(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを出射する電子銃と、
前記電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲットと、
前記電子銃に電圧を印加する電源部と、を備え、
前記電源部は、
第１制御部と、
前記第１制御部から供給された電圧を昇圧する昇圧部と、
前記第１制御部と電気的に接続された一次側コイル、前記昇圧部と電気的に接続された二次側コイル、及び前記二次側コイルを支持する支持部材を含む絶縁トランスと、
前記電子銃と電気的に接続され、前記昇圧部及び前記絶縁トランスで昇圧された電圧を前記電子銃に印加する給電部と、
前記昇圧部及び前記絶縁トランスを封止する封止部材と、を有し、
前記支持部材は、第１絶縁樹脂材料からなり、
前記封止部材は、第２絶縁樹脂材料からなり、
前記第１絶縁樹脂材料の比誘電率と前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率の２５％以下である、Ｘ線発生装置。
【請求項２】
前記絶縁トランスは、前記二次側コイルが巻かれたボビンを更に含み、
前記ボビンは、第３絶縁樹脂材料からなり、
前記第１絶縁樹脂材料の比誘電率と前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率と前記第３絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さい、請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記電源部は、前記昇圧部及び前記絶縁トランスで昇圧された電圧を前記給電部に供給する第２制御部を更に有し、
前記第２制御部は、第４絶縁樹脂材料からなる基板を含み、
前記封止部材は、前記昇圧部、前記絶縁トランス及び前記第２制御部を封止しており、
前記第１絶縁樹脂材料の比誘電率と前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率と前記第４絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さい、請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記第１絶縁樹脂材料及び前記第２絶縁樹脂材料は、同一の材料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記二次側コイルを支持する柱状部材である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記一次側コイル及び前記二次側コイルを封止することにより、前記二次側コイルを支持している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
電子ビームを出射する電子銃、及び前記電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲットを備えるＸ線発生装置に用いられ、前記電子銃に電圧を印加する電源装置であって、
第１制御部と、
前記第１制御部から供給された電圧を昇圧する昇圧部と、
前記第１制御部と電気的に接続された一次側コイル、前記昇圧部と電気的に接続された二次側コイル、及び前記二次側コイルを支持する支持部材を含む絶縁トランスと、
前記電子銃と電気的に接続され、前記昇圧部及び前記絶縁トランスで昇圧された電圧を前記電子銃に印加する給電部と、
前記昇圧部及び前記絶縁トランスを封止する封止部材と、を備え、
前記支持部材は、第１絶縁樹脂材料からなり、
前記封止部材は、第２絶縁樹脂材料からなり、
前記第１絶縁樹脂材料の比誘電率と前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、前記第２絶縁樹脂材料の比誘電率の２５％以下である、電源装置。
【請求項８】
請求項１に記載のＸ線発生装置の製造方法であって、
前記支持部材によって前記二次側コイルを支持することにより、前記絶縁トランスを構成する第１工程と、
前記封止部材によって前記昇圧部及び前記絶縁トランスを封止する第２工程と、を備える、Ｘ線発生装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程においては、前記第１絶縁樹脂材料からなる柱状部材である前記支持部材に前記二次側コイルを取り付けることにより、前記支持部材によって前記二次側コイルを支持し、
前記第２工程においては、前記昇圧部及び前記絶縁トランスを成形型内に配置し、前記第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤を前記成形型内に流し込み、前記第２絶縁樹脂剤を硬化させることにより、前記封止部材によって前記昇圧部及び前記絶縁トランスを封止する、請求項８に記載のＸ線発生装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程においては、前記一次側コイル及び前記二次側コイルを第１成形型内に配置し、前記第１絶縁樹脂材料からなる第１絶縁樹脂剤を前記第１成形型内に流し込み、前記第１絶縁樹脂剤を硬化させることにより、前記支持部材によって前記二次側コイルを支持し、
前記第２工程においては、前記昇圧部及び前記絶縁トランスを第２成形型内に配置し、前記第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤を前記第２成形型内に流し込み、前記第２絶縁樹脂剤を硬化させることにより、前記昇圧部及び前記絶縁トランスを封止する、請求項８に記載のＸ線発生装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線発生装置、電源装置、及びＸ線発生装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子を放出する陰極と、電子が衝突することによりＸ線を発生させる陽極と、陰極に高電圧を印加する高圧電源部と、を備える工業用Ｘ線発生装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７８０６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ発生装置が備える電源部では、高電圧となる部品が、絶縁樹脂材料からなる封止部材により封止されている場合がある。しかしながら、絶縁樹脂材料で封止をした場合であっても、電源部内で絶縁破壊による放電が発生した結果、電源部が破損してしまうおそれがある。本発明者らの鋭意研究の結果、高電圧となる部品のうち、特に絶縁トランスの二次側コイルを起点として絶縁破壊が生じている可能性が高いことが確認された。
【０００５】
本発明は、絶縁トランスの二次側コイルを起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができるＸ線発生装置、電源装置、及びＸ線発生装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＸ線発生装置は、電子ビームを出射する電子銃と、電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲットと、電子銃に電圧を印加する電源部と、を備え、電源部は、第１制御部と、第１制御部から供給された電圧を昇圧する昇圧部と、第１制御部と電気的に接続された一次側コイル、昇圧部と電気的に接続された二次側コイル、及び二次側コイルを支持する支持部材を含む絶縁トランスと、電子銃と電気的に接続され、昇圧部及び絶縁トランスで昇圧された電圧を電子銃に印加する給電部と、昇圧部及び絶縁トランスを封止する封止部材と、を有し、支持部材は、第１絶縁樹脂材料からなり、封止部材は、第２絶縁樹脂材料からなり、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、第２絶縁樹脂材料の比誘電率の２５％以下である。
【０００７】
このＸ線発生装置では、電源部において、第１絶縁樹脂材料からなる支持部材によって絶縁トランスの二次側コイルが支持されており、第２絶縁樹脂材料からなる封止部材によって昇圧部及び絶縁トランスが封止されている。これらの第１絶縁樹脂材料及び第２絶縁樹脂材料は、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値が第２絶縁樹脂材料の比誘電率の２５％以下である関係を有している。これにより、二次側コイルから支持部材を介して絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。よって、このＸ線発生装置によれば、絶縁トランスの二次側コイルを起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができる。
【０００８】
本発明のＸ線発生装置では、絶縁トランスは、二次側コイルが巻かれたボビンを更に含み、ボビンは、第３絶縁樹脂材料からなり、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、第２絶縁樹脂材料の比誘電率と第３絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さくてもよい。これにより、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値が、第２絶縁樹脂材料の比誘電率と第３絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値以上である場合と比較して、二次側コイルから支持部材を介して絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
【０００９】
本発明のＸ線発生装置では、電源部は、昇圧部及び絶縁トランスで昇圧された電圧を給電部に供給する第２制御部を更に有し、第２制御部は、第４絶縁樹脂材料からなる基板を含み、封止部材は、昇圧部、絶縁トランス及び第２制御部を封止しており、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、第２絶縁樹脂材料の比誘電率と第４絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さくてもよい。これにより、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値が、第２絶縁樹脂材料の比誘電率と第４絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値以上である場合と比較して、二次側コイルから支持部材を介して絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１０】
本発明のＸ線発生装置では、第１絶縁樹脂材料及び第２絶縁樹脂材料は、同一の材料であってもよい。これにより、二次側コイルから支持部材を介して絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１１】
本発明のＸ線発生装置では、支持部材は、二次側コイルを支持する柱状部材であってもよい。支持部材として柱状部材を用いることで、電源部の製造の容易化を図ることができる。
【００１２】
本発明のＸ線発生装置では、支持部材は、一次側コイル及び二次側コイルを封止することにより、二次側コイルを支持していてもよい。これにより、二次側コイルが第１絶縁樹脂材料によって覆われるため、二次側コイルから支持部材を介して絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。
【００１３】
本発明の電源装置は、電子ビームを出射する電子銃、及び電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲットを備えるＸ線発生装置に用いられ、電子銃に電圧を印加する電源装置であって、第１制御部と、第１制御部から供給された電圧を昇圧する昇圧部と、第１制御部と電気的に接続された一次側コイル、昇圧部と電気的に接続された二次側コイル、及び二次側コイルを支持する支持部材を含む絶縁トランスと、電子銃と電気的に接続され、昇圧部及び絶縁トランスで昇圧された電圧を電子銃に印加する給電部と、昇圧部及び絶縁トランスを封止する封止部材と、を備え、支持部材は、第１絶縁樹脂材料からなり、封止部材は、第２絶縁樹脂材料からなり、第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、第２絶縁樹脂材料の比誘電率の２５％以下である。
【００１４】
この電源装置によれば、上記Ｘ線発生装置と同様の理由により、絶縁トランスの二次側コイルを起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができる。
【００１５】
本発明のＸ線発生装置の製造方法は、上記Ｘ線発生装置の製造方法であって、支持部材によって二次側コイルを支持することにより、絶縁トランスを構成する第１工程と、封止部材によって昇圧部及び絶縁トランスを封止する第２工程と、を備える。
【００１６】
このＸ線発生装置の製造方法によれば、絶縁トランスの二次側コイルを起点とした絶縁破壊の発生が抑制された上記Ｘ線発生装置を得ることができる。
【００１７】
本発明のＸ線発生装置の製造方法では、第１工程においては、第１絶縁樹脂材料からなる柱状部材である支持部材に二次側コイルを取り付けることにより、支持部材によって二次側コイルを支持し、第２工程においては、昇圧部及び絶縁トランスを成形型内に配置し、第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤を成形型内に流し込み、第２絶縁樹脂剤を硬化させることにより、封止部材によって昇圧部及び絶縁トランスを封止してもよい。支持部材として柱状部材を用いることで、第１工程の容易化を図ることができる。
【００１８】
本発明のＸ線発生装置の製造方法では、第１工程においては、一次側コイル及び二次側コイルを第１成形型内に配置し、第１絶縁樹脂材料からなる第１絶縁樹脂剤を第１成形型内に流し込み、第１絶縁樹脂剤を硬化させることにより、支持部材によって二次側コイルを支持し、第２工程においては、昇圧部及び絶縁トランスを第２成形型内に配置し、第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤を第２成形型内に流し込み、第２絶縁樹脂剤を硬化させることにより、昇圧部及び絶縁トランスを封止してもよい。これにより、支持部材を構成する第１絶縁樹脂材料によって二次側コイルを覆うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、絶縁トランスの二次側コイルを起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができるＸ線発生装置、電源装置、及びＸ線発生装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のＸ線発生装置の断面図である。
【図２】図１に示される電源部の一部分の斜視図である。
【図３】図１に示される電源部のブロック図である。
【図４】図１に示される電源部の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】図１に示される電源部の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】第２実施形態の電源部の斜視図である。
【図７】図６に示される電源部の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】図６に示される電源部の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】図６に示される電源部の製造方法の一工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［第１実施形態］
［Ｘ線発生装置の構成］
【００２２】
図１に示されるように、Ｘ線発生装置１は、電子銃２と、ターゲット部３と、筐体４と、排気管６と、電源部７と、を備えている。電子銃２は、電子ビームを出射する。ターゲット部３の先端には、電子ビームが入射することによりＸ線を出射するターゲット３１が設けられている。一例として、ターゲット３１は、タングステンからなり、円板状を呈している。筐体４は、電子ビーム及びＸ線が通過する通路４０を画定しており、通路４０を真空引きされた状態に維持する。筐体４は、窓部５を有している。窓部５は、ターゲット３１から出射されたＸ線を通路４０から外部に透過させる。排気管６は、筐体４に設けられている。排気管６には、真空ポンプ（図示省略）が接続される。電源部７は、後述する給電部７４の先端部（一端側）に固定された電子銃２に電圧を印加する。
【００２３】
筐体４は、窓部５に加え、下側筒状部４１と、上側筒状部４２と、ヘッド部４３と、を有している。一例として、下側筒状部４１及び上側筒状部４２は、それぞれ、ステンレスからなり、円筒状を呈している。下側筒状部４１の下端部には、電源部７が取り付けられている。下側筒状部４１は、電源部７上に立設された電子銃２を収容している。下側筒状部４１の側壁には、排気管６が設けられている。上側筒状部４２は、ヒンジ部４ａを介して下側筒状部４１の上端部上に立設されている。上側筒状部４２を下側筒状部４１に対して傾動させることにより、下側筒状部４１の上側開口から、電子銃２に設けられたフィラメント等を交換することができる。上側筒状部４２の内部には、複数のコイル部４９が設けられている。複数のコイル部４９は、電磁偏向レンズとして機能し、電子銃２からターゲット３１に向かって通路４０を進行する電子ビームをターゲット３１に集束させる。
【００２４】
ヘッド部４３は、上側筒状部４２の上端部上に設けられている。ヘッド部４３には、外部と通路４０とを連通するターゲット挿入部４８が形成されている。ターゲット挿入部４８には、ターゲット部３が挿入されている。ターゲット部３は、ヘッド部４３に対して着脱可能である。ターゲット３１は、電子銃２及び窓部５のそれぞれと対向するように傾斜した状態で通路４０に露出している。通路４０のうち、電子銃２とターゲット３１とが対向する部分が電子ビーム通路４０ａであり、ターゲット３１と窓部５とが対向する部分がＸ線通路４０ｂである。電子ビーム通路４０ａは、下側筒状部４１、上側筒状部４２及びヘッド部４３に形成されている。Ｘ線通路４０ｂは、ヘッド部４３に形成されている。電子ビーム通路４０ａ及びＸ線通路４０ｂは、ヘッド部４３において接続されている。ターゲット部３の側面には、複数のＯリング３２が設けられている。これにより、ターゲット部３とターゲット挿入部４８との間の空間が気密に封止されている。
【００２５】
Ｘ線発生装置１においては、真空ポンプによって排気管６を介して通路４０が真空引きされた状態で、電源部７によって電子銃２に電圧が印加され、電子銃２から電子ビーム通路４０ａに電子ビームが出射されると、当該電子ビームが複数のコイル部４９によってターゲット３１に集束させられる。電子ビームがターゲット３１に入射し、ターゲット３１からＸ線通路４０ｂにＸ線が出射されると、当該Ｘ線が窓部５を透過して外部に出射される。
［電源部の構成］
【００２６】
図２及び図３に示されるように、電源部７は、第１制御部７１と、昇圧部７２と、複数の絶縁トランス８Ａ，８Ｂと、第２制御部７３と、給電部７４と、封止部材７５と、高圧トランス７６と、ケース７７と、を有している。
【００２７】
第１制御部７１は、外部のＰＣ（Personal  Computer）等と電気的に接続される。第１制御部７１は、ＰＣ等から送信される指示に従い、電源部７の出力電圧等を制御する。
【００２８】
昇圧部７２は、第１制御部７１から供給された電圧を昇圧するコッククロフトである。昇圧部７２は、高圧トランス７６と電気的に接続されている。高圧トランス７６は、第１制御部７１と電気的に接続されており、第１制御部７１から供給された交流の電圧を昇圧する。昇圧部７２は、高圧トランス７６で昇圧された電圧を更に昇圧する。なお、昇圧部７２において、昇圧の際に交流であった電圧は直流に変換される。
【００２９】
絶縁トランス８Ａは、電子銃２のウェネルト電極２１に電圧を印加する。絶縁トランス８Ｂは、電子銃２の熱カソード２２に電圧を印加する。絶縁トランス８Ｂの構成は、絶縁トランス８Ａの構成と同様であるため、以下、絶縁トランス８Ａの構成について説明し、絶縁トランス８Ｂの構成についての説明を省略する。絶縁トランス８Ａは、一次側コイル８１と、二次側コイル８２と、鉄芯８３と、ボビン８４と、支持部材８５と、を含んでいる。一次側コイル８１は、第１制御部７１と電気的に接続されている。二次側コイル８２は、昇圧部７２と電気的に接続されている。一例として、鉄芯８３は、フェライトからなり、四角枠状を呈している。鉄芯８３のうち少なくとも第１辺部８３ａは、絶縁材料からなる。第１辺部８３ａは、接地電位とされた支持板８６に固定されている。鉄芯８３において第１辺部８３ａと反対側の第２辺部８３ｂには、一次側コイル８１が巻かれている。なお、一次側コイル８１及び鉄芯８３は、絶縁材料からなるカバー（図示省略）によって覆われている。
【００３０】
ボビン８４は、第３絶縁樹脂材料からなり、例えば円環状を呈している。二次側コイル８２は、ボビン８４の周方向に沿ってボビン８４の外周面に巻かれている。支持部材８５は、二次側コイル８２を支持する柱状部材であって、第１絶縁樹脂材料からなる。支持部材８５は、例えば第１絶縁樹脂材料からなる板状部材をジグザグ状に延在させることで、放電時における沿面距離を大きくすることにより、耐電圧能を向上させた形状を呈している。支持部材８５の一端側は、支持板８６に固定されている。支持部材８５の他端側には、二次側コイル８２が巻かれたボビン８４が、絶縁材料（例えば、ボビン８４、支持部材８５等と同じ材料）からなるボルトによって取り付けられている。支持部材８５は、鉄芯８３の第２辺部８３ｂがボビン８４の内側の中心を挿通するようにボビン８４を支持することで、二次側コイル８２を支持している。
【００３１】
第２制御部７３は、絶縁トランス８Ａ，８Ｂで昇圧された電圧を直流に変換し、その直流に変換した電圧及び昇圧部７２で昇圧された電圧を給電部７４に供給する。第２制御部７３は、基板７３ａを含んでいる。基板７３ａは、電子部品が搭載された回路基板である。基板７３ａは、第４絶縁樹脂材料からなる。
【００３２】
給電部７４は、先端部（一端側）において電子銃２が固定されており、基端部（他端側）において封止部材に固定されている。給電部７４は、筒状を呈しており、絶縁材料からなる。給電部７４は、昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂで昇圧された電圧を、第２制御部７３を介して電子銃２に印加する給電配線（図示省略）を内部空間に封入している。なお、給電部７４を構成する絶縁材料は、封止部材７５の材料と同じでもよいし、封止部材７５の材料と異なっていてもよい。また、給電部７４の絶縁材料が封止部材７５の材料と同じである場合は、給電部７４と封止部材７５とを一体に成形してもよいし、給電部７４及び封止部材７５のそれぞれを別体に成形してから接合してもよい。
【００３３】
ここで、電源部７による電子銃２への電圧の印加の一例について詳細に説明する。図３に示されるように、高圧トランス７６は、第１制御部７１から供給された最大１００Ｖ程度の交流の電圧信号を−数ｋＶから−十数ｋＶまで昇圧する。昇圧部７２は、高圧トランス７６で昇圧された電圧信号を、更に−数百ｋＶまで昇圧する。また、昇圧の際に交流であった電圧信号は直流に変換される。絶縁トランス８Ａ，８Ｂは、第２制御部７３及び給電部７４を介して、昇圧部７２で昇圧された電圧（−数百ｋＶ）に基づく基準電位上において、ウェネルト電極２１に例えば最大−１５００Ｖを印加する。また、絶縁トランス８Ａ，８Ｂは、第２制御部７３及び給電部７４を介して、昇圧部７２で昇圧された電圧（−数百ｋＶ）に基づく基準電位上において、熱カソード２２に例えば−数Ｖを印加する。なお、図３では、電源部７のうち高電圧となる部分が太線で表示されている。
【００３４】
封止部材７５は、昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を封止している。また、支持板８６においては、少なくとも、二次側コイル８２と対向する側の面は、封止部材７５に封止されている。封止部材７５は、第２絶縁樹脂材料からなり、例えば略直方体状を呈している。封止部材７５は、高電圧となる昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３の電気的な絶縁を保つ機能を有している。なお、第１制御部７１及び高圧トランス７６は、電源部７において封止部材７５の外部に設けられている。また、封止部材７５は、図３に示されるように、ケース７７に収容されている。一例として、ケース７７は、金属材料からなる電源部７における外部筐体であり、矩形箱状を呈している。
【００３５】
ここで、支持部材８５を構成する第１絶縁樹脂材料（以下、単に「支持部材８５の材料」という）、封止部材７５を構成する第２絶縁樹脂材料（以下、単に「封止部材７５の材料」という）、ボビン８４を構成する第３絶縁樹脂料（以下、単に「ボビン８４の材料」という）、及び第２制御部７３の基板７３ａを構成する第４絶縁樹脂材料（以下、単に「基板７３ａの材料」という）の関係について説明する。なお、本実施形態における比誘電率とは、対象物質の誘電率を真空の誘電率で除算した値である。
【００３６】
支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率の２５％以下である。換言すれば、支持部材８５の材料の比誘電率は、封止部材７５の材料の比誘電率の７５％以上１２５％以下の範囲に含まれる。具体的には、例えば、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、０以上１．０以下であってもよい。また、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率とボビン８４の材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さい。更に、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率と基板７３ａの材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さい。また、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値は、１×１０15［Ω・ｍ］以下である。そして、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の体積抵抗率とボビン８４の材料の体積抵抗率との差の絶対値よりも小さい。更に、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の体積抵抗率と基板７３ａの材料の体積抵抗率との差の絶対値よりも小さい。
【００３７】
本実施形態では、支持部材８５の材料及び封止部材７５の材料は、同一の材料であって、例えば、エポキシ樹脂である。つまり、本実施形態では、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率とは等しい。また、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率とは等しい。また、ボビン８４の材料は、例えば、ＰＥＥＫであり、基板７３ａの材料は、例えば、ガラスエポキシ樹脂である。
［電源部の製造方法］
【００３８】
まず、図４に示されるように、支持部材８５によって二次側コイル８２を支持することにより、絶縁トランス８Ａ，８Ｂを構成する（第１工程）。具体的には、まず、一次側コイル８１、二次側コイル８２、鉄芯８３及びボビン８４を用意する。ボビン８４の穴には鉄芯８３が通され、鉄芯８３の第１辺部８３ａは支持板８６に固定されている。次に、支持部材８５の一端側を支持板８６に固定し、支持部材８５の他端側に二次側コイル８２が巻かれたボビン８４を固定する。これにより、支持部材８５に二次側コイル８２が支持され、絶縁トランス８Ａ，８Ｂが構成される。
【００３９】
続いて、図５に示されるように、封止部材７５によって昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を封止する（第２工程）。具体的には、まず、昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を成形型Ｍ内に配置する。次に、第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤ｒ２を成形型Ｍ内に流し込み、第２絶縁樹脂剤ｒ２を硬化させる。これにより、封止部材７５によって昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３が封止され、図２に示される電源部７が得られる。
［作用及び効果］
【００４０】
Ｘ線発生装置１では、電源部７において、支持部材８５によって絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２が支持されており、封止部材７５によって昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂが封止されている。支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率の２５％以下である。これにより、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。よって、このＸ線発生装置１によれば、絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができる。特に、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値が、０以上１．０以下である場合、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのをより抑制することができる。なお、二次側コイル８２から支持部材８５を介した絶縁破壊の抑制は、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値が、１×１０15［Ω・ｍ］以下である場合に、特に効果がある。
【００４１】
ここで、従来例との比較について説明する。例えば、従来の支持部材８５の材料が一般的に用いられるガラスエポキシ樹脂である場合、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率の約３０％となる。その場合、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じ得る。これに対し、Ｘ線発生装置１によれば、絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができる。なお、二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生の抑制は、電源部７で使用される電圧が、絶対値で１００ｋＶ以上、特に絶対値で２００ｋＶ以上である場合に、特に効果がある。
【００４２】
また、Ｘ線発生装置１では、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率とボビン８４の材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さい。これにより、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の比誘電率とボビン８４の材料の比誘電率との差の絶対値以上である場合と比較して、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。なお、二次側コイル８２から支持部材８５を介した絶縁破壊の抑制は、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の体積抵抗率とボビン８４の材料の体積抵抗率との差の絶対値よりも小さい場合に、特に効果がある。
【００４３】
例えば、従来の支持部材８５の材料が一般的に用いられるガラスエポキシ樹脂である場合、ボビン８４の材料はＰＥＥＫであるため、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率とボビン８４の材料の比誘電率との差の絶対値よりも大きい。その場合、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じ得る。Ｘ線発生装置１によれば、このような絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００４４】
また、Ｘ線発生装置１では、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率と基板７３ａの材料の比誘電率との差の絶対値よりも小さい。これにより、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の比誘電率と基板７３ａの材料の比誘電率との差の絶対値以上である場合と比較して、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。なお、二次側コイル８２から支持部材８５を介した絶縁破壊の抑制は、支持部材８５の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の体積抵抗率と基板７３ａの材料の体積抵抗率との差の絶対値よりも小さい場合に、特に効果がある。
【００４５】
例えば、従来の支持部材８５の材料が基板７３ａの材料と同一のガラスエポキシ樹脂である場合、支持部材８５の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値は、封止部材７５の材料の比誘電率と基板７３ａの材料の比誘電率との差の絶対値と等しい。その場合、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じ得る。Ｘ線発生装置１によれば、このような絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００４６】
また、Ｘ線発生装置１では、支持部材８５の材料及び封止部材７５の材料が、同一の材料である。これにより、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
【００４７】
また、Ｘ線発生装置１では、支持部材８５が、二次側コイル８２を支持する柱状部材である。支持部材８５として柱状部材を用いることで、電源部７の製造の容易化を図ることができる。また、支持部材８５が、封止部材７５の内部で立設される柱状部材でありながらも、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。
【００４８】
また、Ｘ線発生装置１の製造方法は、支持部材８５によって二次側コイル８２を支持することにより、絶縁トランス８Ａ，８Ｂを構成する第１工程と、封止部材７５によって昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂを封止する第２工程と、を備える。Ｘ線発生装置１の製造方法によれば、上記Ｘ線発生装置１と同様の理由により、絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができる。
【００４９】
Ｘ線発生装置１の製造方法では、第１工程においては、第１絶縁樹脂材料からなる柱状部材である支持部材８５に、二次側コイル８２を取り付けることにより、支持部材８５によって二次側コイル８２を支持する。第２工程においては、昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂを成形型Ｍ内に配置し、第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤を成形型Ｍ内に流し込み、第２絶縁樹脂剤ｒ２を硬化させることにより、封止部材７５によって昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂを封止する。支持部材８５として柱状部材を用いることで、二次側コイル８２を適切に支持した状態で封止部材７５による封止を行えるため、第１工程の容易化を図ることができる。
［第２実施形態］
［電源部の構成］
【００５０】
第２実施形態のＸ線発生装置１は、電源部７の構成が異なる点（具体的には、絶縁トランス８Ａの支持部材８７が、一次側コイル８１及び二次側コイル８２を封止することにより二次側コイル８２を支持している点）で、第１実施形態のＸ線発生装置１と相違している。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明する。
【００５１】
図６に示される絶縁トランス８Ａは、一次側コイル８１と、二次側コイル８２と、鉄芯８３と、ボビン８４と、支持部材８７と、を含んでいる。支持部材８７は、一次側コイル８１に対して二次側コイル８２が所定の距離をもって離間した状態で固定されるように、一次側コイル８１及び二次側コイル８２を封止することにより二次側コイル８２を支持している。より詳細には、支持部材８７は、鉄芯８３の第２辺部８３ｂがボビン８４の内側の中心を挿通し、且つ一次側コイル８１に対して二次側コイル８２が所定の距離をもって離間するような配置関係であって、二次側コイル８２が支持部材８７中に浮いた状態で固定されるように、一次側コイル８１、二次側コイル８２、鉄芯８３及びボビン８４を封止している。つまり、第２実施形態の二次側コイル８２の支持に関しては、第１実施形態の支持部材８５のような立設部材を備えるのではなく、支持部材８７による封止が二次側コイル８２の支持を兼ねている。支持部材８７は、第１絶縁樹脂材料（以下、単に「支持部材８７の材料」という）からなり、例えば直方体状を呈している。本実施形態では、支持部材８７の材料及び封止部材７５の材料は、同一の材料であって、例えば、エポキシ樹脂である。
【００５２】
封止部材７５は、昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を封止している。絶縁トランス８Ａ，８Ｂの封止においては、一次側コイル８１、二次側コイル８２、鉄芯８３及びボビン８４を封止している支持部材８７が、更に封止部材７５によって封止されている。
［電源部の製造方法］
【００５３】
まず、図７に示されるように、支持部材８７によって二次側コイル８２を支持することにより、絶縁トランス８Ａ，８Ｂを構成する（第１工程）。具体的には、まず、一次側コイル８１、二次側コイル８２、鉄芯８３、ボビン８４及び支持板８６を第１成形型Ｍ１内に配置する。ここで、第１成形型Ｍ１には、二次側コイル８２及びボビン８４を保持するための保持具Ｈが固定されている。二次側コイル８２及びボビン８４は、保持具Ｈに取り付けられ、一次側コイル８１、鉄芯８３及び支持板８６は、鉄芯８３の第２辺部８３ｂがボビン８４の中心を通るように第１成形型Ｍ１に固定される。次に、第１絶縁樹脂材料からなる第１絶縁樹脂剤ｒ１を第１成形型Ｍ１内に流し込み、第１絶縁樹脂剤ｒ１を硬化させることにより、支持部材８７によって二次側コイル８２を支持する。このようにして、図８に示されるように、二次側コイル８２が支持部材８７中に浮いた状態で固定されるように、支持部材８７に二次側コイル８２が支持された絶縁トランス８Ａ，８Ｂが構成される。保持具Ｈは、第１絶縁樹脂剤ｒ１の硬化後、支持部材８７から除去される。そのため、支持部材８７は、所定の側（図８においては上側）にある面８７Ａに、保持具Ｈに相当する部分に窪みＣを有することとなる。また、二次側コイル８２のうち、保持具Ｈで覆われていた部分は、支持部材８７（第１絶縁樹脂剤ｒ１）には封止されず、窪みＣから露出した状態となっている。
【００５４】
続いて、図９に示されるように、封止部材７５によって、昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を封止する（第２工程）。具体的には、まず、昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を第２成形型Ｍ２内に配置する。絶縁トランス８Ａ，８Ｂについては、一次側コイル８１、二次側コイル８２、鉄芯８３、ボビン８４及び支持板８６が封止された状態の支持部材８７が第２成形型Ｍ２内に配置される。その際、支持部材８７は、窪みＣを有する面８７Ａが、第２成形型Ｍ２の内側（中心側）に向くように配置される。次に、第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤ｒ２を第２成形型Ｍ２内に流し込み、第２絶縁樹脂剤ｒ２を硬化させることにより、昇圧部７２、絶縁トランス８Ａ，８Ｂ及び第２制御部７３を封止する。その際、窪みＣも第２絶縁樹脂剤ｒ２で封止されるため、窪みＣから露出していた二次側コイル８２も封止される。これにより、図６に示される電源部７が得られる。
［作用及び効果］
【００５５】
Ｘ線発生装置１は、第１実施形態のＸ線発生装置１と同様の理由により、絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。また、Ｘ線発生装置１では、支持部材８７が、一次側コイル８１及び二次側コイル８２を封止することにより、二次側コイル８２を支持している。これにより、二次側コイル８２が支持部材８５の材料によって覆われるため、二次側コイル８２から支持部材８５を介して絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。
【００５６】
また、Ｘ線発生装置１の製造方法によれば、第１実施形態のＸ線発生装置１の製造方法と同様の理由により、絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生が抑制されたＸ線発生装置１を得ることができる。
【００５７】
また、Ｘ線発生装置１の製造方法では、第１工程において、一次側コイル８１及び二次側コイル８２を第１成形型Ｍ１内に配置し、第１絶縁樹脂材料からなる第１絶縁樹脂剤ｒ１を第１成形型Ｍ１内に流し込み、第１絶縁樹脂剤ｒ１を硬化させることにより、支持部材８７によって二次側コイル８２を支持する。第２工程においては、昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂを第２成形型Ｍ２内に配置し、第２絶縁樹脂材料からなる第２絶縁樹脂剤ｒ２を第２成形型Ｍ２内に流し込み、第２絶縁樹脂剤ｒ２を硬化させることにより、昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂを封止する。これにより、支持部材８５を構成する第１絶縁樹脂材料によって二次側コイル８２を覆うことができる。特に、第２工程においては、支持部材８７が、窪みＣを備えた面８７Ａが第２成形型Ｍ２の内側（中心側）に向くように配置される。このように、電源部７における高電圧領域（特に、昇圧部７２、二次側コイル８２及び第２制御部７３の配置領域）、及び当該高電圧領域における第１絶縁樹脂材料と第２絶縁樹脂材料との界面を、支持部材８７の内側（中心側）に配置することで、耐電圧能を向上させ、絶縁破壊が生じるのをより確実に抑制することができる。
［変形例］
【００５８】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、支持部材８５，８７の材料、及び封止部材７５の材料は、支持部材８５，８７の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値が、封止部材７５の比誘電率の２５％以下であれば、上述したものに限定されない。一例として、支持部材８５，８７の材料及び封止部材７５の材料は、同一の材料でなくてもよい。また、支持部材８５，８７の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の比誘電率とボビン８４の材料の比誘電率との差の絶対値以上であってもよい。また、支持部材８５，８７の材料の比誘電率と封止部材７５の材料の比誘電率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の比誘電率と基板７３ａの材料の比誘電率との差の絶対値以上であってもよい。また、支持部材８５，８７の材料、及び封止部材７５の材料は、支持部材８５，８７の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値が、１×１０15［Ω・ｍ］以下であれば、上述したものに限定されない。一例として、支持部材８５，８７の材料及び封止部材７５の材料は、同一の材料でなくてもよい。また、支持部材８５，８７の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の体積抵抗率とボビン８４の材料の体積抵抗率との差の絶対値以上であってもよい。また、支持部材８５，８７の材料の体積抵抗率と封止部材７５の材料の体積抵抗率との差の絶対値が、封止部材７５の材料の体積抵抗率と基板７３ａの材料の体積抵抗率との差の絶対値以上であってもよい。
【００５９】
上述した実施形態では、一次側コイル８１が二次側コイル８２の内側を通るように、支持部材８５，８７が二次側コイル８２を支持する構成を例示したが、支持部材８５，８７は、二次側コイル８２を支持するように構成されていればよい。また、第１実施形態の支持部材８５は、ジグザグ状に限られず、例えば直線状の柱状部材であってもよく、また、板状に限らず、円柱状、多角形柱状等であってもよい。
【００６０】
昇圧部７２は、コッククロフトに限定されず、例えば、コッククロフトと同じくコンデンサ及びダイオードを用いた昇圧回路、デロン・グライナッヘル回路、ビラード回路、チンメルマン（若しくはウィトカ）回路、シェンケンの多段整流回路等であってもよい。
【００６１】
上述した実施形態では、電源部７が２つの絶縁トランス８Ａ，８Ｂを有する構成を例示したが、絶縁トランスの数は、例えば１つでもよく、また３つ以上であってもよい。また、二次側コイル８２の周囲を絶縁性材料からなるカバーで包囲することで、さらに二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生を抑制してもよい。
【００６２】
上述した実施形態では、Ｘ線発生装置１は、ターゲット３１に電子ビームが入射する側に、ターゲット３１で発生したＸ線が出射される反射型の装置であったが、ターゲット３１に電子ビームが入射する側とは反対側に、ターゲット３１で発生したＸ線が出射される透過型の装置であってもよい。また、上述した実施形態では、Ｘ線発生装置１は、筐体４の内部を開閉することのできる開放型の装置であったが、真空密封型の装置であってもよい。
【００６３】
上述した実施形態では、電源部７は、Ｘ線発生装置１の構成物品であったが、例えば電源装置として単体で構成されてもよい。当該電源装置によっても、上述した第１，２実施形態のＸ線発生装置１と同様に、絶縁トランス８Ａ，８Ｂの二次側コイル８２を起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１…Ｘ線発生装置、２…電子銃、７…電源部、８Ａ，８Ｂ…絶縁トランス、３１…ターゲット、７１…第１制御部、７２…昇圧部、７３…第２制御部、７４…給電部、７５…封止部材、８１…一次側コイル、８２…二次側コイル、８４…ボビン、８５，８７…支持部材、７３ａ…基板、Ｍ…成形型、Ｍ１…第１成形型、Ｍ２…第２成形型、ｒ１…第１絶縁樹脂剤、ｒ２…第２絶縁樹脂剤。
【要約】
【課題】絶縁トランスの二次側コイルを起点とした絶縁破壊の発生を抑制することができるＸ線発生装置、電源装置、及びＸ線発生装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｘ線発生装置１は、電子銃に電圧を印加する電源部７を備える。電源部７は、第１制御部と、昇圧部７２と、第１制御部と電気的に接続された一次側コイル８１、昇圧部７２と電気的に接続された二次側コイル８２、及び二次側コイル８２を支持する支持部材８５を含む絶縁トランス８Ａ，８Ｂと、昇圧部７２及び絶縁トランス８Ａ，８Ｂを封止する封止部材７５と、を有する。支持部材８５は、第１絶縁樹脂材料からなり、封止部材７５は、第２絶縁樹脂材料からなる。第１絶縁樹脂材料の比誘電率と第２絶縁樹脂材料の比誘電率との差の絶対値は、第２絶縁樹脂材料の比誘電率の２５％以下である。
【選択図】図２【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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