直流発生回路に分割し、直列に接続することにより高電圧を発生する回路において、分割した各直流発生回路の間に金属導体部材を挿入し、任意の電位を与えることにより絶縁信頼性を向上することが開示されている。
特開２０１０－２４４７４１号公報
　特許文献１に記載の従来技術においては、分割後の個々の直流発生回路において更に絶縁信頼性を向上する手段について開示されていない。同様に、単一の直流発生回路のみを有する高電圧発生装置において絶縁信頼性を向上する手段について開示されていない。
　そこで、本発明の目的は、単一の直流発生回路であっても絶縁信頼性を向上可能な高電圧発生装置及びこれを用いたＸ線高電圧装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、本発明は、交流電圧を直流電圧にして出力する直流発生回路を有する高電圧発生装置において、前記直流発生回路は少なくとも直流電圧が印加される直流素子と、該直流素子との間に交流電圧が印加される構成部材と、前記直流素子と前記構成部材との間に設置された導体部材と、を備え、前記導体部材は、前記直流素子の一端と電気的に接続され、他端と電気的に絶縁されていることを特徴とする。
　本発明によれば、個々の直流発生回路の絶縁信頼性を向上可能な高電圧発生装置及びこれを用いたＸ線高電圧装置を提供することができる。
本発明の高電圧発生装置を適用したＸ線高電圧装置の一部を示した構成図 図１に示すＸ線高電圧装置の一動作を示した図 図１に示すＸ線高電圧装置の他の動作を示した図 図２の一動作状況における多倍コンデンサ６０１の各部電圧値を示した図 図３の他の動作状況における多倍コンデンサ６０１の各部電圧値を示した図 図２及び図３の動作状況における平滑コンデンサ５０１の各部電圧値を示した図 実施例１における要部の部品実装方法を詳細に示した平面図 本発明による絶縁信頼性の向上効果を説明する模式図 従来技術を説明する模式図 実施例２における要部の部品実装方法を詳細に示した平面図 実施例３における要部の部品実装方法を詳細に示した平面図 実施例３における要部の部品実装方法を詳細に示した正面図 実施例４における要部の部品実装方法を詳細に示した平面図 実施例４における要部の部品実装方法を詳細に示した正面図 実施例５における要部の部品実装方法を詳細に示した平面図 実施例５における要部の部品実装方法を詳細に示した正面図 実施例５における要部の部品実装方法を詳細に示した側面図 実施例６における要部の部品実装方法を詳細に示した平面図 実施例６における要部の部品実装方法を詳細に示した正面図 実施例６における要部の部品実装方法を詳細に示した側面図
　以下、図面を用いて本発明の高電圧発生装置及びこれを用いたＸ線高電圧装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
　実施例１について図１乃至９を用いて説明する。図１は、実施例１の高電圧発生装置を適用したＸ線高電圧装置の一部を示した構成図である。
　図１に示すＸ線高電圧装置は、直流電源３０１と、インバータ回路３０２と、高電圧発生装置３００と、を備え、負荷にはＸ線を発生する陽極３０５ａとフィラメント３０５ｂとから構成されるＸ線管装置３０５を接続している。高電圧発生装置３００は、高電圧変圧器３０３と直流発生回路３０４と、これらを封入配置し内部を絶縁油１００２で充填したタンク１００１を有して構成される。直流発生回路３０４としては２段構成の対称型コッククロフト・ウォルトン回路を採用している。
　直流電源３０１から出力する直流電圧は、インバータ回路３０２により所定の周波数の交流電圧に変換し、該変換した交流電圧を高電圧変圧器３０３により昇圧する。該昇圧した交流電圧は２段構成の対称型コッククロフト・ウォルトン回路である直流発生回路３０４により、さらに４倍の電圧に昇圧すると共に直流電圧に変換し、負荷であるＸ線管装置３０５に供給する。前記高電圧変圧器３０３は、鉄心４０３と鉄心４０３の周囲を電線で巻いた１次巻線４００と、１次巻線４００の周囲を電線で巻いた第１の２次巻線４０１と、第２の２次巻線４０２からなる。
　また、前記直流発生回路３０４は、該回路に入力される電圧を倍化する多倍コンデンサ６０１、６０２と、交流電圧を直流電圧に整流する複数のダイオード８０１～８０４により構成されるブリッジ回路を形成する高電圧整流器８００と、該整流した直流電圧を平滑する平滑コンデンサ５０１からなる１段目のコッククロフト・ウォルトン回路と、多倍コンデンサ７０１、７０２と、ダイオード９０１～９０４を有する高電圧整流器９００と、平滑コンデンサ５０２からなる２段目のコッククロフト・ウォルトン回路から構成される。なお、１段目のコッククロフト・ウォルトン回路と２段目のコッククロフト・ウォルトン回路とは同一構成としている。コッククロフト・ウォルトン回路を２段構成とすることにより、１段構成の場合より、より高電圧の直流電圧をＸ線管装置３０５に出力することができる。
　本実施形態では交流電圧が入力され、直流電圧が出力される直流発生回路３０４として２段構成の対称型コッククロフト・ウォルトン回路を採用しているが、当然これに限定するものではない。Ｘ線管装置３０５が必要とする電圧値に応じて１段としてもいいし、３段以上としてもよい。また、コッククロフト・ウォルトン回路ではなくフルブリッジ整流回路や半波整流回路としてもよい。
　次に、高電圧発生装置３００の内部回路構成についてより詳細に説明する。　
　高電圧発生装置３００内の直列接続した２次巻線４０１、４０２の両端子部には、多倍コンデンサ６０１、６０２の一方の電極がそれぞれ接続され、多倍コンデンサ６０１、６０２の他方の電極はそれぞれダイオード８０１のアノードと、ダイオード８０２のアノードに接続される。ダイオード８０１と８０３、ダイオード８０２と８０４、はそれぞれ直列に接続され、さらにダイオード８０１のカソードとダイオード８０２のカソード、ダイオード８０３のアノードとダイオード８０４のアノードをそれぞれ接続することでブリッジ回路を形成している。ダイオード８０１のカソードとダイオード８０３のアノード間には平滑コンデンサ５０１が接続される。２次巻線４０１と４０２の接続部と、ダイオード８０１のカソードは共にグランド１００３に接地される。
　ダイオード８０１のアノードとダイオード８０２のアノードにはそれぞれ多倍コンデンサ７０１、７０２の一方の電極が接続され、多倍コンデンサ７０１、７０２の他方の電極はそれぞれダイオード９０１のアノードと、ダイオード９０２のアノードに接続される。
ダイオード９０１と９０３、ダイオード９０２と９０４、はそれぞれ直列に接続され、さらにダイオード９０１のカソードとダイオード９０２のカソード、ダイオード９０３のアノードとダイオード９０４のアノードをそれぞれ接続することでブリッジ回路を形成している。
　ダイオード９０１のカソードとダイオード９０３のアノード間に平滑コンデンサ５０２が接続される。ダイオード９０１のアノードはダイオード８０１のアノードと接続され、ダイオード９０３のアノードはＸ線管装置３０５内のフィラメント３０５ｂに接続される。また、Ｘ線管装置３０５内の陽極３０５ａはグランド１００３に接地される。
　次に、図２を用いて図１に示すＸ線高電圧装置の一動作について説明する。図２は、図１に示すＸ線高電圧装置の一動作について示した図である。
　図２に示すＸ線高電圧装置の各部における電圧値は２次巻線４０１、４０２の両端の電圧値がそれぞれ＋３５（ｋＶ）、－３５（ｋＶ）の場合の電圧値である。また該電圧値はグランド１００３（０（Ｖ）とする）を基準としている。
　２次巻線４０１、４０２の両端の電圧値がそれぞれ＋３５（ｋＶ）、－３５（ｋＶ）の場合、高電圧整流器８００、及び高電圧整流器９００の各ダイオードに印加される電圧の向きは、ダイオード８０１、８０４、９０１、９０４が順方向、ダイオード８０２、８０３、９０２、９０３が逆方向となる。この場合、ダイオード８０１の両端子の電圧値は０（Ｖ）、ダイオード８０４、９０１の両端子の電圧値は－７０（ｋＶ）、ダイオード９０４の両端子の電圧値は－１４０（ｋＶ）、となり、Ｘ線管装置の陰極３０５ｂには－１４０（ｋＶ）の直流電圧が印加される。
　なお、平滑コンデンサ５０１については、ダイオード８０１と接続されている一端の電圧値は０（Ｖ）、ダイオード８０４と接続されている他端の電圧値は－７０（ｋＶ）となる。また、平滑コンデンサ５０２については、ダイオード９０１と接続されている一端の電圧値は－７０（Ｖ）、ダイオード９０４と接続されている他端の電圧値は－１４０（ｋＶ）となる。
　次に、図４を用いて図２の動作状況における多倍コンデンサ６０１の各部電圧値について詳説する。図４は、図２の一動作状況における多倍コンデンサ６０１の各部電圧値について示した図である。図４に示す多倍コンデンサ６０１は複数の同一容量の直列接続した低耐圧のコンデンサ６０１ａ～６０１ｇからなり、該複数の直列接続したコンデンサの両端部にあたるコンデンサ６０１ａの一方の電極の電圧値は＋３５（ｋＶ）、コンデンサ６０１ｇの他方の電極の電圧値は０（Ｖ）となる。
　なお、コンデンサ６０１ａ～６０１ｇには抵抗６１１ａ～６１１ｇが各々並列に接続されており、各コンデンサに均一に電圧が分担される様に構成されている。６０１ａの一方の電極からコンデンサ６０１ｇの他方の電極に行くにつれ、各コンデンサの接続箇所の電圧値は５ｋＶずつ下がっていく。コンデンサ６０１ｆに着目すると、一方の電極の電圧値は＋１０（ｋＶ）、他方の電極の電圧値は＋５（ｋＶ）となる。また、特に図示しないが多倍コンデンサ６０１以外の多倍コンデンサ６０２、７０１、７０２についてもそれぞれ複数の同一容量の直列接続した低耐圧のコンデンサから構成される。
　次に、図３を用いて図１に示すＸ線高電圧装置の他の動作について説明する。図３は、図１に示すＸ線高電圧装置の他の動作について示した図である。
　図３に示すＸ線高電圧装置の各部における電圧値は２次巻線４０１、４０２の両端の電圧値がそれぞれ－３５（ｋＶ）、＋３５（ｋＶ）の場合の電圧値であり、図２に示した２次巻線４０１、４０２の両端の電圧値と反転した場合のものである。該電圧値はグランド１００３（０（Ｖ）とする）を基準としている。２次巻線４０１、４０２の両端の電圧値がそれぞれ－３５（ｋＶ）、＋３５（ｋＶ）の場合、高電圧整流器８００、及び高電圧整流器９００の各ダイオードに印加される電圧の向きは、ダイオード８０２、８０３、９０２、９０３が順方向、ダイオード８０１、８０４、９０１、９０４が逆方向となる。
　この場合、ダイオード８０２の両端子の電圧値は０（Ｖ）、ダイオード８０３、９０２の両端子の電圧値は－７０（ｋＶ）、ダイオード９０３の両端子の電圧値は－１４０（ｋＶ）、となり、Ｘ線管装置の陰極３０５ｂには－１４０（ｋＶ）の直流電圧が印加される。なお、平滑コンデンサ５０１については、ダイオード８０２と接続されている一端の電圧値は０（Ｖ）、ダイオード８０３と接続されている他端の電圧値は－７０（ｋＶ）　となり、平滑コンデンサ５０２については、ダイオード９０２と接続されている一端の電圧値は－７０（Ｖ）、ダイオード９０３と接続されている他端の電圧値は－１４０（ｋＶ）
　となって、図２に示した場合と同一の電圧値となる。
　次に、図５を用いて図３の動作状況における多倍コンデンサ６０１の各部電圧値について詳説する。図５は、図３の他の動作状況における多倍コンデンサ６０１の各部電圧値について示した図である。図５に示すコンデンサ６０１ａの一方の電極の電圧値は－３５（ｋＶ）、コンデンサ６０１ｇの他方の電極の電圧値は－７０（ｋＶ）となる。コンデンサ６０１ａの一方の電極からコンデンサ６０１ｇの他方の電極に行くにつれ、各コンデンサの接続箇所の電圧値は５ｋＶずつ下がっていく。コンデンサ６０１ｆに着目すると、一方の電極の電圧値は－６０（ｋＶ）、他方の電極の電圧値は－６５（ｋＶ）となる。
　次に、図６を用いて図２及び図３の動作状況における平滑コンデンサ５０１の各部電圧値について詳説する。図６は、図２及び図３の双方の動作状況における平滑コンデンサ５０１の各部電圧値について示した図である。図６に示す平滑コンデンサ５０１は複数の同一容量の直列接続した低耐圧の要素コンデンサ５０１ａ～５０１ｇからなり、該複数の直列接続したコンデンサの両端部にあたる要素コンデンサ５０１ａの一方の電極の電圧値は０（Ｖ）、要素コンデンサ５０１ｇの他方の電極の電圧値は－７０（ｋＶ）となる。
　なお、要素コンデンサ５０１ａ～５０１ｇには抵抗５１１ａ～５１１ｇが各々並列に接続されており、各要素コンデンサに均一に電圧が分担される様に構成されている。要素コンデンサ５０１ａの一方の電極から要素コンデンサ５０１ｇの他方の電極に行くにつれ、各要素コンデンサの接続箇所の電圧値は１０ｋＶずつ下がっていく。要素コンデンサ５０１ｄに着目すると、一方の電極の電圧値は－３０（ｋＶ）、他方の電極の電圧値は－４０（ｋＶ）となる。また、特に図示しないが平滑コンデンサ５０２についても複数の同一容量の直列接続した低耐圧の要素コンデンサ及び各々の要素コンデンサに並列に接続された抵抗から構成される。
　次に、図７を用いて高電圧発生装置３００を構成する各部の実装形態について説明する。図７は、本実施例における多倍コンデンサ６０１と平滑コンデンサ５０１の部品実装方法に対し詳細に示した平面図である。多倍コンデンサ６０１を構成する複数の低耐圧コンデンサと、各々の低耐圧コンデンサに並列に接続される抵抗がプリント基板１１００上に配設され、各々の回路素子の両端から出たリード線が基板１１００のスルーホールを通って基板裏面に配設された導電パターンにはんだ付けされ固定されている。
　図７に示された範囲においては、要素コンデンサ６０１ｅの右端、抵抗６１１ｅの右端、要素コンデンサ６０１ｆの左端及び抵抗６１１ｆの左端が導電パターン６２１ｆにはんだ付けされ、電気的に接続されている。また、要素コンデンサ６０１ｆの右端、抵抗６１１ｆの右端、要素コンデンサ６０１ｇの左端及び抵抗６１１ｇの左端が導電パターン６２１ｇにはんだ付けされ、電気的に接続されている。
　同様に平滑コンデンサ５０１を構成する複数の低耐圧の要素コンデンサと、各々の低耐圧の要素コンデンサに並列に接続される抵抗がプリント基板１１００上に配設され、各々の回路素子の両端から出たリード線が基板１１００のスルーホールを通って基板裏面に配設された導電パターンにはんだ付けされ、電気的に接続されている。図７に示された範囲においては、要素コンデンサ５０１ｃの右端、抵抗５１１ｃの右端、要素コンデンサ５０１ｄの左端及び抵抗５１１ｄの左端が導電パターン５２１ｄにはんだ付けされ、電気的に接続されている。
　また、要素コンデンサ５０１ｄの右端、抵抗５１１ｄの右端、要素コンデンサ５０１ｅの左端及び抵抗５１１ｅの左端が導電パターン５２１ｅにはんだ付けされ、電気的に接続されている。なお、多倍コンデンサ６０１を構成する回路素子との位置関係としては、要素コンデンサ５０１ｃと抵抗６１１ｅが、要素コンデンサ５０１ｄと抵抗６１１ｆが、要素コンデンサ５０１ｅと抵抗６１１ｇが、各々隣接配置されている。
　上記隣接配置された要素コンデンサと抵抗の間には、要素コンデンサの直流印加方向寸法の端子間の寸法、すなわち直流電界を生じる方向の寸法より若干大きな寸法の導体部材が配設されている。即ち、要素コンデンサ５０１ｃと抵抗６１１ｅの間には導体部材５３１ｃが、要素コンデンサ５０１ｄと抵抗６１１ｆの間には導体部材５３１ｄが、要素コンデンサ５０１ｅと抵抗６１１ｇの間には導体部材５３１ｅが、各々配設されている。そして、導体部材５３１ｄの一端は、基板１１００のスルーホールを通って基板裏面に配設された導電パターン５２１ｄにはんだ付けされ、電気的に接続されている。また、導体部材５３１ｅの一端は、基板１１００のスルーホールを通って基板裏面に配設された導電パターン５２１ｅにはんだ付けされ、電気的に接続されている。
　次に、図８、９を用いて本実施例の要部における発明効果を説明する。図８は、実施例１による絶縁信頼性の向上効果を説明する模式図である。また、図９は、従来技術を説明する模式図である。
　図９に示すように、直流素子１０の両端には直流電圧１１が印加され、隣接する他の構成部材２０との間に交流電圧２１が印加された状態を考える。この状態では直流素子１０に白抜き矢印で示した向きに直流電界が生じている。この直流素子１０に対し、隣接配置された他の構成部材２０には交流電圧２１が印加されているため、直流素子１０と他の構成部材２０との間には、陰影つき矢印で示した方向に交流電界が生じている。
　この様な状況は、図７に示した本実施例の実装形態との対比においては、例えば、導体部材５３１ｄが存在しなかった場合における要素コンデンサ５０１ｄが直流素子１０に、同じく抵抗６１１ｆが他の構成部材２０に相当する。直流素子１０は常に正負いずれか一方の電圧が印加されている部材であって、図１であれば平滑コンデンサ５０１、５０２およびこれらを構成する要素コンデンサや抵抗、及び、多倍コンデン６０１、６０２、７０１、７０２およびこれらを構成する要素コンデンサや抵抗がこれに相当する。
　そして、要素コンデンサ５０１ｄとして一般的な直流用コンデンサを使用した場合、コンデンサの外面を覆っている外装材料とコンデンサ本体材料との間に、ボイドや間隙が存在していることがある。
　このボイドや間隙に交流電界が加わると、部分放電が継続的に生じてコンデンサ本体材料が劣化し、最終的に絶縁破壊が生じることになる。これに対し、図８に示したごとく導体部材３０（図７に示した本実施例の実装形態との対比においては導体部材５３１ｄに相当）を、直流素子１０と他の構成部材２０との間に配設し、直流素子１０の一端と電気的に接続させ、他端と電気的に絶縁した場合には、陰影つき矢印で示した交流電界は、導体部材３０と他の構成部材２０との間に限定され、導体部材３０と直流素子１０との間には抑制される。これにより部分放電が継続的に生じてコンデンサ本体材料が劣化して絶縁破壊が生じる可能性を低減することができる。本実施例において導体部材の材質は、はんだ付けが容易な銅であり、長さおよび高さ寸法は各々、要素コンデンサ５０１ｄのそれより若干大きいものとしている。
　なお、導体部材３０と直流素子１０との間には白抜き矢印で示した直流電界が生じる。
この直流電界の大きさは、導体部材３０が接続された直流素子１０の一端から他端に向かうほど大きくなり、図９に示された導体部材３０が存在しない場合の直流電界の大きさよりも大きなものとなる。しかしながら、直流電界がボイドや間隙に加わって部分放電が１度発生すると、部分放電により生じた正負の電荷が、ボイドや間隙内を各々反対方向に移動して表面に帯電し、これによりボイドや間隙内の直流電界が減じることから部分放電は継続せず、交流電界が加わる場合と比べて長期的な絶縁信頼性を向上することができる。
　なお、図７から図９は、円筒タイプの直流素子についての説明であったが、ＤＩＳＣタイプ、チップタイプ、偏平タイプなどにも適用可能で、円筒タイプに限定されるものではない。
　本発明の実施例について図１０を用いて説明する。
　図１０は、図７の変形実施例を示した図である。本実施例においては、直流素子として要素コンデンサ５０１ｄに、隣接配置された他の構成部材として抵抗６１１ｆに着目した場合、導体部材５３１ｄと導体部材５３１ｅが各々、直流素子と、隣接配置された他の構成部材との間に配設され、直流素子の一端と電気的に接続された導体部材として、要素コンデンサ５０１ｄと抵抗６１１ｆとの間の交流電界を減じる役割を担っている。
　本実施例ではコンデンサ５０１ｄの中央付近で交流電界を完全に無くすことはできないが、導体部材５３１ｄと導体部材５３１ｅが存在しない場合との比較においては、交流電界の大きさを小さくすることができる。また、実施例１との比較においては、例えば導電パターン５２１ｄによる導体部材５３１ｄの保持が容易になっている。
　本発明の実施例について図１１、１２を用いて説明する。
　図１１は、本実施例における平滑コンデンサ５０１の部品実装方法を詳細に示した平面図である。図１２は、本実施例における多倍コンデンサ６０１と平滑コンデンサ５０１の部品実装方法を詳細に示した正面図である。本実施例においては、平滑コンデンサ５０１を構成する複数の低耐圧の要素コンデンサと、各々の低耐圧の要素コンデンサに並列に接続される抵抗がプリント基板１１０１上に配設され、各々の回路素子の両端から出たリード線が基板１１０１のスルーホールを通って基板裏面に配設された導電パターンにはんだ付けされ、電気的に接続されている。
　一方で、多倍コンデンサ６０１を構成する複数の低耐圧の要素コンデンサと、各々の低耐圧の要素コンデンサに並列に接続される抵抗は、前記基板１１０１とは別のプリント基板１１０２上に配設され、各々の回路素子の両端から出たリード線が基板１１０２のスルーホールを通って基板裏面に配設された導電パターンにはんだ付けされ固定されている。
　なお、多倍コンデンサ６０１を構成する回路素子との位置関係としては、要素コンデンサ５０１ｃと要素コンデンサ６０１ｅが、抵抗５１１ｃと抵抗６１１ｅが、要素コンデンサ５０１ｄと要素コンデンサ６０１ｆが、抵抗５１１ｄと抵抗６１１ｆが、要素コンデンサ５０１ｅと要素コンデンサ６０１ｆが、抵抗５１１ｅと抵抗６１１ｇが、各々上下方向に隣接配置されている。すなわち平滑コンデンサ５０１が配置された基板と、多倍コンデンサ６０１が配置された基板とが積層されたように配置されている。
　本実施例においては、直流素子として要素コンデンサ５０１ｄに、隣接配置された他の構成部材として要素コンデンサ６０１ｆに着目した場合、導電パターン５２１ｄと導電パターン５２１ｅが各々、直流素子と、隣接配置された他の構成部材との間に配設され、直流素子の一端と電気的に接続された導体部材として、要素コンデンサ５０１ｄと要素コンデンサ６０１ｆとの間の交流電界を減じる役割を担っている。実施例２との比較においては、導体部材５３１ｄや導体部材５３１ｅを別途付加する必要が無く、構造が簡単になるという効果がある。
　本発明の実施例について図１３、１４を用いて説明する。
　図１３は、本実施例における平滑コンデンサ５０１の部品実装方法を詳細に示した平面図である。図１４は、本実施例における多倍コンデンサ６０１と平滑コンデンサ５０１の部品実装方法を詳細に示した正面図である。本実施例においては、図１１、１２に示した実施例３の構成から、導電部材パターン５２１ｅが基板１１０１の表面に移設されるとともに、導電部材パターン５２１ｄと５２１ｅが左右に拡張されている。
　この変更により本実施例では要素コンデンサ５０１ｄの中央付近での交流電界をほぼ無くすことができる。また、多倍コンデンサ６０１については、基板１１０２の裏側に実装するとともに、導電パターン６２１ｆと６２１ｇを、導電部材パターン５２１ｄと５２１ｅと同様の構成とすることにより、要素コンデンサ６０１ｆに対しても交流電界をほぼ無くすことができる。
　また、上述の実施例では、平滑コンデンサ５０１と多倍コンデンサ６０１とが一つの基板上に配置される例と、異なる基板上に配置されそれぞれの基板が立体的に積層されて配置される例を示したが、両方の配置例が組み合わされていてもよい。すなわち平滑コンデンサ５０１と多倍コンデンサ６０１が同一基板上に設置され、多倍コンデンサ７０２が異なる基板上に設置され、二つの基板が積層されるように配置されていてもよい。その場合は、同一基板上に配置された直流素子１０の間に導体部材３０を配置し、かつ基板間にも導電パターンが介在するように配置すればよい。
また、本発明は、説明のために挙げた各実施例に限られるものではなく、材質、大きさ、形状、素子の配置数などは、必要に応じて適宜変更されてよい。
　本発明の実施例について図１５乃至１７を用いて説明する。
　図１５は、本実施例における平滑コンデンサ５０１の部品実装方法を詳細に示した平面図である。図１６は、本実施例における平滑コンデンサ５０１ｄの部品実装方法を詳細に示した断面図である。図１７は、本実施例における平滑コンデンサ５０１ｄの部品実装方法を詳細に示した側面図である。本実施例においては、図７に示した実施例１の構成から、プリント基板１１００が取り除かれ、また、図７に示した範囲においては導電部材パターン５２１ｄ、５２１ｅ、６２１ｆ、６２１ｇが取り除かれる一方で、導電部材パターン５２１ｄ、５２１ｅ、６２１ｆ、６２１ｇの代りに導体部材で形成されたスリーブ５５１ｄ、５５１ｅ、６５１ｆ、６５１ｇが各々配設されている。そして、要素コンデンサ６０１ｅの右端、抵抗６１１ｅの右端、要素コンデンサ６０１ｆの左端及び抵抗６１１ｆの左端のリード線が一体として、導体部材から形成されたスリーブ６５１ｆでかしめられ、電気的に接続されている。また、要素コンデンサ６０１ｆの右端、抵抗６１１ｆの右端、要素コンデンサ６０１ｇの左端及び抵抗６１１ｇの左端のリード線が一体として、スリーブ６５１ｇでかしめられ、電気的に接続されている。同様に、要素コンデンサ５０１ｃの右端、抵抗５１１ｃの右端、要素コンデンサ５０１ｄの左端及び抵抗５１１ｄの左端がスリーブ５５１ｄでかしめられ、電気的に接続されている。また、要素コンデンサ５０１ｄの右端、抵抗５１１ｄの右端、要素コンデンサ５０１ｅの左端及び抵抗５１１ｅの左端がスリーブ５５１ｅでかしめられ、電気的に接続されている。
　更に、図１６、１７に詳細に示された通り、導体部材５３１の形状が要素コンデンサ５０１を取り囲む円筒形状に変更されて絶縁部材５４１を介して保持されるとともに、要素コンデンサ５０１の左側リード線にはんだ付けされ、電気的に接続されている。これにより実施例１の図８と同様の効果を得る。また、この変更により、本実施例ではプリント基板を用いず、部品のリード線の剛性を用いて多倍コンデンサ６０１と平滑コンデンサ５０１の部品を実装している。
　本発明の実施例について図１８乃至２０を用いて説明する。
　図１８は、本実施例における平滑コンデンサ５０１の部品実装方法を詳細に示した平面図である。図１９は、本実施例における平滑コンデンサ５０１ｄの部品実装方法を詳細に示した断面図である。図２０は、本実施例における平滑コンデンサ５０１ｄの部品実装方法を詳細に示した側面図である。本実施例においては、図１０に示した実施例２の構成から、プリント基板１１００が取り除かれ、また、図１０に示した範囲においては導電部材パターン５２１ｄ、５２１ｅ、６２１ｆ、６２１ｇが取り除かれる一方で、導電部材パターン５２１ｄ、５２１ｅ、６２１ｆ、６２１ｇの代りにスリーブ５５１ｄ、５５１ｅ、６５１ｆ、６５１ｇが各々配設されている。また、図１９、２０に詳細に示された通り、導体部材５３１ｄ、５３１ｅが各々、絶縁被覆５４１ｄ、５４１ｅで覆われた汎用的な被覆電線に変更され、要素コンデンサの周方向に巻きつけられて保持されている。そして、要素コンデンサ６０１ｅの右端、抵抗６１１ｅの右端、要素コンデンサ６０１ｆの左端及び抵抗６１１ｆの左端のリード線が一体として、スリーブ６５１ｆでかしめられ、電気的に接続されている。また、要素コンデンサ６０１ｆの右端、抵抗６１１ｆの右端、要素コンデンサ６０１ｇの左端及び抵抗６１１ｇの左端のリード線が一体として、スリーブ６５１ｇでかしめられ、電気的に接続されている。一方、要素コンデンサ５０１ｃの右端、抵抗５１１ｃの右端、要素コンデンサ５０１ｄの左端、抵抗５１１ｄの左端及び導体部材５３１ｄがスリーブ５５１ｄでかしめられ、電気的に接続されている。なお、導体部材５３１ｄと要素コンデンサ５０１ｃ、５０１ｄとの間には絶縁部材５４１ｄが配置される。また、要素コンデンサ５０１ｄの右端、抵抗５１１ｄの右端、要素コンデンサ５０１ｅの左端、抵抗５１１ｅの左端及び導体部材５３１ｅがスリーブ５５１ｅでかしめられ、電気的に接続されている。なお、導体部材５３１ｅと要素コンデンサ５０１ｄ、５０１ｅの間には絶縁部材５４１ｅが配置されている。
　図１９、２０に示すように、この変更により、本実施例ではプリント基板を用いず、導体部材５３１として汎用的な電線を用いることで、実施例２の図１０あるいは実施例３の図１１、１２と同様の効果を得ることができる。また電線や部品のリード線の剛性を用いて多倍コンデンサ６０１と平滑コンデンサ５０１の部品を固定することで耐振、対遠心力などの点で優位である。
　１０　直流素子
　１１　直流電圧
　２０　隣接する他の構成部材（交流素子）
　２１　交流電圧
　３０　導体部材
　３００　高電圧発生装置
　３０１　直流電源
　３０２　インバータ回路
　３０３　高電圧変圧器
　３０４　直流発生回路
　３０５　Ｘ線管装置
　３０５ａ　陽極
　３０５ｂ　フィラメント（陰極）
　４００　１次巻線
　４０１　第１の２次巻線
　４０２　第２の２次巻線
　４０３　鉄心
　８００　高電圧整流器
　９００　高電圧整流器
　１１００～１１０２　基板
　１００１　タンク
　１００２　絶縁油
　１００３　グランド
　５０１、５０２　平滑コンデンサ
　６０１、６０２、７０１、７０２　多倍コンデンサ
　５０１ａ～５０１ｇ　平滑コンデンサ５０１を構成する低耐圧の要素コンデンサ
　６０１ａ～６０１ｇ　多倍コンデンサ６０１を構成する低耐圧の要素コンデンサ
　８０１～８０４、９０１～９０４　ダイオード
　５１１ａ～５１１ｇ、６１１ａ～６１１ｇ　抵抗
　５２１ｄ、５２１ｅ、６２１ｆ、６２１ｇ　導体部材（導電パターン）
　５３１ｃ、５３１ｄ、５３１ｅ　導体部材
　５４１ｃ、５４１ｄ、５４１ｅ　絶縁部材
　５５１ｄ、５５１ｅ、６５１ｆ、６５１ｇ　導体部材（スリーブ）

Claims (7)

  1. 　交流電圧を直流電圧にして出力する直流発生回路を有する高電圧発生装置において、
    　前記直流発生回路は少なくとも、
    　直流電圧が印加される直流素子と、
    　該直流素子との間に交流電圧が印加される構成部材と、
    　前記直流素子と前記構成部材との間に設置された導体部材と、
    　を備え、
    　前記導体部材は、前記直流素子の一端と電気的に接続され、他端と電気的に絶縁されている
    　ことを特徴とする高電圧発生装置。
  2. 　前記直流素子の直流電圧印加方向における前記導体部材の寸法が、前記直流電圧印加方向における前記直流素子の寸法よりも大きい
    　ことを特徴とする請求項１記載の高電圧発生装置。
  3. 　前記導体部材を２つ配設し、１つの導体部材を前記直流素子の一端と電気的に接続し、他の１つの導体部材を前記直流素子の他端と電気的に接続した
    　ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧発生装置。
  4. 　前記導体部材のそれぞれの寸法が直流素子の直流電圧印加方向の寸法の半分以上である
    　ことを特徴とする請求項３記載の高電圧発生装置。
  5. 　前記導体部材が基板上に配設された導電パターンであって、前記直流素子の一端と電気的に接続され、前記導電パターンの寸法が前記直流素子の直流電圧印加方向の寸法の半分以上である
    　ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧発生装置。
  6. 　請求項１に記載の高電圧発生装置であって、
    　前記直流発生回路は、
    　複数段のコッククロフト・ウォルトン回路であって、
    　前記コッククロフト・ウォルトン回路は、
    　直流電圧が印加される平滑コンデンサと、
    　平滑コンデンサとの間に交流電圧が印加される多倍コンデンサと、
    を有し、
    　前記平滑コンデンサおよび前記多倍コンデンサは、
    　少なくとも二つ以上の要素コンデンサが直列に接続されて構成され、
    　前記直流素子は前記平滑コンデンサを構成する前記要素コンデンサである
    　ことを特徴とする高電圧発生装置。
  7. 　直流電源と、
    　前記直流電源の出力直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換するインバータ回路と、該交流電圧を昇圧すると共に直流電圧に整流し、Ｘ線を発生するＸ線管装置に該直流電圧を出力する高電圧発生装置と、を備えたＸ線高電圧発生装置であって、
    　前記高電圧発生装置に請求項１に記載の高電圧発生装置を用いる
    　ことを特徴とするＸ線高電圧装置。
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