JP5222658B2 - High voltage transformer and inverter type X-ray high voltage apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、入力電圧を高電圧に昇圧する高電圧変圧器に係り、特にインバータ式X線高電圧装置に用いる高電圧変圧器の寄生静電容量の低減及び小型化技術に関する。 The present invention relates to a high voltage transformer that boosts an input voltage to a high voltage, and more particularly to a technique for reducing parasitic capacitance and miniaturizing a high voltage transformer used in an inverter type X-ray high voltage device.
X線CT装置において、X線管とX線検出器が搭載されたスキャナ回転部が連続回転されると同時に被検体が載置されたテーブルが体軸方向に移動されることによってX線管が被検体に対し相対的に螺旋運動させる螺旋CTが採用されている。この螺旋CTのスキャナ回転部への搭載物の軽量化を図るために、インバータ式X線高電圧装置のインバータの動作周波数を高くして高電圧変圧器を小型で軽量なものとしている。 In the X-ray CT apparatus, the X-ray tube is moved by moving the table on which the subject is placed in the body axis direction at the same time that the scanner rotating unit equipped with the X-ray tube and the X-ray detector is continuously rotated. A spiral CT is used that spirals relative to the subject. In order to reduce the weight of the spiral CT mounted on the scanner rotating part, the inverter operating frequency of the inverter type X-ray high voltage device is increased to make the high voltage transformer small and light.
前記螺旋CTにより、“短時間で広い範囲のスキャンが可能”、“体軸方向に連続したデータが得られ、これによって三次元画像の生成が可能”、さらに、“X線検出器を多列化して一度に多くの断層画像の撮像が可能”であるために、心臓撮影にも適用されるようになってきた。 With the helical CT, “a wide range of scanning is possible in a short time”, “continuous data in the body axis direction can be obtained, which enables the generation of 3D images”, and “X-ray detectors in multiple rows Since many tomographic images can be captured at once, it has been applied to cardiac imaging.
このようなX線CT装置において、近年、さらなるスキャンの高速化が要求されているので、スキャナ回転部を高速に回転させる必要がある。 In such an X-ray CT apparatus, in recent years, since further scanning speed is required, it is necessary to rotate the scanner rotating section at high speed.
そのためには、スキャナ回転部の搭載物をさらに軽量なものとしなければならない。スキャン時間が短縮されると、短時間で同じ線量のX線を被検体に照射するためには、前記X線管の陽極と陰極間に流れる管電流を大きくしなければならない。このため、高電圧変圧器に流れる電流は増大し、該高電圧変圧器が大型となって重量が増大し、スキャナの高速回転の阻害要因となる。 For this purpose, it is necessary to further reduce the weight of the scanner rotating part. When the scan time is shortened, the tube current flowing between the anode and cathode of the X-ray tube must be increased in order to irradiate the subject with the same dose of X-rays in a short time. For this reason, the current flowing through the high voltage transformer increases, the high voltage transformer becomes large in size and increases in weight, which becomes an obstacle to high-speed rotation of the scanner.
そこで、高電圧変圧器が収納される絶縁油封入型高電圧発生装置の小型、軽量化を図る必要がある。そのためには、インバータ式X線高電圧装置のインバータの動作周波数をさらに高くして高電圧変圧器の鉄心を小型化し、該高電圧変圧器を小型、軽量なものにする必要がある。 Therefore, it is necessary to reduce the size and weight of the insulating oil-sealed high voltage generator in which the high voltage transformer is housed. For that purpose, it is necessary to further increase the operating frequency of the inverter of the inverter type X-ray high voltage device to reduce the size of the iron core of the high voltage transformer, thereby making the high voltage transformer smaller and lighter.
しかし、インバータの動作周波数を高電圧変圧器の漏れインダクタンスと巻線の寄生静電容量とで発生する寄生共振周波数の近傍まで高くすると、異常電圧を発生するなどが問題となり、これを避けるためには、高電圧変圧器の巻線の寄生静電容量を大幅に低減する必要がある。 However, if the operating frequency of the inverter is increased to the vicinity of the parasitic resonance frequency generated by the leakage inductance of the high-voltage transformer and the parasitic capacitance of the windings, abnormal voltage may be generated. Need to significantly reduce the parasitic capacitance of the windings of the high voltage transformer.
また、前記巻線の寄生静電容量に流れる電流は無効電流となって、この無効電流分だけ1次巻線及び2次巻線に流れる電流は増大する。この無効電流は、管電流が大きいほど大きくなるので、この点からも巻線の寄生静電容量の低減が必要となる。 Further, the current flowing through the parasitic capacitance of the winding becomes a reactive current, and the current flowing through the primary winding and the secondary winding increases by this reactive current. Since the reactive current increases as the tube current increases, the parasitic capacitance of the winding must be reduced from this point.
前記巻線の寄生静電容量を低減する技術として、2次巻線を多分割し、これらを直列に接続したものが特許文献1に開示されている。
As a technique for reducing the parasitic capacitance of the winding,
また、スキャナ回転部を高速に回転させると、スキャナ回転部に搭載された絶縁油封入型高電圧発生装置にかかる遠心力が増大する。 Further, when the scanner rotating unit is rotated at a high speed, the centrifugal force applied to the insulating oil-sealed high voltage generator mounted on the scanner rotating unit increases.
このため、スキャナ回転部の高速化に伴い、絶縁油封入型高電圧発生装置内部の高電圧変圧器や電気部品などの固定具やフレームなどを前記遠心力に耐えるものとしなければならないが、装置の大型化や重量の増加を招き、逆にスキャナ回転部への負担が増大する。 For this reason, along with the speeding up of the scanner rotating part, the high-voltage transformer and electric parts in the insulating oil-sealed high-voltage generator must be secured to the centrifugal force. This increases the size and weight of the scanner, and increases the burden on the scanner rotating unit.
そこで、高電圧発生装置の大型化や重量の増加を極力抑え、かつ機械的強度を上げるためには、高電圧変圧器の2次巻線の固定に有利な絶縁油封入型ではなく絶縁油樹脂モールド型にすることが考えられる。 Therefore, in order to suppress the increase in size and weight of the high-voltage generator as much as possible and increase the mechanical strength, the insulating oil resin is used instead of the insulating oil-sealed type that is advantageous for fixing the secondary winding of the high-voltage transformer. It is conceivable to use a mold.
高電圧変圧器の小型、軽量化に関しては、2次巻線をプリント基板に実装した例が特許文献2に開示されている。また、軽量化に有利な手段として2次巻線を樹脂でモールドする技術が特許文献3に開示されている。
Regarding the reduction in size and weight of a high-voltage transformer,
上記のように、スキャンの高速化を図るためには、インバータ式X線高電圧装置のインバータの動作周波数を高くしてスキャナ回転部に搭載される高電圧変圧器を小型、軽量とし、かつ該高電圧変圧器をスキャナ高速回転の遠心力に耐える構造にしなければならない。 As described above, in order to increase the scanning speed, the operating frequency of the inverter of the inverter type X-ray high voltage device is increased to make the high voltage transformer mounted on the scanner rotating unit small and light, and the The high voltage transformer must be constructed to withstand the centrifugal force of high-speed rotation of the scanner.
インバータの動作周波数を高くするためには、高電圧変圧器の2次巻線の寄生静電容量を大幅に低減する必要があるが、特許文献1に開示されている変圧器の2次巻線は、鉄心の軸方向に沿って1層分を巻き、その1層分の上に2層分を巻くという、通常レイヤ巻きと呼ばれる多層構造の2次巻線をブロック化し、隣接ブロック巻線間を離す構造にして静電容量を低減している。
In order to increase the operating frequency of the inverter, it is necessary to significantly reduce the parasitic capacitance of the secondary winding of the high-voltage transformer, but the secondary winding of the transformer disclosed in
この方法では、DC―DCコンバータ(直流―直流変換)の5kHzのキャリア周波数と前記寄生共振周波数との共振を避けるための2次巻線の寄生静電容量は十分に低減できる。しかし、インバータ式X線高電圧装置のインバータの動作周波数は数十kHz以上に高くする必要があるが、特許文献1の技術では変圧器に層間絶縁を隔てて対向する電線間の1巻き当りの静電容量を小さくできないので、前記インバータの動作周波数に対応するための2次巻線の寄生静電容量は大幅に低減できない。
In this method, the parasitic capacitance of the secondary winding for avoiding resonance between the 5 kHz carrier frequency of the DC-DC converter (DC-DC conversion) and the parasitic resonance frequency can be sufficiently reduced. However, the operating frequency of the inverter of the inverter type X-ray high voltage device needs to be increased to several tens of kHz or more. However, in the technique of
また、高電圧変圧器の小型、軽量化を図るために、特許文献2の多分割した2次巻線をプリント基板に実装すると、2次巻線導体をパターン化するために、絶縁耐電圧は沿面距離に依存するので、該沿面距離を大きくしなければならない。
In addition, in order to reduce the size and weight of the high-voltage transformer, when the secondary winding of
したがって、スキャンの高速化による管電流の増大で2次巻線の導体径を太くすると、プリント基板のパターンでは厚み方向に限りがあるために幅方向に大きくしなければならないので大型となり、さらにプリント基板同士を並べて配置したときに該基板同士間の寄生静電容量も増大する。 Therefore, if the conductor diameter of the secondary winding is increased by increasing the tube current due to higher scanning speed, the printed circuit board pattern must be enlarged in the width direction because of the limited thickness direction, and the printed circuit pattern becomes larger. When the substrates are arranged side by side, the parasitic capacitance between the substrates also increases.
また、プリント基板では、基板表面のレジスト技術にもよるが、一般的なものでは、パターン部分の絶縁性能は高電圧化ではほぼ無いに等しいので、絶縁距離を確保するためにプリント基板同士の距離を離すなどの対処をしなければならない。このため、巻数を多く必要とするものに対しては実装が複雑となり、装置が大型になる可能性がある。 In addition, depending on the resist technology on the surface of the printed circuit board, in general, the insulation performance of the pattern portion is almost equal to the increase in voltage, so the distance between the printed circuit boards to ensure the insulation distance. It is necessary to take measures such as releasing. For this reason, for those requiring a large number of turns, the mounting becomes complicated, and the apparatus may become large.
さらに、高電圧変圧器をスキャナ高速回転による遠心力に耐える構造にするために、2次巻線をモールドすると、従来のレイヤ巻きでは巻線に樹脂が入り難い。X線発生装置に用いられる高電圧変圧器は、2次側出力が高電圧・低電流のため、高電圧変圧器2次巻線には丸型の単線が用いられ、前記レイヤ巻きで多列・多層に巻いているため、層間の隙間が殆ど無く樹脂が入り難い。 Furthermore, if the secondary winding is molded in order to make the high voltage transformer have a structure that can withstand the centrifugal force due to the high-speed rotation of the scanner, it is difficult for the resin to enter the winding in the conventional layer winding. The high-voltage transformer used in the X-ray generator has a high-voltage and low-current secondary output, so a round single wire is used for the secondary winding of the high-voltage transformer, and multiple layers are used in the layer winding. -Since it is wound in multiple layers, there is almost no gap between the layers, making it difficult for resin to enter.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、高電圧変圧器の2次巻線の寄生静電容量を低減し、該2次巻線をモールドすることによってインバータの動作周波数を高くして、小型で軽量な高電圧変圧器及びこれを用いたインバータ式X線高電圧装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and reduces the parasitic capacitance of the secondary winding of the high-voltage transformer and increases the operating frequency of the inverter by molding the secondary winding. An object of the present invention is to provide a small and lightweight high voltage transformer and an inverter type X-ray high voltage apparatus using the same.
上記目的は、2つのブロックに分割されてモールドされた複数の渦巻き状多層巻線を所定間隔毎に並列に配列し、これらの渦巻き状多層巻線を直列に接続して2次巻線を構成することによって達成され、具体的には以下のとおりである。 The above purpose is to arrange a plurality of spiral multilayer windings divided into two blocks and arranged in parallel at predetermined intervals, and to connect these spiral multilayer windings in series to form a secondary winding Specifically, it is achieved as follows.
(1)鉄心に1次巻線と2次巻線が巻かれ、前記1次巻線に入力される交流電圧を昇圧して前記2次巻線から交流の高電圧を出力する高電圧変圧器において、前記2次巻線は、渦巻き状に形成されて多層に巻かれた第1の多層巻線と、この第1の多層巻線の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に形成されて多層に巻かれた第2の多層巻線と、から成る1組の渦巻き状多層巻線を樹脂材料による成形体内に埋め込んでモールドされた1組のモールド渦巻き状多層巻線を複数備え、これらのモールド渦巻き状多層巻線が所定間隔毎に並列に配列されて、これらが直列に接続されたことを特徴とする。
(1) primary and secondary windings wound around the iron core, high voltage transformer which steps up the AC voltage input to the pre-Symbol primary winding and outputs a high voltage alternating current from the secondary winding The secondary winding is formed in a spiral shape in the same direction as the winding direction of the first multilayer winding, and the first multilayer winding wound in multiple layers. A plurality of one set of spiral multi-layer windings molded by embedding a set of spiral multi-layer windings composed of a second multi-layer winding wound in a multilayer and embedded in a molded body made of a resin material, These mold spiral multilayer windings are arranged in parallel at predetermined intervals, and are connected in series.
(2)前記隣り合う1組のモールド渦巻き状多層巻線同士の間に前記所定間隔を保つための間隔保持部材を設けた。 (2) An interval holding member for maintaining the predetermined interval is provided between the adjacent pair of mold spiral multilayer windings.
(3)前記成形体は、前記第1の多層巻線を巻くための第1の溝部を有する第1の成形体と、前記第2の多層巻線を巻くための第2の溝部を有する第2の成形体とを備え、さらに前記第1の成形体と第2の成形体との間に絶縁体を設けたものである。 (3) The molded body has a first molded body having a first groove for winding the first multilayer winding and a second groove for winding the second multilayer winding. And a molded body, and an insulator is provided between the first molded body and the second molded body.
(4)前記成形体は、開口部を有する円盤形状の成形体である。 (4) The molded body is a disk-shaped molded body having an opening.
(5)前記1次巻線と2次巻線は、前記鉄心の異なる脚部に巻かれる。 (5) The primary winding and the secondary winding are wound around different legs of the iron core.
(6)前記鉄心には、2つに分割されたU型のカットコアが望ましい。 (6) The iron core is preferably a U-shaped cut core divided into two.
(7)前記第1の多層巻線は、渦巻き状に外側から内側に向って多層に巻かれ、前記第2の多層巻線は、前記第1の多層巻線の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に内側から外側に向って多層に巻かれたことを特徴とする。 (7) The first multilayer winding is spirally wound in multiple layers from the outside to the inside, and the second multilayer winding is continuous in the same direction as the winding direction of the first multilayer winding. And it is characterized by being wound in multiple layers in a spiral shape from the inside to the outside.
(8)インバータ式X線高電圧装置の高電圧変圧器に上記(1)〜(7)の高電圧変圧器を用いたことを特徴とする。具体的には以下のとおりである。 (8) The high voltage transformer of the above (1) to (7) is used as a high voltage transformer of an inverter type X-ray high voltage device. Specifically, it is as follows.
1)直流電源と、この直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータの出力電圧が入力される1次巻線及びこの1次巻線の入力電圧が昇圧されて交流の高電圧を出力する2次巻線を備えた高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の出力電圧を直流電圧に整流する整流回路とを備えたインバータ式X線高電圧装置において、前記高電圧変圧器の2次巻線は、渦巻き状に形成されて多層に巻かれた第1の多層巻線と、この第1の多層巻線の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に形成されて多層に巻かれた第2の多層巻線と、から成る1組の渦巻き状多層巻線を樹脂材料による成形体内に埋め込んでモールドされた1組のモールド渦巻き状多層巻線を複数備え、これらのモールド渦巻き状多層巻線が所定間隔毎に並列に配列されて、これらが直列に接続されたものである。 1) DC power supply, inverter that converts DC power from this DC power supply into AC power, primary winding to which the output voltage of this inverter is input, and input voltage of this primary winding is boosted to In an inverter type X-ray high voltage apparatus comprising a high voltage transformer having a secondary winding for outputting a high voltage, and a rectifier circuit for rectifying the output voltage of the high voltage transformer to a DC voltage, the high voltage The secondary winding of the transformer is formed in a spiral shape in the same direction as the winding direction of the first multilayer winding, and the first multilayer winding wound in multiple layers. A plurality of one set of spiral multi-layer windings molded by embedding a set of spiral multi-layer windings composed of a second multi-layer winding wound in multiple layers in a molded body made of a resin material, and these The mold spiral multi-layer windings are arranged in parallel at predetermined intervals. In which al is connected in series.
2)前記隣り合う1組のモールド渦巻き状多層巻線同士の間に前記所定間隔を保つための間隔保持部材を設けた。 2) An interval holding member for maintaining the predetermined interval is provided between the adjacent pair of mold spiral multilayer windings.
3)前記成形体は、前記第1の多層巻線を巻くための第1の溝部を有する第1の成形体と、前記第2の多層巻線を巻くための第2の溝部を有する第2の成形体とを備え、さらに前記第1の成形体と第2の成形体との間に絶縁体を設けた。 3) The molded body includes a first molded body having a first groove for winding the first multilayer winding and a second groove having a second groove for winding the second multilayer winding. And an insulator is provided between the first molded body and the second molded body.
4)前記成形体は、開口部を有する円盤形状の成形体である。 4) The molded body is a disk-shaped molded body having an opening.
5)前記1次巻線と2次巻線は、前記鉄心の異なる脚部に巻かれる。 5) The primary winding and the secondary winding are wound around different legs of the iron core.
6)前記鉄心は、2つに分割されたU型のカットコアが望ましい。 6) The iron core is preferably a U-shaped cut core divided into two.
7)前記第1の多層巻線は、渦巻き状に外側から内側に向って多層に巻かれ、前記第2の多層巻線は、前記第1の多層巻線の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に内側から外側に向って多層に巻かれたものである。 7) The first multilayer winding is spirally wound in multiple layers from the outside to the inside, and the second multilayer winding is continuous in the same direction as the winding direction of the first multilayer winding. And wound in multiple layers in a spiral shape from the inside to the outside.
2つのブロックに分割された渦巻き状の多層巻線に樹脂を注入してモールドし、このモールドされた複数の渦巻き状の多層巻線を並列に配列し、これらを直列に接続して2次巻線を構成したので、高電圧変圧器の2次巻線の寄生静電容量は従来よりも大幅に低減され、また寄生静電容量に流れる無効電流も大幅に低減されるので、インバータの動作周波数を高くして高電圧変圧器及びこれを用いたインバータ式X線高電圧装置の小型、軽量化が可能となる。 Resin is injected into a spiral multi-layer winding divided into two blocks and molded, and a plurality of these spiral multi-layer windings are arranged in parallel and connected in series to form a secondary winding. Since the line is configured, the parasitic capacitance of the secondary winding of the high-voltage transformer is greatly reduced compared to the conventional case, and the reactive current flowing through the parasitic capacitance is also greatly reduced. This makes it possible to reduce the size and weight of the high voltage transformer and the inverter type X-ray high voltage apparatus using the same.
また、前記2次巻線がモールドされた高電圧変圧器を高電圧整流回路と共に絶縁油が満たされた高電圧タンクに収納することにより、X線CT装置のスキャナ回転部に搭載する高電圧発生装置は小型、軽量化されて、前記スキャナ回転部の遠心力は小さくなるので、さらなるスキャンの高速化が可能になる。 In addition, by storing the high-voltage transformer molded with the secondary winding in a high-voltage tank filled with insulating oil together with a high-voltage rectifier circuit, high-voltage generation can be installed on the scanner rotating part of the X-ray CT apparatus. Since the apparatus is reduced in size and weight and the centrifugal force of the scanner rotating unit is reduced, the scanning speed can be further increased.
以下、添付図面に従って本発明の高電圧変圧器及びこれを用いたインバータ式X線高電圧装置の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a high voltage transformer of the present invention and an inverter type X-ray high voltage apparatus using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
なお、本発明の実施の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合を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the present invention, and the repetitive description thereof will be omitted.
図1は、本発明による高電圧変圧器を用いたインバータ式X線高電圧装置の構成図である。このインバータ式X線高電圧装置は、直流電源1と、この直流電源1の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(直流／交流変換手段)2と、このインバータ回路2の交流電圧を昇圧する高電圧変圧器3と、この高電圧変圧器3の電圧を整流して直流の高電圧に変換する高電圧整流回路4とを備えて構成され、前記直流高電圧を陽極が接地されたX線管5の陽極5aと陰極5b間に印加してX線を発生させる。このうち高電圧変圧器3と高電圧整流回路4によって高電圧発生装置6が構成される。
FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter type X-ray high voltage apparatus using a high voltage transformer according to the present invention. This inverter type X-ray high-voltage device includes a
上記のように構成されたインバータ式X線高電圧装置は、X線管5の陽極5aと陰極5b間に印加される管電圧を検出して設定した管電圧になるように制御する図示省略の管電圧フィードバック制御手段と、前記X線管5の陽極5aと陰極5b間に流れる管電流を検出して設定した管電流になるように制御する図示省略の管電流フィードバック制御手段とを備えて前記管電圧及び管電流が設定値になるように制御される。
The inverter type X-ray high voltage device configured as described above detects a tube voltage applied between the anode 5a and the cathode 5b of the
前記直流電源1は、図示省略の商用電源電圧を直流電圧に変換して得られる直流電源、あるいはバッテリーによる直流電源等、どのような直流電源でも良い。なお、前記商用電源電圧を直流電圧に変換する回路形態も、前記商用電源電圧を全波整流回路で全波整流する形態、あるいは前記全波整流して得られた直流電圧をチョッパ回路で調整する形態や前記全波整流回路に電圧可変機能を備えた形態等、その変換形態に限定されるものではない。
The
前記インバータ回路2は、直流電源1から出力された直流電圧を受電して高周波の交流電圧に変換すると共に、高電圧発生装置6から出力してＸ線管に印加される管電圧が目標値となるように制御する図示省略のインバータ制御回路により管電圧が目標値となるように制御される。
The
図2は、本発明の高電圧変圧器を用いて構成した前記高電圧発生装置6の回路の一例である。本発明の高電圧変圧器3は、図2に示すように、鉄心7と、この鉄心7に巻かれた1次巻線8と2次巻線9とを有し、該2次巻線9は、複数の巻線9a、9b、9c、・・・・・9nを有し、これらの巻線が直列に接続される。
FIG. 2 is an example of a circuit of the high voltage generator 6 configured using the high voltage transformer of the present invention. As shown in FIG. 2, the high-
この直列に接続された複数の2次巻線9は、高電圧整流回路4の交流入力側に接続される。前記高電圧整流回路4は、直列に接続された複数の整流回路4a、4b、4c、・・・・・4nで構成され、これらの整流回路に前記複数の2次巻線9a、9b、9c、・・・・・9nの出力電圧が入力されて直流の高電圧が出力される。
The plurality of
次に、上記のように構成されたインバータ式X線高電圧装置に用いる本発明の高電圧変圧器の実施形態について詳しく説明する。 Next, an embodiment of the high voltage transformer of the present invention used for the inverter type X-ray high voltage apparatus configured as described above will be described in detail.
《第1の実施形態》
図3は、本発明による高電圧変圧器3の第1の実施形態の斜視図である。
First Embodiment
FIG. 3 is a perspective view of the first embodiment of the high-
この高電圧変圧器3は、鉄心7と、この鉄心7に巻かれた1次巻線8と、この1次巻線8の上に巻かれた2次巻線9と、前記1次巻線8を円状に保持するための巻枠10とを備えて構成される。
The
鉄心7は、2分割にカットされたU型のカットコアで、2分割されたコアの一方の脚部に1次巻線と2次巻線が巻かれる。
The
なお、図3おいて、1次巻線8は、2次巻線9の下に隠れて見えないが、該1次巻線の引き出し線8aが前記インバータ回路2の出力側に接続され、2次巻線9は高電圧整流回路4の入力側に接続される。
In FIG. 3, the primary winding 8 is hidden under the secondary winding 9, but is not visible, but the lead wire 8a of the primary winding is connected to the output side of the
2次巻線9は、渦巻き状に多層に巻かれた巻線を樹脂でモールドし、このモールドされた複数の巻線を所定間隔毎に並列に配列されて高電圧整流回路4に接続される。
The secondary winding 9 is formed by spirally winding a multilayer wound resin with resin, and arranging the plurality of molded windings in parallel at predetermined intervals and connected to the high
図4は、前記渦巻き状に多層に巻かれた巻線の模式図である。渦巻き状多層巻線9aは、図4(a)に示すように、渦巻き状に外側から内側に向って多層に巻かれた第1の多層巻線9a1と、この第1の多層巻線9a1の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に内側から外側に向って多層に巻かれた第2の多層巻線9a2とから成る。前記第1の渦巻き状多層巻線9a1及び第2の渦巻き状多層巻線9a2は、図4(b)に示すように、渦巻き状に巻かれた層数mの2つのブロックから成り、適当な絶縁距離を有して並列に配列され、端部絶縁体9cにより端部の絶縁処理が施される。
FIG. 4 is a schematic diagram of a winding wound in multiple layers in a spiral shape. As shown in FIG. 4 (a), the spiral multilayer winding 9a includes a first multilayer winding 9a1 spirally wound in multiple layers from the outside to the inside, and the first multilayer winding 9a1. It consists of a second multi-layer winding 9a2 wound in a multi-layer from the inside to the outside continuously in the same direction as the winding direction. The first spiral multilayer winding 9a1 and the second spiral multilayer winding 9a2 are composed of two blocks having a number m of layers wound in a spiral, as shown in FIG. They are arranged in parallel with an insulation distance, and end insulation is performed by the
前記第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a2との2組の多層巻線から成る1組の渦巻き状多層巻線9aは、図5に示すように、絶縁成形体11内に埋め込まれ、これにエポキシ等の樹脂が注入されてモールドされる(以下、モールドされた1組の渦巻き状多層巻線9a´をモールド渦巻き状多層巻線と記す)。
As shown in FIG. 5, a set of
図6は、前記モールド渦巻き状多層巻線9a´の構造を示す図である。モールド渦巻き状多層巻線9a´は、図6(a)に示すように、第1の多層巻線9a1が巻かれて保持される第1の多層巻線保持体(第1の成形体)9d1と、第2の多層巻線9a2が巻かれて保持される第2の多層巻線保持体(第2の成形体)9d2と、前記第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a1との絶縁耐電圧を確保するための巻線絶縁体9eとを備えて構成される。 FIG. 6 is a view showing the structure of the mold spiral multilayer winding 9a ′. As shown in FIG. 6 (a), the mold spiral multilayer winding 9a ′ includes a first multilayer winding holder (first molded body) 9d1 around which the first multilayer winding 9a1 is wound and held. A second multilayer winding holder (second molded body) 9d2 around which the second multilayer winding 9a2 is wound and held, and the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a1 And a winding insulator 9e for ensuring the insulation withstand voltage.
前記第1の多層巻線保持体9d1は、図6(b)に示すように、渦巻き状の溝部(第1の溝部)9e1と、図6(a)に示す2次巻線導体9fを前記1次巻線8の上に券回するための該1次巻線(絶縁物を含む)の径よりも大きい径の開口部9g1とを有する。前記第1の多層巻線9a1は、前記2次巻線導体9fを前記第1の多層巻線保持体9d1の溝部9e1に該溝部9e1の外側から内側に向って巻かれる。 As shown in FIG. 6 (b), the first multilayer winding holder 9d1 includes a spiral groove (first groove) 9e1 and a secondary winding conductor 9f shown in FIG. An opening 9g1 having a diameter larger than the diameter of the primary winding (including an insulator) for winding the ticket on the primary winding 8 is provided. In the first multilayer winding 9a1, the secondary winding conductor 9f is wound around the groove 9e1 of the first multilayer winding holder 9d1 from the outside to the inside of the groove 9e1.
なお、a1は第1の多層巻線9a1の巻き始め、b1は第1の多層巻線9a1の巻き終わりである。 Here, a1 is the start of winding of the first multilayer winding 9a1, and b1 is the end of winding of the first multilayer winding 9a1.
同様に、前記第2の多層巻線保持体9d2は、図6(c)に示すように、渦巻き状の溝部(第2の溝部)9e2と、前記2次巻線導体9fを前記1次巻線8の上に券回するための該1次巻線(絶縁物を含む)よりも大きい径の開口部9f2とを有する。前記第2の多層巻線9a2は、前記2次巻線導体9fが前記第2の多層巻線保持体9d2の溝部9e2に該溝部9e2の内側から外側に向って巻かれる。
Similarly, as shown in FIG. 6 (c), the second multi-layer winding holder 9d2 includes a spiral groove (second groove) 9e2 and the secondary winding conductor 9f. And an opening 9f2 having a diameter larger than that of the primary winding (including an insulator) for winding on the
なお、a2は第2の多層巻線9a2の巻き始め、b2は第2の多層巻線9a2の巻き終わりである。 Here, a2 is the start of winding of the second multilayer winding 9a2, and b2 is the end of winding of the second multilayer winding 9a2.
前記2次巻線導体9fには、丸型あるいは角型の銅線が用いられるが、丸型の方が対向する第1の多層巻線と第2の多層巻線同士の面積が小さくなるために、多層巻線間同士の寄生静電容量を低減できる。 A round or square copper wire is used for the secondary winding conductor 9f, but the area of the first and second multilayer windings facing each other is smaller in the round shape. In addition, the parasitic capacitance between the multilayer windings can be reduced.
このように、第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線と9a2には、同じ2次巻線導体9fが用いられて1組の渦巻き状多層巻線9aが形成される。したがって、第1の多層巻線9a1の巻き終わりb1と第2の多層巻線9a2の巻き始めa2とは同じであり、第1の多層巻線9a1の巻き始めa1と第2の多層巻線9a2の巻き終りb2を引き出して、該引き出し線に端子を設ける。この端子に電圧が印加されると、渦巻き状巻線の内側では第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a2との間の電位差は小さいが、渦巻き状巻線の外側では電位差は大きくなる。 In this way, the first multi-layer winding 9a1, the second multi-layer winding 9a2 and the same secondary winding conductor 9f are used for the first multi-layer winding 9a1 and the second multi-layer winding 9a2 to form a set of spiral multi-layer winding 9a. Therefore, the winding end b1 of the first multilayer winding 9a1 and the winding start a2 of the second multilayer winding 9a2 are the same, and the winding start a1 of the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a2 B2 is pulled out and a terminal is provided on the lead wire. When a voltage is applied to this terminal, the potential difference between the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a2 is small inside the spiral winding, but the potential difference is outside the spiral winding. growing.
このため、前記端部絶縁体9c(図4(b)を参照)を設けて、巻き始めa1と巻き終わりb2の引き出し線の絶縁耐電圧を確保する方策をとっている。
Therefore, the
前記巻線絶縁体9eは、図6(d)に示すように、前記第1の多層巻線保持体9d1の開口部9g1及び第2の多層巻線保持体9d2の開口部9g2と同じ径の開口部9g3と、前記第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a2を連続して巻くために、2次巻線導体9fを保持するスリット9hとを有する。 As shown in FIG. 6 (d), the winding insulator 9e has the same diameter as the opening 9g1 of the first multilayer winding holder 9d1 and the opening 9g2 of the second multilayer winding holder 9d2. An opening 9g3 and a slit 9h for holding the secondary winding conductor 9f are provided for continuously winding the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a2.
上記のように構成された第1の多層巻線を有する第1の多層巻線保持体9d1と、巻線絶縁体9eと、第2の多層巻線を有する第2の多層巻線保持体9d2とを、図6(a)のように積層してこれを絶縁成形体11内に収納し、該絶縁成形体11に樹脂を注入してモールドし、モールド渦巻き状多層巻線9a´を形成する。 The first multilayer winding holder 9d1 having the first multilayer winding configured as described above, the winding insulator 9e, and the second multilayer winding holder 9d2 having the second multilayer winding. 6a are stacked and housed in the insulating molded body 11, and resin is injected into the insulating molded body 11 and molded to form a mold spiral multilayer winding 9a '. .
図3の2次巻線9は、前記モールド渦巻き状多層巻線9a´が所定間隔毎に並列に配列され、これらのモールド渦巻き状多層巻線9a´が直列に接続されて構成される。前記所定間隔は、図示省略の間隔保持体をモールド渦巻き状多層巻線間に入れて確保する。前記図示省略の間隔保持体は、絶縁物で構成されたモールド渦巻き状多層巻線と同じ径の開口部を有する。
The secondary winding 9 in FIG. 3 is configured by arranging the mold spiral multilayer winding 9a ′ in parallel at predetermined intervals and connecting these mold
上記のように構成されたモールド渦巻き状多層巻線を複数用い、次の手順で高電圧変圧器を組み立てる。 A high voltage transformer is assembled in the following procedure using a plurality of mold spiral multilayer windings configured as described above.
(1)2分割にカットされたU型カットコアを接着するための接着剤を塗布し、該カットコアを固定するための締め付けバンドを該カットコアに取り付ける。ただし、締め付けバンドは開放状態にしておく。 (1) An adhesive for adhering a U-shaped cut core cut in two is applied, and a fastening band for fixing the cut core is attached to the cut core. However, keep the tightening band open.
(2)2分割にカットされたU型カットコアの一方の脚部に、1次巻線が巻かれた巻枠10を装着する。
(2) The winding
(3)1次巻線の上に絶縁処理を施し、その上に間隔保持体を挟んで複数のモールド渦巻き状多層巻線を並列に装着する。 (3) Insulation treatment is performed on the primary winding, and a plurality of mold spiral multilayer windings are mounted in parallel on the primary winding with an interval holder interposed therebetween.
(4)前記締め付けバンドを締め付けて2分割にカットされたU型カットコアを
接着して固定する。
(4) Tighten the fastening band and adhere and fix the U-shaped cut core cut in two.
(5)カットコアに1次巻線及び2次巻線を固定し、該1次巻線及び2次巻線の引き出し線に端子を付ける。 (5) The primary winding and the secondary winding are fixed to the cut core, and terminals are attached to the lead wires of the primary winding and the secondary winding.
図7は、上記のようにして組み立てられた第1の実施形態における高電圧変圧器の1次巻線8及び2次巻線9の断面図である。図示のように、巻枠10の上に1次巻線8が巻かれ、該1次巻線の上に絶縁処理が施されて、その上に間隔保持体を挟んで複数のモールド渦巻き状多層巻線が並列に配列されているのが分る。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the primary winding 8 and the secondary winding 9 of the high-voltage transformer in the first embodiment assembled as described above. As shown in the figure, a primary winding 8 is wound on a winding
このように構成された高電圧変圧器3は、その2次巻線が高電圧整流回路4に接続され、該高電圧整流回路4と共に図示省略の高電圧タンクに収納されて絶縁油に浸漬される。
The high-
次に、上記第1の実施形態における高電圧変圧器の2次巻線間の寄生静電容量(以下、巻線容量と記す)について説明する。 Next, the parasitic capacitance between the secondary windings of the high voltage transformer in the first embodiment (hereinafter referred to as winding capacitance) will be described.
図8は、本発明の第1の実施形態における高電圧変圧器の2次巻線の多層構造を模式的に示す図である。 FIG. 8 is a diagram schematically showing a multilayer structure of the secondary winding of the high-voltage transformer in the first embodiment of the present invention.
図8において、2次巻線9は、渦巻き状に巻かれた層数mの2つのブロックから成るモールド渦巻き状多層巻線9a´がn列、すなわち分割されたブロック数b=2n列の多層巻線となり、この多層巻線全体の等価巻線容量CTは、特許文献1の特開2001-85235号公報の(5)式を引用して、
CT=c1(k'-1)/(k'2mb)+c2(m-1)k'/(bm2)
+c3(m-1)2(b-1)/(mb2) (式1)
となる。ここに、
c1;同じ層の隣接する電線間の1巻き当りの静電容量
c2;層間絶縁を隔てて対向する電線間の1巻き当りの静電容量
c3;巻線をブロック分けしたときの隣接ブロック巻線部間の間隔を隔てて対向する電線間の1巻き当りの静電容量
k';各ブロック巻き線部の1層分の巻き数(1層分の総巻き数はK)
である。
In FIG. 8, the secondary winding 9 is a multi-layered coil spiral multilayer winding 9a 'composed of two blocks of the number m of layers wound in a spiral shape, that is, a multilayer having a divided block number b = 2n rows. It becomes winding, the equivalent winding capacitance C T of the entire multi-layer winding, with reference to (5) of JP-a-2001-85235 of
C T = c 1 (k'-1) / (k ' 2 mb) + c 2 (m-1) k' / (bm 2 )
+ c 3 (m-1) 2 (b-1) / (mb 2 ) (Formula 1)
It becomes. here,
c 1 ; Capacitance per turn between adjacent wires in the same layer
c 2 ; Capacitance per turn between wires facing each other with interlayer insulation
c 3 ; Capacitance per turn between wires facing each other with spacing between adjacent block windings when windings are divided into blocks
k '; the number of turns for one layer of each block winding part (the total number of turns for one layer is K)
It is.
本発明の巻き方では、1ブロックにおいて1層分の巻き数は1となるため、k'=1、
ブロック数bは総巻き数Kと同じ数になる。したがってCTは、
CT=c2(m-1)/(Km2)+c3(m-1)2(K-1)/(mK2) (式2)
となる。
In the winding method of the present invention, the number of windings for one layer in one block is 1, so k ′ = 1,
The number of blocks b is the same as the total number of turns K. Therefore, C T is
C T = c 2 (m-1) / (Km 2 ) + c 3 (m-1) 2 (K-1) / (mK 2 ) (Formula 2)
It becomes.
ここで、従来のブロック分割しないもの(鉄心の軸方向に沿って最上端から
最下端まで順に1層分を巻き、その1層分の上に2層分を最上端から最下端ま
で巻く巻き方)と比較すると、前記特許文献1(特開2001-85235号公報)の(1)
式より、多層構造による2次巻線容量Cnは、
Cn=c1m(K-1)/(K2m2)+c2K(m-1)/m2 (式3)
となる。
Here, the conventional non-block division (one layer is wound in order from the top end to the bottom end along the axial direction of the iron core, and two layers are wound on the one layer from the top end to the bottom end. ) (1) of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-85235)
From the equation, the secondary winding capacity C n by the multilayer structure is
C n = c 1 m (K-1) / (K 2 m 2 ) + c 2 K (m-1) / m 2 (Formula 3)
It becomes.
このように、(式2)より本発明の2次巻線容量を、(式3)より従来の2次巻線容量を算出することができる。 Thus, the secondary winding capacity of the present invention can be calculated from (Equation 2), and the conventional secondary winding capacity can be calculated from (Equation 3).
一例として、分割されたブロック数の1層分の巻き数K=200、層数m=10としたときに、本発明の2次巻線容量は(式4)となり、従来の2次巻線容量は(式5)となる。 As an example, when the number of turns K = 200 for one layer of the number of divided blocks and the number of layers m = 10, the secondary winding capacity of the present invention is (Equation 4), and the conventional secondary winding The capacity is (Equation 5).
CT=4.5×10-4c2+0.04c3 (本発明の2次巻線容量) (式4)
Cn=5.0×10-4c1+18c2 (従来の2次巻線容量) (式5)
となり、巻線間距離がほぼ同じ場合、近似的にc1≒c2≒c3とすると、
CT≒0.04c2 (本発明の2次巻線容量) (式6)
Cn≒18c2 (従来の2次巻線容量) (式7)
となる。
C T = 4.5 × 10 -4 c 2 + 0.04c 3 (secondary winding capacity of the present invention) (Formula 4)
C n = 5.0 × 10 -4 c 1 + 18c 2 (Conventional secondary winding capacity) (Formula 5)
When the distance between windings is almost the same, if c 1 ≈c 2 ≈c 3
C T ≈ 0.04c 2 (Secondary winding capacity of the present invention) (Formula 6)
C n ≒ 18c 2 (Conventional secondary winding capacity) (Formula 7)
It becomes.
この結果、本発明による2次巻線容量は従来の約450分の1に低減されることになる。なお、(式4)において、並列に配列されるモールド渦巻き状多層巻線9a´間を適当な距離だけ離すことによって、さらに巻線容量の低減を図ることが可能となる。
As a result, the secondary winding capacity according to the present invention is reduced to about 450 times the conventional capacity. In (Equation 4), it is possible to further reduce the winding capacity by separating the mold
上記第1の実施形態によれば、以下の効果が得られる。 According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1)2つのブロックに分割された渦巻き状の多層巻線に樹脂を注入してモールドし、このモールドされた複数の渦巻き状の多層巻線を並列に配列して2次巻線を構成したので、従来よりも多層巻線間の距離が短縮されて2次巻線は小型なものとなる。また、渦巻き状の多層巻線がモールドされているので、2次巻線の組み立てが簡単になる。 (1) Resin is injected into a spiral multilayer winding divided into two blocks and molded, and a plurality of spiral multilayer windings are arranged in parallel to form a secondary winding. As a result, the distance between the multi-layer windings is shortened compared to the conventional case, and the secondary winding becomes smaller. Further, since the spiral multilayer winding is molded, the secondary winding can be easily assembled.
(2)高電圧変圧器の2次巻線間の寄生静電容量が従来よりも大幅に低減されるので、これによって前記2次巻線間の寄生静電容量に流れる電流も大幅に低減されて1次巻線及び2次巻線には線径の小さい電線が使用でき、かつ絶縁体も小型なものとなる。 (2) Since the parasitic capacitance between the secondary windings of the high-voltage transformer is greatly reduced compared to the conventional case, the current flowing through the parasitic capacitance between the secondary windings is also greatly reduced. The primary and secondary windings can use small-diameter wires, and the insulator can be small.
(3)また、2次巻線間の寄生静電容量の大幅な低減により、高電圧変圧器の漏れインダクタンスと巻線の寄生静電容量とで発生する寄生共振周波数は非常に高くなるので、さらなるインバータ回路の動作周波数の高周波化が可能となり、これによって鉄心を小型にすることができる。 (3) In addition, the parasitic resonance frequency generated by the leakage inductance of the high voltage transformer and the parasitic capacitance of the winding becomes very high due to the significant reduction of the parasitic capacitance between the secondary windings. Further, the operating frequency of the inverter circuit can be increased, and thereby the iron core can be reduced in size.
(4)上記2次巻線を小型な鉄心に券回することにより、高電圧変圧器は小型化され、かつ巻線の静電容量による無効電流も大幅に低減されるので、インバータ回路に流れる電流が低減され、インバータ回路も小型化される。これらによって、インバータ式X線高電圧装置の小型化が可能となる。 (4) By winding the secondary winding around a small iron core, the high voltage transformer is downsized and the reactive current due to the capacitance of the winding is greatly reduced. The current is reduced and the inverter circuit is also downsized. As a result, the inverter type X-ray high voltage apparatus can be miniaturized.
(5)2次巻線がモールドされた高電圧変圧器を高電圧整流回路と共に高電圧タンクに収納することにより、X線CT装置のスキャナ回転部に搭載する高電圧発生装置は小型、軽量化されて、前記スキャナの遠心力は小さくなるので、さらなるスキャンの高速化が可能になる。 (5) By storing the high voltage transformer with the secondary winding in the high voltage tank together with the high voltage rectifier circuit, the high voltage generator mounted on the scanner rotating part of the X-ray CT system is smaller and lighter. As a result, the centrifugal force of the scanner is reduced, so that the scanning speed can be further increased.
《第2の実施形態》
図9は、本発明による高電圧変圧器3の第2の実施形態の斜視図である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 9 is a perspective view of a second embodiment of the high-
この高電圧変圧器3は、前記第1の実施形態の1次巻線と2次巻線を2分割にカットされたU型カットコアの別々の脚部に巻いた構成で、一方の脚部に1次巻線8を巻き、他方の脚部に2次巻線9を巻いたものである。
This
前記1次巻線8は、第1の実施形態と同様に巻枠10に巻かれ、前記2次巻線は、巻枠12の上に第1の実施形態と同様の2つのブロックから成る複数のモールドされた渦巻き状多層巻線が所定間隔毎に並列に配列されて高電圧整流器4に接続される。
The primary winding 8 is wound around a winding
このように構成された高電圧変圧器3は、1次巻線と2次巻線がU型カットコアの別々の脚部に巻かれたので、1次巻線に絶縁油が浸漬し、第1の実施形態よりも1次巻線を効率良く冷却することができる。
In the
また、渦巻き状に多層に巻かれた2次巻線の円状の径は、1次巻線の円状の径の分だけ第1の実施形態よりも小さくなるので、モールドされた2次巻線を小型にすることができる。これによって高電圧変圧器の高さを低くすることができ、高電圧発生装置の高さに制限がある場所にも設置することができる。 In addition, since the circular diameter of the secondary winding wound in multiple layers in a spiral shape is smaller than that of the first embodiment by the amount of the circular diameter of the primary winding, the molded secondary winding The wire can be made small. As a result, the height of the high voltage transformer can be lowered, and the high voltage generator can be installed in a place where the height of the high voltage generator is limited.
さらに、2次巻線の円状の径を小さくすることによって2次巻線容量も低減するので、インバータ回路に流れる電流が低減され、インバータ回路も小型化される。 Furthermore, since the secondary winding capacity is reduced by reducing the circular diameter of the secondary winding, the current flowing through the inverter circuit is reduced, and the inverter circuit is also downsized.
《第3の実施形態》
図10は、本発明による高電圧変圧器3の第3の実施形態の断面を含む斜視図である。この高電圧変圧器3は、前記第1の実施形態及び第2の実施形態の1次巻線と2次巻線を2分割にカットされたU型カットコアの2つの脚部に巻いた構成である。すなわち、前記第1の実施形態及び第2の実施形態の1次巻線8と同じ1次巻線81と82を2つの脚部に巻いてこれらを並列に接続し、前記第1の実施形態及び第2の実施形態の2次巻線9を2つの2次巻線91と92に分割して、それぞれ前記1次巻線81と82の上に巻いてこれらを直列に接続した構成の高電圧変圧器である。
<< Third Embodiment >>
FIG. 10 is a perspective view including a cross section of the third embodiment of the high-
前記1次巻線81と82は、それぞれU型カットコアの2つの脚部に図示省略の巻枠に巻かれ、前記2つに分割された2次巻線91と92は、それぞれ前記1次巻線81と82の上に2つのブロックから成る複数のモールドされた渦巻き状多層巻線が所定間隔毎に並列に配列され、このように配列された2次巻線91と92は直列接続されて高電圧整流器4に接続される。
The primary windings 81 and 82 are wound around a winding frame (not shown) on two legs of a U-shaped cut core, respectively, and the
このように構成された高電圧変圧器3は、1次巻線が並列に接続されて電流容量を確保すると同時に1次巻線側から見た漏れインダクタンスを低減できるので、高電圧変圧器の漏れインダクタンスと巻線の寄生静電容量とで発生する寄生共振周波数は非常に高くなるので、さらなるインバータ回路の動作周波数の高周波化が可能となり、高電圧変圧器を小型なものとすることができる。
The high-
以上、本発明による高電圧変圧器及びこれを用いたインバータ式X線高電圧装置について第1〜第3の実施形態を用いて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定するものではなく、本発明の技術思想である、2つのブロックに分割されてモールドされた複数の渦巻き状多層巻線を所定間隔毎に並列に配列し、これらの渦巻き状多層巻線を直列に接続して2次巻線を構成するものであれば、どのような形態でも良い。 As mentioned above, although the high voltage transformer by this invention and the inverter type | mold X-ray high voltage apparatus using the same were demonstrated using 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to these embodiment. Rather, a plurality of spiral multilayer windings divided into two blocks and molded, which is the technical idea of the present invention, are arranged in parallel at predetermined intervals, and these spiral multilayer windings are connected in series. Any form may be used as long as it constitutes the secondary winding.
例えば、以下のように変形されるものでも可能である。 For example, the following modifications are possible.
(1)渦巻き状多層巻線は、多層巻線保持体に渦巻き状の溝を形成し、この溝に電線を嵌め込んで支持する方法をとったが、例えば冶具を用いて多層巻線を渦巻き状の形に保ち、この状態で樹脂を注入してモールドすることにより、前記多層巻線保持体を不要にすることができる。 (1) For spiral multilayer winding, a spiral groove was formed in the multilayer winding holder, and an electric wire was fitted into the groove to support it. For example, the multilayer winding was spiraled using a jig. The multilayer winding holder can be made unnecessary by maintaining the shape and injecting resin in this state and molding.
(2)図6のモールド渦巻き状多層巻線9a´は、第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a2をそれぞれモールドし、これらのモールドされた第1の多層巻線9a1´と第2の多層巻線9a2´との絶縁耐電圧を確保するための巻線絶縁体9eとを備えた構成でも良い。 (2) The mold spiral multilayer winding 9a ′ of FIG. 6 molds the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a2 respectively, and these molded first multilayer winding 9a1 ′ and A configuration including a winding insulator 9e for ensuring a dielectric strength voltage with respect to the second multilayer winding 9a2 ′ may be employed.
(3)第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a1との絶縁耐電圧を確保するために巻線絶縁体9eを設けたが、モールドを前記第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a1との絶縁耐電圧を確保できる厚さにして、前記第1の多層巻線9a1と第2の多層巻線9a1とを面を接して並べて前記巻線絶縁体9eを不要としても良い。 (3) Although the winding insulator 9e is provided to ensure the insulation withstand voltage between the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a1, the mold is connected to the first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a1. The first multilayer winding 9a1 and the second multilayer winding 9a1 are arranged in contact with each other so that the insulation withstand voltage of the second multilayer winding 9a1 can be secured, and the winding insulator 9e is unnecessary. It is also good.
(4)モールド渦巻き状多層巻線間に間隔保持体を挟んで所定間隔を確保する手段をとったが、モールドを前記所定間隔の厚さにして、前記モールド渦巻き状多層巻線同士の面を接して並べて前記間隔保持体を不要としても良い。 (4) A means for securing a predetermined interval by sandwiching an interval holding body between mold spiral multilayer windings was taken, but the mold was made to have a thickness of the predetermined interval, and the surfaces of the mold spiral multilayer windings were The interval holders may be made unnecessary by arranging in contact with each other.
(5)本発明は、小型化と寄生静電容量低減のために、2次巻線を多分割し、この多分割化された複数の2次巻線を直列に接続することにあることから、図2のように、一つの2次巻き線に対して一つの整流回路を接続しても良いし、任意の複数の2次巻き線を直列に接続したものを一つの整流回路に接続する構成でも良い。 (5) The present invention is to divide the secondary winding into multiple parts and connect the multiple divided secondary windings in series in order to reduce the size and reduce the parasitic capacitance. As shown in FIG. 2, one rectifier circuit may be connected to one secondary winding, or a plurality of secondary windings connected in series are connected to one rectifier circuit. It may be configured.
(6)本発明の高電圧変圧器を用いたインバータ式X線高電圧装置は、陰極が接地されたX線管及びX線管のハウジングを接地した中性点接地のX線管にも適用できる。 (6) The inverter type X-ray high-voltage device using the high-voltage transformer of the present invention is also applicable to an X-ray tube having a cathode grounded and an X-ray tube having a neutral point grounded with an X-ray tube housing grounded it can.
(7)第1の多層巻線は、渦巻き状に内側から外側に向って多層に巻き、第2の多層巻線は、前記第1の多層巻線の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に外側から内側に向って多層に巻く巻き方でも良い。 (7) The first multilayer winding is spirally wound in multiple layers from the inside to the outside, and the second multilayer winding is continuously spiraled in the same direction as the winding direction of the first multilayer winding. Alternatively, it may be wound in multiple layers from the outside to the inside.
1 直流電源、2 インバータ回路、3 高電圧変圧器、4 高電圧整流回路、5 陽極接地型X線管、6 高電圧発生装置、7 高電圧変圧器の鉄心、8 高電圧変圧器の1次巻線、9 高電圧変圧器の2次巻線、9a 渦巻き状多層巻線、9a´ モールド渦巻き状多層巻線、9a1 第1の渦巻き状多層巻線、9a2 第2の渦巻き状多層巻線、9d1 第1の成形体、9d2 第2の成形体、9e 巻線絶縁体、9e1 第1の溝部、9e2 第2の溝部、9g1 第1の開口部、9g2 第2の開口部、9g3 第3の開口部、11 成形体、b ブロック数、m 層数、K 1層分の総巻数 1 DC power supply, 2 inverter circuit, 3 high voltage transformer, 4 high voltage rectifier, 5 anode grounded X-ray tube, 6 high voltage generator, 7 iron core of high voltage transformer, 8 primary of high voltage transformer Winding, 9 Secondary winding of high voltage transformer, 9a spiral multi-layer winding, 9a ′ mold spiral multilayer winding, 9a1 first spiral multilayer winding, 9a2 second spiral multilayer winding, 9d1 first molded body, 9d2 second adult form, 9e winding insulation, 9e1 first groove, 9e2 second groove, 9g1 first opening, 9g2 second opening, 9G3 third Openings, 11 compacts, b number of blocks, m number of layers, total number of turns for 1 layer
Claims (4)
前記２次巻線は、渦巻き状に形成されて多層に巻かれた第１の多層巻線と、この第１の多層巻線の巻き方向と同じ方向に連続して渦巻き状に形成されて多層に巻かれた第２の多層巻線と、から成る１組の渦巻き状多層巻線を樹脂材料による成形体内に埋め込んでモールドされた１組のモールド渦巻き状多層巻線を複数備え、
これらのモールド渦巻き状多層巻線が所定間隔毎に並列に配列されて、これらが直列に接続され、
前記成形体は、前記第１の多層巻線を巻くための第１の溝部を有する第１の成形体と、前記第２の多層巻線を巻くための第２の溝部を有する第２の成形体とを備え、
前記第１の成形体と第２の成形体との間に、前記多層巻線の径方向にスリットを有する絶縁体を設けたことを特徴とする高電圧変圧器。 In a high voltage transformer in which a primary winding and a secondary winding are wound around an iron core, and an alternating voltage input to the primary winding is boosted to output an alternating high voltage from the secondary winding.
The secondary winding is formed in a spiral shape and wound in multiple layers, and the secondary winding is formed in a spiral shape continuously in the same direction as the winding direction of the first multilayer winding. A plurality of one set of spiral multi-layer windings formed by embedding a set of spiral multi-layer windings formed of a resin material in a molded body made of a resin material;
These mold spiral multilayer windings are arranged in parallel at predetermined intervals, and these are connected in series ,
The molded body has a first molded body having a first groove for winding the first multilayer winding and a second molded body having a second groove for winding the second multilayer winding. With body,
A high voltage transformer , wherein an insulator having a slit in a radial direction of the multilayer winding is provided between the first molded body and the second molded body .
前記高電圧変圧器が請求項１乃至３のいずれか一項に記載の高電圧変圧器であることを特徴とするインバータ式Ｘ線高電圧装置。 DC power source, inverter for converting DC power from the DC power source to AC power, a primary winding to which the output voltage of the inverter is input, and an input voltage of the primary winding is boosted to generate an AC high voltage In an inverter type X-ray high voltage apparatus comprising a high voltage transformer having a secondary winding that outputs a rectifier and a rectifier circuit that rectifies the output voltage of the high voltage transformer into a DC voltage,
The inverter type X-ray high-voltage apparatus, wherein the high-voltage transformer is the high-voltage transformer according to any one of claims 1 to 3 .
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