(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状コアと、
前記環状コアに巻き付けられた第１のコイルと、
前記環状コアと前記第１のコイルとを収納する環状の絶縁性の第１の容器と、
前記第１のコイルに接続され、前記第１の容器の外部に引き出される第１の取り出し線対と、
前記第１の容器に巻き付けられた第２のコイルと、
前記第２のコイルに接続される第２の取り出し線対と、
を備える絶縁トランスであって、
絶縁性液体の中に配置された状態において、前記第１の容器は、前記絶縁性液体が流動可能なように設けられた第１の開孔を有しており、
前記第１の容器の外側において前記第１の容器の軸方向に突出する衝立構造を有し、前記第１の容器の径方向において、前記衝立構造を挟んで一方に前記第１の取り出し線対が、他方に前記第２の取り出し線対がそれぞれ配置されていることを特徴とする絶縁トランス。
【請求項２】
前記第１の容器の径方向において、前記衝立構造を挟んで一方に前記第１のコイルが、他方に前記第２のコイルがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁トランス。
【請求項３】
環状コアと、絶縁性の第１の容器と、一対のコイルと、を備え、絶縁性液体中に配置される絶縁トランスであって、
前記一対のコイルの一方は第１のコイル、他方は第２のコイルであり、
前記第１のコイルは前記環状コアに巻き付けられ、
前記第１の容器は、前記環状コアと前記第１のコイルとを収納し、
前記第２のコイルは、前記第１の容器に巻き付けられ、
前記第１の容器は、前記絶縁性液体が流動可能なように設けられた第１の開孔を有しており、
前記第１の容器の外側において前記第１の容器の軸方向に突出する衝立構造を有し、前記第１の容器の径方向において、前記衝立構造を挟んで一方に前記第１のコイルが、他方に前記第２のコイルがそれぞれ配置されていることを特徴とする絶縁トランス。
【請求項４】
前記第１のコイルに接続され、前記第１の容器の外部に引き出される第１の取り出し線対と、
前記第２のコイルに接続される第２の取り出し線対と、をさらに備え、
前記第１の取り出し線対は、前記第１の開孔を介して前記第１の容器の外部に引き出されていることを特徴とする請求項３に記載の絶縁トランス。
【請求項５】
前記第１の容器の径方向において、前記衝立構造を挟んで一方に前記第１の取り出し線対が、他方に前記第２の取り出し線対がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項４に記載の絶縁トランス。
【請求項６】
前記第１の取り出し線対と前記第２の取り出し線対とは、前記環状コアの中心軸を中心に対称的に配置されていることを特徴とする請求項１、２、４、５のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項７】
前記第１の取り出し線対は、前記第１の開孔から引き出されていることを特徴とする請求項１、２、４乃至６のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項８】
前記第１の容器と前記第２のコイルとを収納した環状の絶縁性の第２の容器を備え、
前記第２の容器は第２の開孔を備え、
前記第１の取り出し線対及び前記第２の取り出し線対は前記第２の容器の外部に引き出されていることを特徴とする請求項１、２、４乃至７のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項９】
前記第１の取り出し線対は、前記第１の開孔及び前記第２の開孔から引き出されていることを特徴とする請求項８に記載の絶縁トランス。
【請求項１０】
前記第２の容器は第３の開孔を有し、前記第２の取り出し線対は前記第３の開孔から引き出されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の絶縁トランス。
【請求項１１】
前記第２の容器の内部の前記第１の容器及び前記第２のコイルを除く領域は空隙であって、前記第２の容器は前記第１の容器及び前記第２のコイルの少なくとも一方と離間している外側離間部を有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１２】
前記外側離間部は環状であることを特徴とする請求項１１に記載の絶縁トランス。
【請求項１３】
前記第１の容器の内周と前記第２の容器の内周とは重なって配置されていることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１４】
前記第１の容器と前記第２の容器とは同心円状に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１５】
前記第１の開孔は、前記第１の容器に気泡が閉じ込められないように、前記第１の容器に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１６】
前記第１の容器は、環状の中空部を有するドーナツ状であって、軸方向において嵌合によって組み合わさる二つの部材からなり、前記第１の容器の周方向の少なくとも前記第２のコイルが巻かれた領域は、前記二つの部材が前記第１の容器の径方向において互いに重なり合って嵌合されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１７】
前記第１の容器は、環状の中空部を有するドーナツ状であって、前記第１の開孔は、前記第１の容器の径方向における外周に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１８】
前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、前記環状コアの中心軸を中心に対称的に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項１９】
前記第１の容器の内部の前記環状コア及び前記第１のコイルを除く領域は空隙であって、前記第１の容器は前記環状コア及び前記第１のコイルの少なくとも一方と離間している内側離間部を有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の絶縁トランス。
【請求項２０】
前記内側離間部は環状であることを特徴とする請求項１９に記載の絶縁トランス。
【請求項２１】
収納容器内に収納された放射線発生管と、前記放射線発生管を駆動するための駆動装置とを備え、前記収納容器内の余空間が絶縁性液体で満たされた放射線発生装置において、
前記駆動装置が前記収納容器内に請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の絶縁トランスを備えていることを特徴とする放射線発生装置。
【請求項２２】
前記絶縁トランスの前記第１のコイルは前記第２のコイルよりも接地電位に近いことを特徴とする請求項２１に記載の放射線発生装置。
【請求項２３】
前記絶縁トランスの前記第１のコイルは前記駆動装置に設けられた交流電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の放射線発生装置。
【請求項２４】
前記放射線発生管は電子銃を備えており、前記第２のコイルは前記駆動装置に設けられた前記電子銃の駆動回路に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の放射線発生装置。
【請求項２５】
請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の放射線発生装置と、
前記放射線発生管から放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする放射線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高電圧下で用いられる絶縁トランスと、これを備えた放射線発生装置、放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線発生装置は電子銃から放出された電子線束をターゲットに照射することにより放射線を発生させる放射線発生管と、放射線発生管の陽極と陰極との間に高電圧を印加するための管電圧発生装置と、電子銃の駆動装置を備えている。そして、これらの各部材を同一容器内に配置したモノタンク式の放射線発生装置が知られている。モノタンク式の放射線発生装置は、ポータブルの放射線発生装置としての用途があり、小型化が有益である。
【０００３】
一方、電子銃の駆動装置は、放射線発生装置の外部にある電源からの駆動信号を陰極電位基準に変圧させるための絶縁トランスを有する。絶縁トランスの一次側は接地電位に近く、二次側はほぼ陰極電位となるため、絶縁トランスは高耐圧であることが要求される。
【０００４】
放射線発生装置を小型化する上で、絶縁トランスを小型化する要望があり、その一つの手段として、トロイダル型コアを用いた絶縁トランスが挙げられる。特許文献１には、このトロイダル型コアを用いた絶縁トランスの高耐圧化技術として、コアを樹脂ケースで覆い、コア及び樹脂ケースにそれぞれコイルを巻くことで、コア及び樹脂ケースの耐圧を向上させた構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放射線発生装置の内部は、内部耐電圧の確保や放射線発生管の冷却のために、絶縁性液体が充填されるのが一般的である。絶縁性液体の充填には、収納容器内に放射線発生管等必要な装置を収納した後、容器内を真空引きして行われる。このような放射線発生装置に特許文献１の絶縁トランスを用いた場合、絶縁性液体を充填した際に、樹脂ケース内にも絶縁性液体がしみ込むが、その際に、樹脂ケース内に気泡が閉じ込められる恐れがある。一般的に絶縁性液体としては鉱油が用いられ、気泡（空気）よりも誘電率が高いため、絶縁トランスの樹脂ケース内に気泡が閉じこめられると、係る気泡に電界集中しやすい。そのため、気泡が残留した箇所の耐圧が低下してしまい、結果的に電子銃の駆動において、装置の信頼性を低下させてしまう。
【０００７】
本発明の課題は、放射線発生装置内で絶縁性液体中で使用される高電圧用の絶縁トランスにおいて、小型化と耐圧性とを同時に実現し、信頼性の高い放射線発生装置、さらには該装置を用いた放射線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１は、環状コアと、
前記環状コアに巻き付けられた第１のコイルと、
前記環状コアと前記第１のコイルとを収納する環状の絶縁性の第１の容器と、
前記第１のコイルに接続され、前記第１の容器の外部に引き出される第１の取り出し線対と、
前記第１の容器に巻き付けられた第２のコイルと、
前記第２のコイルに接続される第２の取り出し線対と、
を備える絶縁トランスであって、
絶縁性液体の中に配置された状態において、前記第１の容器は、前記絶縁性液体が流動可能なように設けられた第１の開孔を有しており、
前記第１の容器の外側において前記第１の容器の軸方向に突出する衝立構造を有し、前記第１の容器の径方向において、前記衝立構造を挟んで一方に前記第１の取り出し線対が、他方に前記第２の取り出し線対がそれぞれ配置されていることを特徴とする。
本発明の第２は、環状コアと、絶縁性の第１の容器と、一対のコイルと、を備え、絶縁性液体中に配置される絶縁トランスであって、
前記一対のコイルの一方は第１のコイル、他方は第２のコイルであり、
前記第１のコイルは前記環状コアに巻き付けられ、
前記第１の容器は、前記環状コアと前記第１のコイルとを収納し、
前記第２のコイルは、前記第１の容器に巻き付けられ、
前記第１の容器は、前記絶縁性液体が流動可能なように設けられた第１の開孔を有しており、
前記第１の容器の外側において前記第１の容器の軸方向に突出する衝立構造を有し、前記第１の容器の径方向において、前記衝立構造を挟んで一方に前記第１のコイルが、他方に前記第２のコイルがそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３は、収納容器内に収納された放射線発生管と、前記放射線発生管を駆動するための駆動装置とを備え、前記収納容器内の余空間が絶縁性液体で満たされた放射線発生装置において、
前記駆動装置が前記収納容器内に上記本発明の絶縁トランスを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４は、上記本発明の放射線発生装置と、
前記放射線発生管から放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、
前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする放射線撮影システムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、絶縁トランスの容器内に良好に絶縁性液体が充填され、容器内に残留する気泡が低減される。よって、小型の絶縁トランスにおいて耐圧が向上し、係る絶縁トランスを用いて信頼性の高い放射線発生装置、及び放射線撮影システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の絶縁トランスの一実施形態の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一方のコイルの取り出し線対側の側面図、（ｄ）は他方のコイルの取り出し線対側の側面図である。
【図２】図１の絶縁トランスの第１の容器を分解した状態を示す斜視図である。
【図３】図１の絶縁トランスを示す図であって、（ａ）は第１の容器の一方を外した状態の上面図、（ｂ）は図１中のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明における第１の容器の構成を示す半径方向の部分断面模式図であり、（ａ）は二つの部材が嵌合していない形態、（ｂ）は二つの部材が嵌合している形態である。
【図５】図１の絶縁トランスに衝立構造を加えた形態を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は衝立構造の側面図、（ｃ）は一方のコイルの取り出し線対側の側面図、（ｄ）は他方のコイルの取り出し線対側の側面図、（ｅ）は（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】図１の絶縁トランスを第２の容器に収納した状態を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一方のコイルの取り出し線対側の側面図、（ｃ）は他方のコイルの取り出し線対側の側面図である。
【図７】図６の絶縁トランスの第２の容器を分解した状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の放射線発生装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】本発明の放射線撮影システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】実施例３で用いた第２の容器の第２の開孔を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。尚、本明細書で特に図示又は記載されていない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また、以下に参照する図面において、同じ記号は同様の構成要素を示す。
【００１４】
〔絶縁トランス〕
図１は本発明の絶縁トランスの一実施形態の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）及び（ｄ）は側面図であり、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図である。図２は、図１の絶縁トランスの分解斜視図である。
【００１５】
本発明の絶縁トランスは、放射線発生装置に使用されることを前提としており、小型化や変換効率の観点から環状コア（トロイダルコア、以下、「コア」と記す）２が用いられる。コア２の材質としては、高周波使用に適しているフェライトが好ましい。コア２には一方のコイル３が巻かれており、第１の取り出し線対４に電気的に接続されている。
【００１６】
第１の容器５は環状の中空部を有する絶縁性容器で有り、第１の容器５の内周とコア２の内周が重なるように、一方のコイル（第１のコイル）３と共にコア２は第１の容器５の環状の中空部分に収納される。第１の容器５には、他方のコイル（第２のコイル）７が巻かれており、他方のコイル７は第２の取り出し線対８に電気的に接続されている。本発明において、一方のコイル３及び他方のコイル７は、どちらかが一次コイルであり、残りが二次コイルであって、いずれが一次コイルであってもよい。尚、本発明の絶縁トランスにおいては、放射線発生装置に用いた際に、入力側の一次コイルが低電位、出力側の二次コイルが負の高電位となるため、コア２に近い側の一方のコイル３としては、より接地電位に近い一次コイルであることが好ましい。よって、以下の説明においては、一方のコイル３を一次コイル、他方のコイル７を二次コイルとする。
【００１７】
一次コイル３及び二次コイル７にはエナメル線が一般的に用いられる。一次コイル３を低電位、二次コイル７を負の高電位とすると、コア２はより近くで巻かれた一次コイル３の電位に近くなる。よって、第１の容器５は、コア２と二次コイル７の間で高電圧に耐え得る絶縁を確保する必要がある。第１の容器５を形成する絶縁材料として、セラミックスや樹脂が挙げられる。特に、重さ、加工のし易さ、コストの観点で樹脂が好ましく、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などを用いることが可能である。
【００１８】
また、第１の容器５は、環状のコア２を内部に納めるために、二つの部材５ａ，５ｂを組み合わせてなる。この時、部材５ａと５ｂとの隙間が絶縁耐圧的に弱点となるため、部材５ａと５ｂとをコア２の軸方向において嵌合により組み合わせることによって、耐圧向上が図られる。当該作用を図４を用いて説明する。図４（ａ）は第１の容器５を、互いに嵌合しない部材５ｃ，５ｄで構成した場合を示す半径方向の部分断面模式図であり、図４（ｂ）は本実施形態における第１の容器５の半径方向の部分断面模式図である。それぞれ、二つの部材５ｃと５ｄ、及び５ａと５ｂの隙間１２を誇張して表示している。図４（ａ）に示すように、部材５ｃと５ｄとが嵌合していない場合、第１の容器５の環状の中空部と第１の容器５の外部との間を繋ぐ隙間１２は直線であり、距離も短いことから放電が発生しやすい。一方、図４（ｂ）に示すように、部材５ａと５ｂが互いに嵌合している場合、第１の容器５の環状の中空部と第１の容器５の外部との間を繋ぐ隙間１２は非直線であり、距離が長いことから放電が発生しにくい。よって、本発明においては、第１の容器５の二つの部材５ａと５ｂとを軸方向において嵌合によって組み合わさる構造とし、半径方向において二つの部材５ａと５ｂとが互いに重なることで、コア２と二次コイル７との間の絶縁耐圧が向上する。尚、半径方向において二つの部材５ａと５ｂとが互いに重なる領域は、周方向において少なくとも、高電位の二次コイル７がそれぞれ巻かれた領域とすることが好ましく、後述する第１の開孔６を除いて全周を当該領域としてもよい。
【００１９】
本発明の特徴は、第１の容器５に絶縁性液体が流通するための第１の開孔６を設けたことにある。本実施形態においては、第１の開孔６を第１の取り出し線対４を引き出すための領域としても用いており、よって、第１の開孔６は、第１の取り出し線対４を引き出した状態で、絶縁性液体が流通する間隙を有している必要がある。本発明では、第１の容器５に積極的に開孔を設けたことにより、放射線発生装置を組み立てる工程において、絶縁性液体が第１の容器５内に気泡を閉じこめることなく良好に充填される。また、本発明では、第１の容器５内において、コア２と一次コイル３とを除いた領域が空隙であって、第１の容器５がコア２及び一次コイル３の少なくとも一方と離間している内側離間部を有することが望ましい。内側離間部は第１の容器５の内壁に沿って環状となることが望ましい。このような内側離間部は絶縁性液体が流動する通路となり、第１の容器５内に気泡を閉じこめることなく絶縁性液体を充填することができる。
【００２０】
本発明において、一次コイル３と二次コイル７とは、コア２の中心軸を中心に対称的に配置されていることが好ましく、さらには、第１の開孔６が第１の容器５の外周側に設けられていることが、耐圧の観点から好ましい。このように第１の開孔６を第１の容器５の外周に設けた場合、図３（ｂ）に矢印９で示すように、一次コイル３と二次コイル７との間に第１の容器５が放電障壁となって、一次コイル３と二次コイル７との最短距離が長くなる。よって、第１の容器５の外側の耐圧が向上する。このような放電障壁は積極的に衝立構造として設けても良く、図５に示すように、第１の容器５の内周に筒状の衝立構造１５を取り付けても良い。係る衝立構造１５は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、二次コイル７を巻く領域に切り欠き１５ａが形成されており、第１の容器５の内周に取り付けることで、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように軸方向に突出する。よって、図５（ｅ）に示すように、一次コイル３と二次コイル７との最短距離９をより伸ばすことができる。衝立構造１５は、絶縁性の素材で構成され、好ましくは、第１の容器５と同じ素材とする。また、衝立構造１５は、予め第１の容器５と一体で形成してもかまわない。尚、第１の容器５の半径方向において、衝立構造１５を挟んで一方の側に一次コイル３が、他方の側に二次コイル７が配置するように設けることで、上記作用が得られる。
【００２１】
本発明においてはさらに、図６，図７に示すように、第１の容器５と二次コイル７とを第２の容器１８内に収納しても良い。第２の容器１８には、少なくとも第２の開孔１９が設けられており、望ましくはさらに第３の開孔２０を設ける。そして、第２の開孔１９より、第１の取り出し線対４を引き出し、第３の開孔２０より第２の取り出し線対８を引き出す。尚、第２の開孔１９及び第３の開孔２０は、第１の取り出し線対４、第２の取り出し線対８を引き出した状態で、絶縁性液体が流通する間隙を有している。
【００２２】
本実施形態において、第２の容器１８は、第１の容器５と同様に、二つの部材１８ａ，１８ｂからなり、互いに軸方向において嵌合し、第２の開孔１９及び第３の開孔２０を除いて全周にわたって部材１８ａ，１８ｂが半径方向で重なっている。また、第２の開孔１９及び第３の開孔２０はいずれも第２の容器の外周に軸対称に形成されている。
【００２３】
第２の容器１８においても、第１の容器５と二次コイル７を除く領域は空隙で、第１の容器５及び二次コイル７の少なくとも一方と離間している外側離間部を有することが望ましい。外側離間部は第２の容器１８の内壁に沿って環状となることが望ましい。このような外側離間部は絶縁性液体が流動する通路となり、第２の容器１８内に気泡を閉じこめることなく絶縁性液体を充填することができる。
【００２４】
第２の容器１８は、一次コイル３と二次コイル７との間、及び二次コイル７と放射線発生装置の他の部材との間、の放電障壁となり、放射線発生装置内部の耐圧向上に役立つ。第２の容器１８は、第１の容器５と同様に二つの部材１８ａと１８ｂを嵌合させ、環状の中空部を有してなり、第２の容器１８の内周と第１の容器５の内周とが重なって配置される。好ましくは、第２の容器１８は第１の容器５と同心円状に配置される。
【００２５】
また、本発明では、第１の取り出し線対４と第２の取り出し線対８をコア２の中心軸を中心に対称的に配置することで、第１の取り出し線対４と第２の取り出し線対８の第１の容器５の外側の絶縁性液体中の最短経路が長くなり好ましい。
【００２６】
〔放射線発生装置〕
図８は、本発明の放射線発生装置の一実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態の放射線発生装置３１は、放射線発生管３２、駆動装置３３、管電圧発生装置３４からなる。駆動装置３３は、駆動制御部３５、絶縁トランス３６、駆動回路３７からなり、管電圧発生装置３４は、管電圧制御部３８、高圧トランス３９、高電圧発生回路４０からなり、収納容器４２内の余空間には絶縁性液体４１が充填されている。放射線発生管３２、駆動装置３３の一部である絶縁トランス３６と駆動回路３７、及び管電圧発生装置３４の一部である高圧トランス３９と高電圧発生回路４０は、収納容器４２内の絶縁性液体４１の中に浸されている。
【００２７】
放射線発生管３２の内部は真空に保たれており、陰極側の内部に電子銃が、陽極側の内側にはターゲットが設けられている。電子銃から放出された電子は両極間に印加されている数十ｋＶ乃至百ｋＶ程度の電圧により加速されターゲットに衝突し、放射線が外部へ放射される。
【００２８】
駆動装置３３は、電子銃駆動に必要なフィラメント、グリッド電極、レンズ電極（いずれも不図示）等の電位規定のために用いる。駆動装置３３では、駆動制御部３５からの約１０Ｖの交流信号もしくはパルス列信号を、絶縁トランス３６により、後述する高電圧発生回路４０で発生させた放射線発生管３２の陰極電位に乗じ、駆動回路３７にて電位規定信号を生成し出力する。絶縁トランス３６は、一次コイル３６ａが駆動制御部３５内の交流電源に電気的に接続され、二次コイル３６ｂが陰極電位が基準となる駆動回路３７に電気的に接続される。絶縁トランス３６は、駆動制御部３５からの信号（交流電圧）を適当な巻線比で最大でも数１００Ｖに変圧し、駆動回路３７に向けて出力する。絶縁トランス３６は接地電位に近い一次コイル３６ａと、高電圧発生回路４０の低電位側である陰極電位の二次コイル３６ｂとの間の絶縁耐圧が必要である。よって、絶縁トランス３６は、高電圧絶縁型であり、絶縁性液体４１が浸透することにより、一次コイル３６ａと二次コイル３６ｂの絶縁が確保されている。また、絶縁トランス３６は複数個用いても良く、発生させる出力に応じて使い分ければよい。駆動回路３７は、全波整流回路、半派整流回路やコッククロフトウォルトン回路などを含んだ回路であり、各電位規定部の電位に合わせて適宜に使用できる。例えば、陰極電位に乗じて、レンズ電極にはＤＣ約１ｋＶ、グリッド電極にはパルス状で約１００Ｖ、フィラメントにはＤＣ約１０Ｖが印加される。
【００２９】
管電圧発生装置３４では、管電圧制御部３８からの電圧数１０Ｖ乃至数１００Ｖ程度の交流信号を、高圧トランス３９の一次コイル３９ａに入力し、巻線比２０倍乃至５００倍程度の二次コイル３９ｂで昇圧させる。そして、高電圧発生回路４０により２倍乃至１２倍程度の直流電圧を発生させる。高圧トランス３９は、高電圧絶縁型であり、絶縁性液体４１が浸透することにより、一次コイル３９ａと高電圧となる二次コイル３９ｂの絶縁が確保されている。高電圧発生回路４０は、コッククロフトウォルトン回路に代表されるような倍電圧整流回路である。一般的には、放射線発生管３２の陽極を接地し、陰極に負の管電圧を印加するか、管電圧を正負に振り分けてそれぞれ陽極と陰極に印加する。よって、駆動時の陰極電位は常に負の高電圧となる。
【００３０】
絶縁性液体４１は収納容器４２内の絶縁耐圧を確保する。絶縁性液体４１としては鉱油、シリコーン油やフッ素系油などの電気絶縁油が好ましい。１００ｋＶ程度の管電圧の放射線発生装置としては、取扱いが易しい鉱油が好ましく適用される。
【００３１】
収納容器４２は、鉄、ステンレス、鉛、真鍮、銅等の金属からなる。放射線発生装置３１の取扱い安全性のために、収納容器４２は接地電位に電位規定されるのが好ましい。
【００３２】
絶縁性液体４１の充填方法としては、収納容器４２内に必要な部材を全て収納した後、絶縁性液体の注入口を開けた状態で収納容器４２内を真空槽に入れて真空引きを行い、真空雰囲気下で注入口より収納容器４２内に絶縁性液体を注入する。その後、真空雰囲気を大気開放し、注入口を封止する。
【００３３】
〔放射線撮影システム〕
図９は、本発明に係る放射線撮影システムの一実施形態の構成を示す概略図である。本例において、制御装置５４は、本発明の放射線発生装置３１と、放射線検出装置５３とを連携制御する。放射線発生装置３１に含まれる管電圧回路（不図示）は、制御装置５４による制御の下に、放射線発生管３２に各種の制御信号を出力する。制御信号により、放射線発生装置３１から放出される放射線の放出状態が制御される。放射線発生装置３１から放出された放射線は、被検体（不図示）を透過して放射線検出装置５３で検出される。放射線検出装置５３は、検出した放射線を画像信号に変換して制御装置５４に出力する。制御装置５４は、画像信号に基づいて、表示装置５５に画像を表示させるための表示信号を、表示装置５５に出力する。表示装置５５は、表示信号に基づく画像を、被検体の撮影画像としてスクリーンに表示する。
【００３４】
本発明の放射線撮影システム５１においては、放射線発生装置３１において、小型で高耐圧の絶縁トランスが用いられているため、より小型で耐電圧の安定したシステムが提供される。
【実施例】
【００３５】
（実施例１、比較例１）
図１乃至図３に示した構造の絶縁トランスを作製した。コア２は、フェライト製で、外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さが１５ｍｍのトロイダルコアを用いた。コア２の断面形状は完全な矩形では無く、角部は丸まっている。一次コイル３及び二次コイル７には、ポリウレタン被覆のエナメル銅線を用いた。一次コイル３のエナメル銅線の外径は０．４ｍｍ、二次コイル７のエナメル銅線の外径は０．１６ｍｍである。第１の取り出し線対４及び第２の取り出し線対８としては、コイルから連続してエナメル銅線を引き出して用いた。
【００３６】
第１の容器５はＰＥＥＫ樹脂を切削加工することにより形成した。第１の容器５はドーナツ状で軸対象な形状である。第１の容器５を形成する部材５ａ、５ｂは、嵌合部は肉厚１ｍｍ、嵌合部以外は肉厚２ｍｍで、第１の容器５による環状の中空部が、コア２の断面５ｍｍ×１５ｍｍを囲うように、中空部の断面が６ｍｍ×１６ｍｍとなるように形成した。また、第１の容器５を形成する部材５ａ、５ｂの外周壁を、図１乃至図３に示すように、それぞれ周方向に５ｍｍの幅で高さ１６ｍｍ切り落としている。この５ｍｍ×１６ｍｍの切り落とし部を合わせるように部材５ａ、５ｂを組み合わせることで、第１の開孔６を形成した。
【００３７】
コア２に一次コイル３を巻数２０で巻き、一次コイル３の両端を第１の取り出し線対４に接続した。一次コイル３の巻かれたコア２を第１の容器５に収納し、第１の取り出し線対４を第１の開孔６から取出した。一次コイル３の巻かれたコア２と第１の容器５の環状の中空部には内側離間部が形成された。第１の開孔６において、コア２は第１の容器５から奥まっており、コア２の端部は部材５ａの端部から２ｍｍ、部材５ｂの端部から１ｍｍに位置にある。第１の開孔６は、周方向においてその中心が一次コイル３が巻かれた領域の中心に位置するように配置した。
【００３８】
次いで、第１の容器５の中心軸を挟んで、第１の開孔６の反対側に５ｍｍ程度の幅で、二次コイル７を巻数２００で重ね巻きし、二次コイル７の両端を第２の取り出し線対８に接続し、実施例１の絶縁トランスとした。
【００３９】
上記絶縁トランスを収納容器内に収納し、絶縁性液体の注入口を開けた状態で収納容器を真空槽に入れ、真空引きした状態で収納容器内に絶縁性液体を注入し、絶縁トランスを絶縁性液体に浸して耐圧評価を行った。絶縁性液体としては高圧絶縁油Ａ（ＪＸ日鉱日石エネルギー製）を用いた。第１の取り出し線対４を接地し、第２の取り出し線対８を市販の高圧電源の出力に接続し、一次コイル３と二次コイル７の間に高電圧を印加した。１秒につき１ｋＶずつ昇圧して放電電圧を調べた。比較例１として、第１の開孔６を有しない絶縁トランスの測定も行った。第１の開孔６を有しないとは、第１の取り出し線対４が通るぎりぎりの孔しかないことを言い、その他の構成は本実施例と同じである。放電電圧の平均は、比較例１は約８０ｋＶで、実施例１は約１１０ｋＶであった。以上より、本発明の絶縁トランスは絶縁性液体中での使用に際し高耐圧化が図られることが確認できた。
【００４０】
（実施例２）
図５に示すように、第１の容器５の内周に別途作製した衝立構造１５を取り付けた以外は実施例１と同様にして絶縁トランスを作製した。衝立構造１５は、外径１５ｍｍ、肉厚１ｍｍで、長さ４０ｍｍの円筒形であり、二次コイル７を巻くために、両端から１０ｍｍの長さで幅５ｍｍの切り欠き１５ａが形成されており、ＰＥＥＫ樹脂を切削加工して形成した。また、係る衝立構造１５は、第１の容器５に接着剤等で固定することなく、位置合わせ後に二次コイル７で第１の容器５と一緒に巻いてしまうことで固定した。係る衝立構造１５を用いることにより、用いない場合に比べて、一次コイル３と二次コイル７との最短距離は約７ｍｍ程度長くなる。
【００４１】
上記絶縁トランスを用い、実施例１と同様にして絶縁性液体中で耐圧評価を行った。その結果、本例の放電電圧の平均は、一次コイル３と二次コイル７間の絶縁トランスの外側での放電が減ったため実施例１より改善され、約１２５ｋＶであった。以上より、衝立構造１５の効果が確認され、絶縁トランスをより高耐圧化することが確認できた。
【００４２】
（実施例３）
図６，図７に示す第２の容器１８を用いた以外は実施例１と同様にして絶縁トランスを作製した。第２の容器１８ＰＥＥＫ樹脂を切削加工し、第１の容器５と同様のドーナツ状で軸対称な形状とし、第１の容器５と同心円状に配置した。第１の容器５に二次コイル７が巻かれた場所の断面は、第１の容器５の断面１０ｍｍ×２０ｍｍに加えて二次コイルによって全周囲１．２ｍｍ程度大きい。第２の容器１８を形成する部材１８ａ、１８ｂは、嵌合部は肉厚１ｍｍ、嵌合部以外は肉厚２ｍｍである。第２の容器１８による環状の中空部が、二次コイル７の巻かれた第１の容器５の断面を囲うように、中空部の断面が第１の容器５よりも全周囲１．５ｍｍ大きく１３ｍｍ×２３ｍｍとなるように形成した。よって、第１の容器５と第２の容器１８の間には二次コイル７が有ってもなお、外側離間部が設けられている。また、第２の容器１８には、外周壁の軸対象位置に直径５ｍｍの貫通孔を設けた。貫通孔は、図６、図７に示すように、部材１８ａ、１８ｂのそれぞれ外周壁の軸対象位置に、図１０に示すような、先端が直径５ｍｍの半円のＵ字状に切り欠きを設けて組み合わせることにより形成した。この直径５ｍｍの貫通孔の１つを第２の開孔１９とし、第１の開孔６と重なるように、部材１８ａと部材１８ｂを位置合せしながら組み合わせた。もう一方の貫通孔は第３の開孔２０とした。第２の開孔１９には第１の取り出し線対４を通し、第３の開孔２０には第２の取り出し線対８を通した。
【００４３】
上記絶縁トランスを実施例１と同様にして絶縁性液体中で耐圧評価を行った。その結果、本例の放電電圧の平均は実施例２と同等の約１２５ｋＶであり、実施例１よりも耐圧が向上した。以上より、第２の容器１８の効果が確認され、絶縁トランスをより高耐圧化することが確認できた。
【００４４】
（実施例４）
放射線発生管３２として透過型放射線管を用い、実施例３の絶縁トランスを用いて図８の放射線発生装置３１を作製した。絶縁性液体４１としては、高圧絶縁油Ａ（ＪＸ日鉱日石エネルギー製）を用いた。収納容器４２は真鍮製の容器であり、接地電位とした。収納容器４２は不図示の電気コネクタを有し、収納容器４２の外側の駆動制御部３５と管電圧制御部３８を、収納容器４２の内側の絶縁トランス３６と高圧トランス３９とに、それぞれ接続した。
【００４５】
本実施例の放射線発生装置３１では、放射線発生管３２の陽極を接地電位とし、陰極には駆動に応じて−１００ｋＶを印加した。フィラメント電極、グリッド電極、レンズ電極には陰極電位基準とした信号を適宜印加した。フィラメント電極には直流１０Ｖ、グリッド電極には非駆動時のカットオフ−１０Ｖと駆動時１００Ｖのパルス、グリッド電極にはＤＣ１ｋＶを与えた。
【００４６】
上記駆動条件において、駆動耐久試験を試みたところ、２万発駆動しても放電することはなく、安定した駆動ができた。このように、高耐圧化の図られた絶縁トランスを用いることで、駆動信頼性の高い放射線発生装置を達成することができた。
【符号の説明】
【００４７】
２：環状コア、３：一方のコイル（一次コイル）、４：第１の取り出し線対、５：第１の容器、５ａ，５ｂ：第１の容器を構成する部材、６：第１の開孔、７：他方のコイル（二次コイル）、８：第２の取り出し線対、１５：衝立構造、１８：第２の容器、１９：第２の開孔、２０：第３の開孔、３１：放射線発生装置、３２：放射線発生管、３３：駆動装置、３６：絶縁トランス、３６ａ：一次コイル、３６ｂ：二次コイル、４１：絶縁性液体、４２：収納容器、５１：放射線撮影システム、５３：放射線検出装置、５４：制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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