JP3275101B2 - インバータ式ｘ線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電源からの直流電
圧をインバータを用いて交流電圧に変換し、その出力電
圧を昇圧すると共に整流して直流電圧をＸ線管に供給し
てＸ線を放射するインバータ式Ｘ線装置に関し、特にメ
タルＸ線管と呼ばれるＸ線管を備えた装置において、上
記Ｘ線管の陽極・アース間電圧と陰極・アース間電圧と
を均衡させることができるインバータ式Ｘ線装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のインバータ式Ｘ線装置
は、図６に示すように、直流電源１と、この直流電源１
からの直流を受電して交流に変換するインバータ２と、
このインバータ２に接続されその出力電圧によって共振
電流を生じさせる共振素子３と、鉄心の二つの脚にそれ
ぞれ分けて巻かれ上記共振素子３に並列に接続された第
一の一次巻線４ａ及び第二の一次巻線５ａを有すると共
にこの各一次巻線４ａ，５ａに対応して巻かれた第一の
二次巻線４ｂ及び第二の二次巻線５ｂを有し上記共振素
子３からの出力電圧Ｅ₂を昇圧する変圧器６と、この変
圧器６の第一及び第二の二次巻線４ｂ，５ｂにそれぞれ
接続されその出力を直流に変換する第一の整流器７及び
第二の整流器８と、上記一方の整流器７に陽極９が接続
されると共に他方の整流器８に陰極１０が接続され且つ
容器の一部が金属で形成されこの金属部１１を上記第一
の整流器７及び第二の整流器８の出力が直列に接続され
た部位に接続し更にこの接続部位がアースに接続され上
記第一及び第二の整流器７，８の出力電圧によってＸ線
を放射するＸ線管１２とを有して成っていた。なお、上
記共振素子３は一つのコンデンサから成り、また、上記
Ｘ線管１２はメタルＸ線管と呼ばれるものである。

【０００３】このようなインバータ式Ｘ線装置において
は、Ｘ線管１２の陽極・アース間電圧Ｖaと、陰極・ア
ース間電圧Ｖkとを、それぞれ陽極・陰極間電圧（以下
「管電圧」という）の半分に見積もり、変圧器６及び整
流器７，８並びにＸ線管１２の耐圧設計を容易とするこ
とができる。例えば、最大管電圧が150kＶのＸ線装置で
は、変圧器６の二次巻線の耐圧や、Ｘ線管１２の陽極９
及び陰極１０の対アース電圧は、それぞれその１／２の
75kＶに見積もればよいとされる。

【０００４】図７は図６における変圧器６の構造を一部
断面して示した説明図である。側面視でロの字形の鉄心
１３の一方の脚１３ａには第一の一次巻線４ａと第一の
二次巻線４ｂとが巻かれており、他方の脚１３ｂには第
二の一次巻線５ａと第二の二次巻線５ｂとが巻かれてい
る。そして、Ｘ線装置に使用される変圧器６は、高電圧
側になる二次巻線と低電圧側になる一次巻線との間の電
圧差が大きくなるために、それぞれの一次巻線４ａ，５
ａと二次巻線４ｂ，５ｂとの間に、所定の距離をあける
と共に絶縁物（図示省略）を介在させなければならな
い。このことから、磁束の一部が上記一次巻線４ａ，５
ａと二次巻線４ｂ，５ｂとの間を通過し、又は各巻線と
鉄心１３との間を通過して漏れ磁束が生じ易いという特
徴がある。従って、一部の磁束は上記鉄心１３を通ら
ず、見かけ上、第一の一次巻線４ａと二次巻線４ｂとで
一つの変圧器を構成し、第二の一次巻線５ａと二次巻線
５ｂとでもう一つの変圧器を構成しているとみなすこと
ができる。なお、上記の漏れ磁束は漏れインダクタンス
として作用し、別に設けられたコンデンサ３と共に共振
電流を生じさせ、高電圧を発生させるために積極的に用
いることもできる。

【０００５】このような状態で、図６において、変圧器
６の第一の二次巻線４ｂの出力は第一の整流器７で整流
され、電流Ｉt′が、第一の整流器７→Ｘ線管１２の陽
極９→陰極１０→第二の整流器８の回路で流れる。この
とき、上記Ｘ線管１２の陰極１０から発生する熱電子の
一部は、容器の金属部１１を介してアースに流れ込み、
電流Ｉc′が、第二の整流器８→Ｘ線管１２の金属部１
１→陰極１０→第二の整流器８の回路で流れる。すなわ
ち、上記第一の二次巻線４ｂは、第一の整流器７を介し
て電流Ｉt′を供給し、第二の二次巻線５ｂは、第二の
整流器８を介して電流Ｉt′とＩc′とを供給することと
なる。このことから、上記変圧器６において、第二の二
次巻線５ｂに流れる電流は、第一の二次巻線４ｂに流れ
る電流よりもＩc′だけ多くなる。ここで、前述のよう
に、変圧器６は、第一の一次巻線４ａ及び二次巻線４ｂ
から成る第一の変圧器と、第二の一次巻線５ａ及び二次
巻線５ｂから成る第二の変圧器とに分けて考えられるか
ら、第二の一次巻線５ａに流れる電流Ｉk′は、第一の
一次巻線４ａに流れる電流Ｉa′よりも大きくなる。つ
まり、インバータ２の出力側から見ると、Ｘ線管１２に
電力を供給する回路のうち、陰極１０側の回路は陽極９
側の回路よりも負荷インピーダンスが低いとみなすこと
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のインバータ式Ｘ線装置において、Ｘ線管１２の容器
の一部が金属で形成されると共にこの金属部１１がアー
スに接続されている場合は、上記の金属部１１によって
陽極・アース間電圧Ｖaと陰極・アース間電圧Ｖkとに不
均衡が生じ、特に陽極・アース間に生じた高電圧によっ
て装置の一部が破壊するおそれがあった。この現象につ
いて、図８及び図９を参照して説明する。

【０００７】図８は従来のインバータ式Ｘ線装置におい
て、変圧器６の第一の一次巻線４ａ及び第二の一次巻線
５ａに入力される電圧と電流との関係を示すグラフであ
る。このグラフからわかるように、陰極１０の側のイン
ピーダンスが小さいと、第二の一次巻線５ａに流れる電
流Ｉk′(破線で示す）が、第一の一次巻線４ａに流れる
電流Ｉa′(実線で示す）よりもわずかに大きくなり、同
時に一次巻線側に供給される電圧Ｅ₂に対して位相が少
し遅れる。ここで、共通の電圧源（Ｅ₂）から見た第一
の一次巻線４ａのリアクトルをＬ₁，第二の一次巻線５
ａのリアクトルをＬ₂とし、さらにＸ線管１２の陽極９
側の負荷抵抗をＲa，陰極１０側の負荷抵抗をＲkとし、
電圧源の角周波数をωとすると、電圧源に対する電流Ｉ
a′,Ｉk′の位相は、 となる。いま、例えば、陽極側の負荷抵抗Ｒaに比べて
陰極側の負荷抵抗Ｒkが約10％小さいとすると、 Ｒk≒0.9Ｒa …（３） であり、 Ｌ₁＝Ｌ₂ …（４） と考えられるから、上記の式（１）及び式（２）から、
陰極側の負荷抵抗Ｒkが小さい分だけ、陰極側に供給さ
れる第二の一次巻線５ａの電流Ｉk′の位相が遅れるこ
ととなる。

【０００８】上記のように第二の一次巻線５ａの電流Ｉ
k′の位相が遅れることから、この位相の遅れ分だけ力
率が小さくなり、陰極１０側へ供給される出力電力が低
下する。その結果、図９に示すように、陽極・アース間
電圧Ｖaに比べ陰極・アース間電圧Ｖkが低下し、両電圧
間で不均衡が生じる。この電圧の差は、図６に示す電流
Ｉt′やＩc′が大きい程増加し、実用領域で例えば20k
Ｖ以上にもなることがある。このように大きな電圧の不
均衡によって、主として陽極・アース間に異常な高電圧
が発生し、変圧器６や整流器７，８又はＸ線管１２の耐
圧を超えることがあり、これらを破壊するおそれがあっ
た。

【０００９】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、メタルＸ線管と呼ばれるＸ線管を備えた装置にお
いて、上記Ｘ線管の陽極・アース間電圧と陰極・アース
間電圧とを均衡させることができるインバータ式Ｘ線装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるインバータ式Ｘ線装置は、直流電源
と、この直流電源からの直流を受電して交流に変換する
インバータと、このインバータからの出力電圧を昇圧す
る変圧器と、この変圧器の出力を直流に変換する整流器
と、容器の一部が金属で形成されこの金属部を上記整流
器の中間部に接続しこの接続部位がアースに接続され該
整流器の出力電圧によってＸ線を放射するＸ線管とを有
するインバータ式Ｘ線装置において、上記インバータの
出力側に接続され該インバータの出力電圧によって共振
電流を生じさせる共振素子を設け、上記変圧器は鉄心の
二つの脚にそれぞれ分けて巻かれ上記共振素子に並列に
接続された第一の一次巻線及び第二の一次巻線を有する
と共にこの各一次巻線に対応して巻かれた第一の二次巻
線及び第二の二次巻線を有し上記共振素子の出力電圧を
昇圧するものとし、上記変圧器の二つの脚に巻かれた二
次巻線をそれぞれ更に偶数個に分割し各々の脚の偶数個
の二次巻線のうち半数のもの同士を直列接続して上記Ｘ
線管の陽極に接続された一方の整流器に接続して該Ｘ線
管の陽極側に電力を供給する回路とし、残りの半数のも
の同士を直列接続して上記Ｘ線管の陰極に接続された他
方の整流器に接続して該Ｘ線管の陰極側に電力を供給す
る回路としたものである。

【００１１】また、第二の発明によるインバータ式Ｘ線
装置は、直流電源と、この直流電源からの直流を受電し
て交流に変換するインバータと、このインバータからの
出力電圧を昇圧する変圧器と、この変圧器の出力を直流
に変換する整流器と、容器の一部が金属で形成されこの
金属部を上記整流器の中間部に接続しこの接続部位がア
ースに接続され該整流器の出力電圧によってＸ線を放射
するＸ線管とを有するインバータ式Ｘ線装置において、
上記インバータの出力側に接続され該インバータの出力
電圧によって共振電流を生じさせる共振素子を設け、上
記変圧器は鉄心の二つの脚にそれぞれ分けて巻かれ上記
共振素子に並列に接続された第一の一次巻線及び第二の
一次巻線を有すると共にこの各一次巻線に対応して巻か
れた第一の二次巻線及び第二の二次巻線を有し上記共振
素子の出力電圧を昇圧するものとし、上記変圧器の二つ
の脚に巻かれた一次巻線をそれぞれ更に偶数個に分割し
各々の脚の偶数個の一次巻線のうち半数のもの同士を直
列接続して上記共振素子とインバータに接続して上記Ｘ
線管の陽極側に電力を供給する回路とし、残りの半数の
もの同士を直列接続して上記の共振素子とインバータに
並列に接続して上記Ｘ線管の陰極側に電力を供給する回
路としたものである。

【００１２】

【作用】このように構成されたインバータ式Ｘ線装置
は、インバータの出力側に接続された共振素子により該
インバータの出力電圧によって共振電流を生じさせ、鉄
心の二つの脚にそれぞれ分けて巻かれ上記共振素子に並
列に接続された第一の一次巻線及び第二の一次巻線を有
すると共にこの各一次巻線に対応して巻かれた第一の二
次巻線及び第二の二次巻線を有する変圧器で上記共振素
子の出力電圧を昇圧し、上記変圧器の二つの脚に巻かれ
た二次巻線をそれぞれ更に偶数個に分割し各々の脚の偶
数個の二次巻線のうち半数のもの同士を直列接続してＸ
線管の陽極に接続された一方の整流器に接続した回路に
より上記Ｘ線管の陽極側に電力を供給し、残りの半数の
もの同士を直列接続して上記Ｘ線管の陰極に接続された
他方の整流器に接続した回路により上記Ｘ線管の陰極側
に電力を供給することができる。これにより、上記一方
の整流器を介してＸ線管の陽極側に電力を供給する回路
と、他方の整流器を介して陰極側に電力を供給する回路
とが全く対称に構成されたこととなり、上記変圧器の二
つの一次巻線に流れる電流に位相差が生じないようにす
ることができ、上記Ｘ線管の陽極・アース間電圧と陰極
・アース間電圧とを均衡させることができる。

【００１３】また、第二の発明によるインバータ式Ｘ線
装置は、インバータの出力側に接続された共振素子によ
り該インバータの出力電圧によって共振電流を生じさ
せ、鉄心の二つの脚にそれぞれ分けて巻かれ上記共振素
子に並列に接続された第一の一次巻線及び第二の一次巻
線を有すると共にこの各一次巻線に対応して巻かれた第
一の二次巻線及び第二の二次巻線を有する変圧器で上記
共振素子の出力電圧を昇圧し、上記変圧器の二つの脚に
巻かれた一次巻線をそれぞれ更に偶数個に分割し各々の
脚の偶数個の一次巻線のうち半数のもの同士を直列接続
して上記共振素子とインバータに接続した回路によりＸ
線管の陽極側に電力を供給し、残りの半数のもの同士を
直列接続して上記の共振素子とインバータに並列に接続
した回路により上記Ｘ線管の陰極側に電力を供給するこ
とができる。これにより、Ｘ線管の陽極側に電力を供給
する回路と、陰極側に電力を供給する回路とが全く対称
に構成されたこととなり、上記変圧器の二つの一次巻線
に流れる電流に位相差が生じないようにすることがで
き、上記Ｘ線管の陽極・アース間電圧と陰極・アース間
電圧とを均衡させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明によるインバータ式Ｘ線
装置の実施例を示す回路図である。このインバータ式Ｘ
線装置は、直流電源からの直流電圧をインバータを用い
て交流電圧に変換し、その出力電圧を昇圧すると共に整
流して直流電圧をＸ線管に供給してＸ線を放射するもの
で、図に示すように、直流電源１と、インバータ２と、
コンデンサ３と、変圧器６と、整流器７，８と、Ｘ線管
１２とを有して成る。

【００１５】上記直流電源１は、直流電圧を供給する装
置であり、例えば50Hz又は60Hzの交流の商用電源の電力
を、ダイオードなどの整流素子で整流すると共にコンデ
ンサなどの平滑素子で平滑することによって、擬似的に
直流電圧を得るようになっている。そして、この直流電
圧が後述のインバータ２の入力電圧となる。

【００１６】インバータ２は、上記直流電源１から出力
される直流電圧を受電して交流電圧に変換すると共に共
振現象を利用して電力を制御するもので、半導体から成
る四つのスイッチング素子１４₁，１４₂，１４₃，１４₄
を組み合わせてフルブリッジ型に構成されると共に、そ
れらのスイッチング素子１４₁〜１４₄にはそれぞれフラ
イホイールダイオードＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄が逆並列接続
されている。なお、上記スイッチング素子１４₁〜１４₄
としては、例えばゲート絶縁型バイポーラトランジスタ
が用いられている。

【００１７】コンデンサ３は、インバータ２に並列に接
続され、そのインバータ２の出力電圧によって共振電流
を生じさせる共振素子となるものである。また、変圧器
６は、上記コンデンサ３からの出力電圧を昇圧するもの
で、鉄心の二つの脚１３ａ，１３ｂにそれぞれ分けて巻
かれ上記コンデンサ３に並列に接続された第一の一次巻
線４ａ及び第二の一次巻線５ａを有すると共に、これら
の各一次巻線４ａ，５ａに対応して巻かれた第一の二次
巻線４ｂ及び第二の二次巻線５ｂを有している。その外
観構造は、図７に示すと同様に構成されている。

【００１８】第一の整流器７及び第二の整流器８は、上
記変圧器６の第一の二次巻線４ｂ及び第二の二次巻線５
ｂにそれぞれ接続され、その出力の交流電圧を直流に変
換するものである。なお、この二つの整流器７，８の出
力は直列に接続されている。

【００１９】Ｘ線管１２は、上記第一及び第二の整流器
７，８の出力電圧が印加されてＸ線を放射するもので、
熱電子を発生する陰極１０と、この陰極１０からの熱電
子が衝突することによってＸ線を発生する陽極９と、こ
の陽極９と陰極１０とを収納する容器の一部である金属
部１１とを有して成り、メタルＸ線管と呼ばれるもので
ある。そして、上記第一の整流器７に陽極９が接続され
ると共に、第二の整流器８に陰極１０が接続され、且つ
上記第一の整流器７及び第二の整流器８の出力が直列に
接続された部位に金属部１１が接続され、更にこの接続
部位がアースに接続されている。

【００２０】ここで、本発明においては、上記インバー
タ２の出力側に接続され該インバータ２の出力電圧によ
って共振電流を生じさせる共振素子としてコンデンサ３
が設けられ、上記変圧器６は鉄心の二つの脚にそれぞれ
分けて巻かれ上記コンデンサ３に並列に接続された第一
の一次巻線４ａ及び第二の一次巻線５ａを有すると共に
この各一次巻線４ａ，５ａに対応して巻かれた第一の二
次巻線４ｂ及び第二の二次巻線５ｂを有し上記コンデン
サ３の出力電圧を昇圧するものとされ、上記変圧器６の
二つの脚に巻かれた二次巻線４ｂ，５ｂをそれぞれ更に
偶数個に分割し各々の脚の偶数個の二次巻線のうち半数
のもの同士を直列接続して上記Ｘ線管１２の陽極９に接
続された一方の整流器７に接続して該Ｘ線管１２の陽極
９側に電力を供給する回路とし、残りの半数のもの同士
を直列接続して上記Ｘ線管１２の陰極１０に接続された
他方の整流器８に接続して該Ｘ線管１２の陰極１０側に
電力を供給する回路とされている。すなわち、上記変圧
器６の二つの脚１３ａ，１３ｂに巻かれた二次巻線を、
図１に示すように、それぞれ更に偶数個、例えば２個に
分割し、各々の脚１３ａ，１３ｂの２個の二次巻線４ｂ
₁，４ｂ₂；５ｂ₁，５ｂ₂のうち、半数のもの同士を直列
接続して前記Ｘ線管１２の陽極９に接続された第一の整
流器７に接続すると共に、残り半数のもの同士を直列接
続して上記Ｘ線管１２の陰極１０に接続された第二の整
流器８に接続したものである。ここでは、変圧器６の第
一の脚１３ａに巻かれた２個の二次巻線４ｂ₁，４ｂ₂の
うちの一方の巻線４ｂ₁と、第二の脚１３ｂに巻かれた
２個の二次巻線５ｂ₁，５ｂ₂のうちの一方の巻線５ｂ₁
とを直列接続して第一の整流器７に接続すると共に、上
記第一の脚１３ａに巻かれた他方の二次巻線４ｂ₂と、
第二の脚１３ｂに巻かれた他方の二次巻線５ｂ₂とを直
列接続して第二の整流器８に接続したものである。

【００２１】次に、このように構成されたインバータ式
Ｘ線装置の動作について説明する。まず、図１におい
て、直流電源１の出力は、次のインバータ２ヘ入力して
交流電圧に変換される。次に、上記インバータ２から出
力される交流電圧は、コンデンサ３と変圧器６の第一の
一次巻線４ａとからなる第一の共振回路に供給されると
共に、上記コンデンサ３と変圧器６の第二の一次巻線５
ａとから成る第二の共振回路に供給される。このとき、
上記第一の共振回路においては、コンデンサ３と、上記
変圧器６の第一の一次巻線４ａ及び２個の二次巻線４ｂ
₁，４ｂ₂の間に生じる漏れインダクタンスとによって、
共振電流Ｉaが流れる。そして、この共振電流Ｉaによっ
て、上記２個の二次巻線４ｂ₁，４ｂ₂から交流電圧が出
力される。同様に、上記第二の共振回路においては、コ
ンデンサ３と、上記変圧器６の第二の一次巻線５ａ及び
２個の二次巻線５ｂ₁，５ｂ₂の間に生じる漏れインダク
タンスとによって、共振電流Ｉkが流れる。そして、こ
の共振電流Ｉkによって、上記２個の二次巻線５ｂ₁と５
ｂ₂から交流電圧が出力される。

【００２２】ここで、変圧器６の第一の脚１３ａに巻か
れた一方の二次巻線４ｂ₁と第二の脚１３ｂに巻かれた
一方の二次巻線５ｂ₁とは、直列に接続されると共に、
第一の整流器７に接続されているので、各二次巻線４ｂ
₁，５ｂ₁からの出力電圧の和が上記整流器７に供給さ
れ、直流に変換されて、負荷であるＸ線管１２の陽極９
から陰極１０へ流れる電流Ｉtを供給する。また、上記
変圧器６の第一の脚１３ａに巻かれた他方の二次巻線４
ｂ₂と第二の脚１３ｂに巻かれた他方の二次巻線５ｂ₂と
は、直列に接続されると共に、第二の整流器８に接続さ
れているので、各二次巻線４ｂ₂，５ｂ₂からの出力電圧
の和が上記整流器８に供給され、直流に変換されて、負
荷であるＸ線管１２の陽極９から陰極１０へ流れる電流
Ｉtと、容器の金属部１１から陰極１０へ流れる電流Ｉc
とを供給する。

【００２３】結局、変圧器６の第一の一次巻線４ａの電
流Ｉaと第二の一次巻線５ａの電流Ｉkとの両者によっ
て、第一の脚１３ａの一方の二次巻線４ｂ₁と第二の脚
１３ｂの一方の二次巻線５ｂ₁とを介してＸ線管１２の
陽極９側に電力を供給し、同じく上記の電流Ｉaと電流
Ｉkとの両者によって、変圧器６の第一の脚１３ａの他
方の二次巻線４ｂ₂と第二の脚１３ｂの他方の二次巻線
５ｂ₂とを介してＸ線管１２の陰極１０側に電力を供給
するものである。このことから、図１の実施例は、直流
電源１から第一及び第二の整流器７，８までの回路が、
負荷であるＸ線管１２の陽極９側と、陰極１０側とに対
して、全く対称に構成されていると言える。

【００２４】図２は図１におけるインバータ２の出力電
圧Ｅ₁と、第一の一次巻線４ａに流れる電流Ｉa及び第二
の一次巻線５ａに流れる電流Ｉkとの関係を示すグラフ
である。前述のように、変圧器６の第一の脚１３ａと第
二の脚１３ｂの両者が、それぞれＸ線管１２の陽極９側
と陰極１０側の両方に電力を供給する構成となっている
ので、図２に示すように、変圧器６の第一の一次巻線４
ａに流れる電流Ｉaと第二の一次巻線５ａに流れる電流
Ｉkの位相は同一となり、上記インバータ２の出力電圧
Ｅ₁との間に力率の違いが生じない。その結果、図３に
示すように、Ｘ線管１２の陽極・アース間電圧Ｖａと陰
極・アース間電圧Ｖｋとは均衡し、陽極９から陰極１０
へ流れる管電流Ｉtに拘わらず、常に一定となる。従っ
て、異常な高電圧によるＸ線管１２や整流器７，８及び
変圧器６の破壊を防止することができる。

【００２５】図４は本発明の他の実施例を示す回路図で
ある。この実施例は、図１において共振素子としてのコ
ンデンサ３からの出力電圧を昇圧する変圧器を、別個独
立に形成された二つの鉄心のうち一方の第一の脚１３ａ
に第一の一次巻線４ａ及び２個の二次巻線４ｂ₁，４ｂ₂
を巻いて成る第一の変圧器６ａと、他方の第二の脚１３
ｂに第二の一次巻線５ａ及び２個の二次巻線５ｂ₁，５
ｂ₂を巻いて成る第二の変圧器６ｂとで構成したもので
ある。そして、上記第一の変圧器６ａがＸ線管１２の陽
極９側の電圧発生に寄与し、第二の変圧器６ｂが陰極１
０側の電圧発生に寄与するようになっている。

【００２６】図５は第二の発明によるインバータ式Ｘ線
装置の実施例を示す回路図である。この実施例は、上記
インバータ２の出力側に接続され該インバータ２の出力
電圧によって共振電流を生じさせる共振素子としてコン
デンサ３が設けられ、上記変圧器６は鉄心の二つの脚に
それぞれ分けて巻かれ上記コンデンサ３に並列に接続さ
れた第一の一次巻線４ａ及び第二の一次巻線５ａを有す
ると共にこの各一次巻線４ａ，５ａに対応して巻かれた
第一の二次巻線４ｂ及び第二の二次巻線５ｂを有し上記
コンデンサ３の出力電圧を昇圧するものとされ、上記変
圧器６の二つの脚に巻かれた一次巻線４ａ，５ａをそれ
ぞれ更に偶数個に分割し各々の脚の偶数個の一次巻線の
うち半数のもの同士を直列接続して上記コンデンサ３と
インバータ２に接続して上記Ｘ線管１２の陽極９側に電
力を供給する回路とし、残りの半数のもの同士を直列接
続して上記のコンデンサ３とインバータ２に並列に接続
して上記Ｘ線管１２の陰極１０側に電力を供給する回路
とされている。すなわち、変圧器６の二つの脚１３ａ，
１３ｂに巻かれた一次巻線を、図５に示すように、それ
ぞれ更に偶数個、例えば２個に分割し、各々の脚１３
ａ，１３ｂの２個の一次巻線４ａ₁，４ａ₂；５ａ₁，５
ａ₂のうち、半数のもの同士を直列接続してコンデンサ
３とインバータ２に接続すると共に、残り半数のもの同
士を直列接続して上記のコンデンサ３とインバータ２に
並列に接続したものである。ここでは、変圧器６の第一
の脚１３ａに巻かれた２個の一次巻線４ａ₁，４ａ₂のう
ちの一方の巻線４ａ₁と、第二の脚１３ｂに巻かれた２
個の一次巻線５ａ₁，５ａ₂のうちの一方の巻線５ａ₁と
を直列接続してコンデンサ３とインバータ２に接続する
と共に、上記第一の脚１３ａに巻かれた他方の一次巻線
４ａ₂と、第二の脚１３ｂに巻かれた他方の一次巻線５
ａ₂とを直列接続して上記コンデンサ３とインバータ２
に並列に接続したものである。この場合も、図１の実施
例と同様に、直流電源１から第一及び第二の整流器７，
８までの回路が、負荷であるＸ線管１２の陽極９側と、
陰極１０側とに対して、全く対称に構成されていると言
える。

【００２７】従って、図５において、変圧器６の第一の
脚１３ａと第二の脚１３ｂの両者が、それぞれＸ線管１
２の陽極９側と陰極１０側の両方に電力を供給するの
で、第一の脚１３ａの一方の一次巻線４ａ₁と第二の脚
１３ｂの一方の一次巻線５ａ₁とにながれる電流と、第
一の脚１３ａの他方の一次巻線４ａ₂と第二の脚１３ｂ
の他方の一次巻線５ａ₂とにながれる電流との位相は同
一となる。その結果、図３に示すと同様に、Ｘ線管１２
の陽極・アース間電圧Ｖaと陰極・アース間電圧Ｖkとは
均衡し、管電流Ｉtに拘わらず、常に一定となる。この
ことから、図５の実施例においても、異常な高電圧によ
るＸ線管１２や整流器７，８及び変圧器６の破壊を防止
することができる。なお、このような変圧器６の構成
は、図４の実施例に対して適用してもよい。

【００２８】なお、図１、図４又は図５においては、変
圧器６の二つの脚１３ａ，１３ｂに巻かれた二次巻線又
は一次巻線を、それぞれ更に２個に分割したものとして
示したが、本発明はこれに限らず、例えば４個又は６個
に分割してもよい。また、以上説明した図１及び図４並
びに図５の実施例においては、インバータ２を構成する
四つのスイッチング素子としてゲート絶縁型バイポーラ
トランジスタを用いたものとして示したが、本発明はこ
れに限らず、例えばサイリスタまたはバイポーラトラン
ジスタ、電界効果トランジスタなどの他のスイッチング
素子を用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
請求項１に係る発明によれば、インバータの出力側に接
続された共振素子により該インバータの出力電圧によっ
て共振電流を生じさせ、鉄心の二つの脚にそれぞれ分け
て巻かれ上記共振素子に並列に接続された第一の一次巻
線及び第二の一次巻線を有すると共にこの各一次巻線に
対応して巻かれた第一の二次巻線及び第二の二次巻線を
有する変圧器で上記共振素子の出力電圧を昇圧し、上記
変圧器の二つの脚に巻かれた二次巻線をそれぞれ更に偶
数個に分割し各々の脚の偶数個の二次巻線のうち半数の
もの同士を直列接続してＸ線管の陽極に接続された一方
の整流器に接続した回路により上記Ｘ線管の陽極側に電
力を供給し、残りの半数のもの同士を直列接続して上記
Ｘ線管の陰極に接続された他方の整流器に接続した回路
により上記Ｘ線管の陰極側に電力を供給することができ
る。これにより、上記一方の整流器を介してＸ線管の陽
極側に電力を供給する回路と、他方の整流器を介して陰
極側に電力を供給する回路とが全く対称に構成されたこ
ととなり、上記変圧器の二つの一次巻線に流れる電流に
位相差が生じないようにすることができ、上記Ｘ線管の
陽極・アース間電圧と陰極・アース間電圧とを均衡させ
ることができる。従って、従来のように主として陽極・
アース間に異常な高電圧が発生するのを防止して、変圧
器や整流器又はＸ線管が破壊するおそれを無くすことが
できる。

【００３０】また、請求項２に係る発明によれば、イン
バータの出力側に接続された共振素子により該インバー
タの出力電圧によって共振電流を生じさせ、鉄心の二つ
の脚にそれぞれ分けて巻かれ上記共振素子に並列に接続
された第一の一次巻線及び第二の一次巻線を有すると共
にこの各一次巻線に対応して巻かれた第一の二次巻線及
び第二の二次巻線を有する変圧器で上記共振素子の出力
電圧を昇圧し、上記変圧器の二つの脚に巻かれた一次巻
線をそれぞれ更に偶数個に分割し各々の脚の偶数個の一
次巻線のうち半数のもの同士を直列接続して上記共振素
子とインバータに接続した回路によりＸ線管の陽極側に
電力を供給し、残りの半数のもの同士を直列接続して上
記の共振素子とインバータに並列に接続した回路により
上記Ｘ線管の陰極側に電力を供給することができる。こ
れにより、Ｘ線管の陽極側に電力を供給する回路と、陰
極側に電力を供給する回路とが全く対称に構成されたこ
ととなり、上記変圧器の二つの一次巻線に流れる電流に
位相差が生じないようにすることができ、上記Ｘ線管の
陽極・アース間電圧と陰極・アース間電圧とを均衡させ
ることができる。従って、従来のように主として陽極・
アース間に異常な高電圧が発生するのを防止して、変圧
器や整流器又はＸ線管が破壊するおそれを無くすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインバータ式Ｘ線装置の実施例
を示す回路図、

【図２】 図１におけるインバータの出力電圧と、第一
の一次巻線に流れる電流Ｉa及び第二の一次巻線に流れ
る電流Ｉkとの関係を示すグラフ、

【図３】 Ｘ線管の陽極・アース間電圧Ｖaと陰極・ア
ース間電圧Ｖkとが均衡する状態を示すグラフ、

【図４】 本発明の他の実施例を示す回路図、

【図５】 第二の発明によるインバータ式Ｘ線装置の実
施例を示す回路図、

【図６】 従来のインバータ式Ｘ線装置を示す回路図、

【図７】 図６における変圧器の構造を一部断面して示
す説明図、

【図８】 従来のインバータ式Ｘ線装置において、変圧
器の第一の一次巻線及び第二の一次巻線に入力される電
圧と電流との関係を示すグラフ、

【図９】 従来例において、陽極・アース間電圧Ｖaに
比べ陰極・アース間電圧Ｖkが低下し、両電圧間で不均
衡が生じる状態を示すグラフ。

【符号の説明】

１…直流電源、 ２…インバータ、 ３…コンデンサ、
４ａ，４ａ₁，４ａ₂，５ａ，５ａ₁，５ａ₂…一次巻
線、 ４ｂ，４ｂ₁，４ｂ₂，５ｂ，５ｂ₁，５ｂ₂…二次
巻線、 ６，６ａ，６ｂ…変圧器、 ７，８…整流器、
９…陽極、１０…陰極、 １１…金属部、 １２…Ｘ
線管、 １３…鉄心、 １３ａ，１３ｂ…脚、 Ｉa…
陽極側の電流、 Ｉk…陰極側の電流、 Ｖa…陽極・ア
ース間電圧、 Ｖk…陰極・アース間電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−190700（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−108298（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−258399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−109300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−151795（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−307998（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−50599（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05G 1/20 H05G 1/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、この直流電源からの直流を
   受電して交流に変換するインバータと、このインバータ
   からの出力電圧を昇圧する変圧器と、この変圧器の出力
   を直流に変換する整流器と、容器の一部が金属で形成さ
   れこの金属部を上記整流器の中間部に接続しこの接続部
   位がアースに接続され該整流器の出力電圧によってＸ線
   を放射するＸ線管とを有するインバータ式Ｘ線装置にお
   いて、上記インバータの出力側に接続され該インバータの出力
   電圧によって共振電流を生じさせる共振素子を設け、上
   記変圧器は鉄心の二つの脚にそれぞれ分けて巻かれ上記
   共振素子に並列に接続された第一の一次巻線及び第二の
   一次巻線を有すると共にこの各一次巻線に対応して巻か
   れた第一の二次巻線及び第二の二次巻線を有し上記共振
   素子の出力電圧を昇圧するものとし、上記変圧器の二つ
   の脚に巻かれた二次巻線をそれぞれ更に偶数個に分割し
   各々の脚の偶数個の二次巻線のうち半数のもの同士を直
   列接続して上記Ｘ線管の陽極に接続された一方の整流器
   に接続して該Ｘ線管の陽極側に電力を供給する回路と
   し、残りの半数のもの同士を直列接続して上記Ｘ線管の
   陰極に接続された他方の整流器に接続して該Ｘ線管の陰
   極側に電力を供給する回路とした ことを特徴とするイン
   バータ式Ｘ線装置。
2. 【請求項２】 直流電源と、この直流電源からの直流を
   受電して交流に変換するインバータと、このインバータ
   からの出力電圧を昇圧する変圧器と、この変圧器の出力
   を直流に変換する整流器と、容器の一部が金属で形成さ
   れこの金属部を上記整流器の中間部に接続しこの接続部
   位がアースに接続され該整流器の出力電圧によってＸ線
   を放射するＸ線管とを有するインバータ式Ｘ線装置にお
   いて、上記インバータの出力側に接続され該インバータの出力
   電圧によって共振電流を生じさせる共振素子を設け、上
   記変圧器は鉄心の二つの脚にそれぞれ分けて巻かれ上記
   共振素子に並列に接続された第一の一次巻線及び第二の
   一次巻線を有すると共にこの各一次巻線に対応して巻か
   れた第一の二次巻線及び第二の二次巻線を有し上記共振
   素子の出力電圧を昇圧するものとし、上記変圧器の二つ
   の脚に巻かれた一次巻線をそれぞれ更に偶数個に分割し
   各々の脚の偶数個の一次巻線のうち半数のもの同士を直
   列接続して上記共振素子とインバータに接続して上記Ｘ
   線管の陽極側に電力を供給する回路とし、残りの半数の
   もの同士を直列接続して上 記の共振素子とインバータに
   並列に接続して上記Ｘ線管の陰極側に電力を供給する回
   路とした ことを特徴とするインバータ式Ｘ線装置。