JP2002231496A

JP2002231496A - Ｘ線高電圧装置

Info

Publication number: JP2002231496A
Application number: JP2001020406A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishiyama; 文雄石山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、高圧切換器を小型化し、グリッド
制御回路も内蔵することで、省スペースながら、廉価で
パルスＸ線出力にも対応できるＸ線高電圧装置を提供す
る。【解決手段】Ｘ線高電圧装置は、高電圧を発生させる
高電圧生成手段と、前記高電圧生成手段での高電圧出力
に基づき、Ｘ線を曝射する複数のＸ線管と、複数の前記
Ｘ線管毎に各々設けられ、各々の前記Ｘ線管を各々加熱
する複数のフィラメント加熱トランスと、前記高電圧出
力を、複数の各前記Ｘ線管毎に切換る第１の切換手段
と、前記複数のフィラメント加熱トランスの一次側に設
けられ、複数の各前記フィラメント加熱トランスを前記
第１の切換手段の切換に応じて切換る第２の切換手段
と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、診断用Ｘ線装置な
どに用いられるＸ線高電圧装置に関し、特に、制御電極
としてグリッドを備えたＸ線管に高電圧を供給するＸ線
高電圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のＸ線高電圧装置として、例えば
図５に示すような装置がある。図５は、この従来例の構
成を示す回路図である。

【０００３】図５において、Ｘ線高電圧装置３０１は、
商用交流電源３、商用交流電源３を整流平滑して直流電
圧を出力する整流平滑回路（ＡＣ／ＤＣ）５、直流電圧
を交流電圧に変換するインバータ回路（ＤＣ／ＡＣ）
７、交流電圧を所定の高電圧に変換する高電圧トランス
９、交流の高電圧を整流する高圧整流回路１１ａ・１１
ｂ、アノードＡ・カソードＫを備えるＸ線管１３、フィ
ラメント加熱トランス２１、フィラメント加熱トランス
２１を励磁してＸ線管１３のフィラメントを加熱するフ
ィラメント加熱回路１９、信号ａ、ｂによりインバータ
回路７・フィラメント加熱回路１９を制御する制御回路
１７を備えている。

【０００４】先ず、交流電源３などから供給された交流
電圧は、整流平滑回路５で直流に変換された後、インバ
ータ回路７に入力される。

【０００５】制御回路１７の信号ａによりインバータ回
路７が動作を開始すると、インバータ回路７に入力され
た直流電圧は交流電圧に変換されて高電圧トランス９の
一次巻線に入力される。高電圧トランス９で昇圧された
交流電圧は、二次巻線から出力され、高圧整流回路１１
ａ側にはプラスの高電圧が、高圧整流回路１１ｂ側に
は、マイナスの高電圧が得られる。これらの各々の直流
電圧は、高圧ケーブルの浮遊容量１５ａ、１５ｂにより
平滑され、Ｘ線管１３のアノードＡとカソードＫに印加
される。

【０００６】一方、制御回路１７の信号ｂに基づき、フ
ィラメント加熱回路１９が作動すると、フィラメント加
熱回路１９は交流電圧を発生し、フィラメント加熱トラ
ンス２１の一次巻線を励磁する。フィラメント加熱トラ
ンス２１の二次側に誘導された交流電圧により、Ｘ線管
８のカソード側に配置されたフィラメントに電流が流
れ、フィラメントから熱電子が放出される。

【０００７】フィラメントが加熱された状態でＸ線管１
３のアノードＡ―カソードＫ間に高電圧が印加される
と、フィラメントから放出した熱電子が高電圧で加速さ
れ、アノードに衝突する時に制動Ｘ線を発生する。

【０００８】次に、インバータ回路７の動作が停止する
と、高電圧トランス９の２次電圧はゼロになるので、Ｘ
線管１３のアノードＡーカソードＫ間には電流が流れな
くなり、Ｘ線の照射は停止する。

【０００９】このように、インバータ回路７を起動・停
止させることによりＸ線管１３の電流をオン／オフする
ことができる。

【００１０】ところで、汎用Ｘ線高電圧装置において
は、１つのＸ線管あたり２つのフィラメントを持ち、ま
た、１台のＸ線高電圧装置にＸ線管を２本（２管球）な
いし３本接続するのが一般的である。

【００１１】図６には、２つのフィラメントを備えたＸ
線管を２本接続できる従来のＸ線高電圧装置の例が開示
されている。なお、図５と重複する部分には同じ符号を
付けてある。以下、図６の動作について特に、図５と異
なる部分を説明する。

【００１２】図６のＸ線高電圧装置４０１では、図５に
示す構成に比して、アノードＡ・カソードＫ（コモンＣ
・ラージＬ・スモールＳ）を備える２本のＸ線管１４
ａ、１４ｂと、Ｘ線管１４ａ・１４ｂを選択するための
高圧切換器３０ａ・３０ｂと、を備えている。さらに、
フィラメント加熱回路２３の出力は、２つのフィラメン
ト加熱トランス２１ａ、２１ｂに接続されている。

【００１３】高圧切換器３０ａは、Ｘ線管１２ａのアノ
ード側の１接点と、Ｘ線管１２ａのカソード側のコモン
Ｃ、ラージＬ、スモールＳの各端子に対応するように配
設された３接点と、を有している。

【００１４】このような構成のＸ線高電圧装置４０１に
おいて、高圧切換器３０ａ、３０ｂのいずれかがオフす
ることで、高圧整流回路１１ａ、１１ｂで整流された高
圧の直流電圧は、２本のＸ線管１４ａ、１４ｂに振り分
けられる。

【００１５】高圧切換器３０ａが閉じた場合は、高圧整
流回路１１ａ、１１ｂで整流された電圧が、高圧ケーブ
ルの浮遊容量１５ａ、１５ｂにより平滑され、Ｘ線管１
４ａのアノードＡとカソードのコモンＣ（コモン）間に
印加される。そして、制御回路１７の信号ｂに基づき、
フィラメント加熱回路２３が作動すると、フィラメント
加熱トランス２１ａ、２１ｂが励磁され、トランスの二
次コイルに誘導された交流電圧は、高圧切換器２５ａを
介してＸ線管１４ａのフィラメントを加熱する。

【００１６】同様にして、高圧切換器３０ｂが閉じた場
合は、整流された電圧が、高圧ケーブルの浮遊容量１５
ｃ、１５ｄにより平滑され、Ｘ線管１４ｂのアノードＡ
とカソードのコモンＣ間に印加される。そして、制御回
路１７の信号ｂに基づき、高圧切換器２５ｂを介してＸ
線管１４ｂのフィラメントを加熱する。

【００１７】これにより、高圧切換器３０ａ・３０ｂを
オン、オフさせることで、Ｘ線管１４ａ、１４ｂを切換
ることができる。

【００１８】このようなＸ線高電圧装置に用いられる高
圧切換器の構造を図７（Ａ）（Ｂ）に示す。図７（Ａ）
（Ｂ）に示すように、高圧切換器５０１は、複数の高圧
ソケット５０２と、これらの各高圧ソケット５０２の下
方に突設された固定接点５０５と、例えばソレノイド等
によりこの固定接点５０５に接触可能な可動接点５０４
と、これらの各高圧ソケット５０２並びにソレノイドな
どを支持する支持部材５０３と、を備えている。そし
て、高圧ケーブル、高圧ソケット５０２、プラグを使っ
て、Ｘ線管をＸ線高電圧装置に接続する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の複数のＸ線管を有するＸ線高電圧装置では、い
ずれか１つのＸ線管を選択するための高圧切換器におけ
る接点数は、アノード側は１接点でよいが、Ｘ線管のカ
ソード側にコモンＣ、ラージＬ、スモールＳの３端子を
有するため、都合３接点が必要であった。

【００２０】また、フィラメント加熱トランスの出力
は、低電圧・大電流負荷（例えば、３〜２０Ｖ、１．５
〜６Ａ）を必要とするため、接点圧を上げ接触抵抗を減
らす必要がある。そのため、低電圧大電流の開閉は、接
点を大きくする必要があり、高圧切換器は機構的に大型
の装置となってしまう。

【００２１】さらに、Ｘ線高電圧装置では、一般に高電
圧が使用されるために図７（Ａ）に示す露出した可動接
点の先端部の付近に他の部材が接近すると放電を起こし
てしまう。そのため、このような切換器においては、可
動接点の周囲の所定空間内に他の部材が接近するもしく
は存在することのないように、空間を確保しなければな
らなかった。

【００２２】特に、切換器自体も大きいことに加えて、
前記空間を確保するために、接点を形成するために必要
な占有領域は、高電圧発生装置全体の体積の約半分を占
めるほどの領域を有してしまい、Ｘ線高電圧装置の占有
領域は膨大なものとなっていた。

【００２３】また、近年、Ｘ線透視時の被爆線量低減の
観点から、デジタル画像の取り込みに同期させてパルス
状のＸ線を発生させるパルスＸ線出力機能を有するＸ線
高電圧装置が求められているが、従来のような大きな３
接点用高圧切換器を持つ構造では、パルスＸ線を得るた
めのグリッド制御回路を高電圧発生回路内部に組み込む
ことが困難である。このグリッド制御回路は、前記グリ
ッド端子の電圧を変えることでＸ線をオン・オフして曝
射及び停止を行うものである。

【００２４】このため、従来は、図６に示すＸ線高電圧
装置の外に、別途専用にグリッド制御回路を設けてい
た。そして、従来のような外付けのグリッド制御回路
を、カソード側に３接点有するＸ線管を備えたＸ線高電
圧装置に接続しようとする場合には、グリッド制御回路
はその性質上マイナス側に接続する必要があるために、
配線上、高圧切換器のマイナス側に３本接続するととも
に、Ｘ線管のグリッド及びカソード側３端子の計４本の
接続を行い、高圧切換器のマイナス側からの出力を一旦
グリッド制御回路に入力し、前記グリッド制御回路を経
由してＸ線管に繋ぐというような配線構造となる。

【００２５】このように、Ｘ線管のマイナス側は３接点
を有するので、グリッド制御回路を組み込もうとする
と、回路として煩雑となり、かなり困難を伴う。

【００２６】特に、パルスＸ線出力機能を持ったＸ線高
電圧装置は大きく高価で、大病院の循環器診断にのみ用
いられていた。

【００２７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、高圧切換器を小型化
し、グリッド制御回路も内蔵することで、省スペースな
がら、廉価でパルスＸ線出力にも対応できるＸ線高電圧
装置を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、高電圧を発生させる高電
圧生成手段と、前記高電圧生成手段での高電圧出力に基
づき、Ｘ線を曝射する複数のＸ線管とが接続されるＸ線
高電圧装置であって、複数の前記Ｘ線管毎に各々設けら
れ、各々の前記Ｘ線管を各々加熱する複数のフィラメン
ト加熱トランスと、前記高電圧出力を、複数の各前記Ｘ
線管毎に切換る第１の切換手段と、前記複数のフィラメ
ント加熱トランスの一次側に設けられ、複数の各前記フ
ィラメント加熱トランスを前記第１の切換手段の切換に
応じて切換る第２の切換手段と、を含むことを特徴とし
ている。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
の一例について、図面を参照して具体的に説明する。

【００３０】［第１の実施の形態］（全体構成）先ず、本発明のＸ線高電圧装置の構成につ
いて、図１を参照して説明する。図１は、本発明による
Ｘ線高電圧装置の実施形態を示したブロック回路図であ
る。ただし、従来例と同一部分は同一符号を用いて説明
する。

【００３１】本実施形態における従来例との違いは、Ｘ
線管毎にフィラメント加熱トランスを設けたこと、各Ｘ
線管に供給するフィラメント加熱出力をフィラメント加
熱トランスの一次コイル側で切り換えるようにしたこ
と、２本接続されたＸ線管のうち１本はグリッドを備え
た３極Ｘ線管であること、３極線管を制御するためにグ
リッド制御回路を付加したことである。

【００３２】本例のＸ線高電圧装置１は、図１に示すよ
うに、商用交流電源３、商用交流電源３を整流平滑して
直流電圧を出力する整流平滑回路（ＡＣ／ＤＣ）５、直
流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（ＤＣ／Ａ
Ｃ）７、交流電圧を所定の高電圧に変換する高電圧トラ
ンス９、交流の高電圧を整流する高圧整流回路１１ａ・
１１ｂ、アノード（Ａ）、カソード（Ｋ）及びグリッド
（Ｇ）を備える３極のＸ線管１２ａ、Ｘ線管１２ａに接
続される高圧ケーブルの浮遊容量１５ａ・１５ｂ・１５
ｅ、Ｘ線管１２ａのグリッドを安定化させるグリッド制
御回路１６、アノード（Ａ）及びカソード（Ｋ）を備え
る２極のＸ線管１２ｂ、Ｘ線管１２ｂに接続される高圧
ケーブルの浮遊容量１５ｃ・１５ｄ、Ｘ線管１２ａ用に
設けられたフィラメント加熱トランス２１ａ・２１ｂ、
Ｘ線管１２ｂ用に設けられたフィラメント加熱トランス
２１ｃ・２１ｄ、Ｘ線管１２ａ・１２ｂを選択するため
の高圧切換器２４ａ・２４ｂ、フィラメント加熱トラン
ス２１ａ・２１ｂ・２１ｃ・２１ｄの一次側に設けられ
たフィラメント加熱出力先切換用のスイッチであるリレ
ー２５、フィラメント加熱回路２３、インバータ７をフ
ィラメント加熱信号ａに基づき制御し、フィラメント加
熱回路２３をインバータ動作信号ｂに基づき制御する制
御回路１７を備えている。

【００３３】なお、本実施形態の「高圧切換器」は、本
発明の「第１の切換手段」に対応し、本実施形態の「リ
レー」は、本発明の「第２の切換手段」に対応する。

【００３４】フィラメント加熱回路２３の出力は、２つ
のフィラメント加熱トランス２１ａ、２１ｂに接続され
ている。

【００３５】リレー２５は、低圧側では高圧絶縁の必要
がないので、通常のＰＣ板に実装できるようなリレーを
用いることが可能になる。

【００３６】本例では、一台のＸ線高電圧装置でＸ線管
１２ａ（第１管球）、Ｘ線管１２ｂ（第２管球）を使用
できるので、導入した１台のシステムを多目的に利用で
き、設備投資の低コスト化も図れるので、開業医等にも
購入が可能である。

【００３７】１台のＸ線高電圧装置に２本のＸ線管を使
用する場合、Ｘ線管１２ａ（第１管球）を消化管診断用
（例えば食道、胃、大腸等の検診目的）でパルス透視に
使用し、Ｘ線管１２ｂ（第２管球）を一般撮影用（例え
ば背後から胸部を撮影するような用途）に使用すること
が好ましい。その第一の理由は、Ｘ線管１２ａ（第１管
球）は、Ｘ線ＴＶ寝台などに、Ｘ線撮影のフィルムの搬
送機構、光学系、映像系などとともに、寝台上の支持部
材に取り付けられるようにして組み込まれているので、
消化管診断専用の用途以外の他の用途に通常使いずらい
からである。第二の理由は、初期の胃癌、胃潰瘍等の微
小患部を発見するには、細部まで撮影可能な専用のＸ線
管を使用する必要があるからである。

【００３８】なお、消化管診断では、撮影場所の位置決
めをし、造影剤の状態を見ながら撮影タイミングをとる
ために、Ｘ線透視とＸ線撮影を交互に繰り返す必要があ
る。このような場合に、透視像をモニター等で見る場合
には、被検者のＸ線被爆線量低減、透視画質向上の観点
から、弱いＸ線をパルス出力して動画を出すパルスＸ線
出力機能を有するＸ線高電圧装置を用いて、パルスＸ線
で透視を行うことが好ましい。このため、Ｘ線管１２ａ
（第１管球）を用いてＸ線透視を行う場合に、グリッド
制御が必要となる。

【００３９】一方、肺を撮影する時などに用いられる他
方のＸ線管１２ｂ（第２管球）は、例えば天井から釣り
下げる構成が一般的である。この場合、位置決めを行う
と直ちに撮影され、また、使用電圧も高い。加えて、肺
等の撮影には、心臓の鼓動の影響を防止するため撮影時
間をある程度短くする必要がある。

【００４０】（動作について）次に、上述のような構成
のＸ線高電圧装置の基本動作について、図１を参照しつ
つ説明する。なお、基本動作は、図６に示した例と同じ
であり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。

【００４１】交流電源３から高電圧を得る仕組みは従来
の装置と同様であり、商用交流電源３から得られた交流
は、ＡＣ／ＤＣ変換器（整流平滑回路）５により直流に
変換され、ＤＣ／ＡＣ変換回路であるインバータ回路７
に供給されている。

【００４２】ここで、Ｘ線管１２ａ・１２ｂの切換に
は、Ｘ線高電圧装置１の不図示の操作卓（操作パネル）
に基づき行う。乃ち、操作パネルに選択操作部があり、
診断目的に応じて、例えば消化管診断用ボタンを押下す
ると、一方のＸ線管１２ａ（第１管球）が選択され、他
方の肺等の一般撮影用ボタンを押下すると、他方のＸ線
管１２ｂ（第２管球）が選択される。

【００４３】すると、操作部から指示を受けて、不図示
の管球選択器が選択を行う。なお、管球選択器は、Ｘ線
高電圧装置内であっても、操作コンソール内に配置して
もよい。

【００４４】先ず、グリッド（Ｇ）端子を有するＸ線管
１２ａを使用する場合について説明すると、図示しない
Ｘ線管を選択するための管球選択器によって、高圧切換
器２４ａはオン、高圧切換器２４ｂはオフとなる。さら
に、フィラメント加熱出力切換用のリレー２５はオフと
なり、フィラメント加熱回路２３の出力は、Ｘ線管１２
ａ側に供給される。

【００４５】この状態で、Ｘ線撮影の開始を実行する
と、制御回路１７からのインバータ動作信号ａに基づ
き、インバータ回路７の動作により高電圧トランス９の
一次コイルを励磁する。高電圧トランス９の二次コイル
に誘起した昇圧された交流（高周波）電圧は、プラス側
は高圧整流回路１１ａで、マイナス側は高圧整流回路１
１ｂで直流に整流される。

【００４６】高圧切換器２４ａがオンとなっているの
で、高圧整流回路１１ａ、１１ｂで整流された電圧は、
高圧ケーブルの浮遊容量１５ａ、１５ｂ（高電圧ケーブ
ルの線間容量であるコンデンサ）により平滑され、Ｘ線
管１２ａのアノードＡとカソードのコモンＣ間に印加さ
れる。

【００４７】一方、制御回路１７のフィラメント加熱信
号ｂに基づき、フィラメント加熱回路２３が作動する
と、フィラメント加熱出力切換用のリレー２５はオフと
なっているので、フィラメント加熱トランス２１ａ、２
１ｂが励磁され、トランスの二次コイルに誘導された交
流電圧は、高圧切換器２４ａを介してＸ線管１２ａのフ
ィラメントを加熱する。

【００４８】乃ち、制御回路１７の信号ｂに基づき、フ
ィラメント加熱回路２３の選択された焦点側（ラージＬ
又はスモールＳの一方側）の出力が上昇し、Ｘ線管１２
ａのフィラメントは熱電子を放出する温度まで加熱され
る。

【００４９】ここで、スモールＳ、ラージＬは焦点の大
きさを表わし、透視像をモニターで観測する時は小焦点
を使い、フィルムに撮影する時は大焦点を使うことが好
ましい。

【００５０】スモールＳが選択された場合は、ターゲッ
ト面において狭い範囲に電子が集中して当たるので、映
像はシャープになる。この際、ターゲットが解けない程
度の電子の放出量とすべく、Ｘ線量を弱く設定制御する
とともに、適正な濃度を得るために撮影時間を長くする
ように制御される。

【００５１】一方、ラージＬが選択された場合は、焦点
の面積を広げてＸ線量を強くするとともに、短い時間で
撮影するように制御される。これにより、動きのある被
写体の場合などに、半影の影響は出るものの、時間を短
くして撮影でき、運動ボケ等を防止できる。

【００５２】前記ラージＬ、スモールＳの制御は、ラー
ジ用のフィラメント加熱トランス（Ｘ線管１２ａでは符
号２１ａ・Ｘ線管１２ｂでは符号２１ｃ）、スモール用
のフィラメント加熱トランス（Ｘ線管１２ａでは符号２
１ｂ・Ｘ線管１２ｂでは符号２１ｄ）のうち、フィラメ
ント加熱回路２３にていずれのトランスを励磁するかに
よって、大焦点もしくは小焦点のいずれかが選択制御さ
れる。この場合、操作卓（操作パネル）上のボタンで切
り換える構成でもよいし、撮影状況を選ぶと、自動的に
選択される構成でもよい。例えば、Ｘ線高電圧装置内部
の付図示の焦点制御回路に基づき、制御されることが好
ましい。

【００５３】制御パラメータは、Ｘ線の強さ、管電圧と
管電流、時間等の組み合わせとし、設定した撮影条件に
よって、先ず、小焦点で出せるかというのを装置が自動
的に判断し、小焦点で出せない場合は、大焦点を使うと
いうような判断処理を行った後に前記制御パラメータが
設定され制御を行うことが好ましい。

【００５４】このようにして、Ｘ線管１２ａのＡ―Ｃ間
に高電圧が印加されると、Ｘ線管１２ａのフィラメント
から熱電子が飛び出し、アノードに衝突することで、Ｘ
線が照射される。

【００５５】この時、Ｘ線管１２ａのグリッド電圧（カ
ソードＫに対するグリッドＧの電圧）はほぼゼロであ
り、Ｘ線管１２ａには電流が流れＸ線管１２ａが照射さ
れる。つまり、Ｘ線照射時において、グリッド制御回路
１６のｇ―ｃ間は短絡される（グリッド制御回路１６の
動作については、後述）。

【００５６】次に、インバータ回路７の動作が停止する
と、高電圧トランス９の２次電圧はゼロになるので、浮
遊容量１５ａ、１５ｂの電荷は、Ｘ線管１２ａを通して
放電する。

【００５７】この時、マイナス側の高電圧ケーブルのグ
リッドーカソード間の浮遊容量１５ｅは、浮遊容量１５
ａ、１５ｂの放電電流によってＸ線管１２ａのグリッド
電圧がカットオフ電圧に達すると、Ｘ線管１２ａのアノ
ードーカソード間には電流が流れなくなり、Ｘ線の照射
は停止する。このように、インバータ回路７を起動・停
止させることによりＸ線管１２ａのグリッド電圧が、ゼ
ロとカットオフ電圧との間を変化し、Ｘ線管１２ａの電
流をオン／オフすることができる。その結果、Ｘ線管に
は、パルス電流が流れ、このパルス電流によるパルスＸ
線が照射される。

【００５８】一方、Ｘ線管１２ｂを使用する場合は、高
圧切換器２４ａがオフ、高圧切換器２４ｂがオンとな
る。さらに、フィラメント加熱出力切換用のリレー２５
がオンになり、フィラメント加熱回路２３の出力は、Ｘ
線管１２ｂ側に供給される。

【００５９】上記と同様にして、制御回路１７のフィラ
メント加熱信号ｂに基づき、フィラメント加熱回路２３
の選択された焦点側（Ｌ（ラージ）又はＳ（スモール）
の一方側）の出力が上昇し、Ｘ線管１２ｂのフィラメン
トは熱電子を放出する温度まで加熱される。

【００６０】また、制御回路１７のインバータ動作信号
ａに基づき、インバータ回路７が作動すると、高電圧ト
ランス９の二次コイルに誘起した高電圧は、高圧整流回
路１１ａ、１１ｂで整流され、高圧ケーブルの浮遊容量
１５ｃ、１５ｄで平滑された後、Ｘ線管１２ｂのアノー
ドＡとカソードのコモンＣの間に印加される。

【００６１】Ｘ線管１２ｂのＡ―Ｃ間に高電圧が印加さ
れると、Ｘ線管１２ｂのフィラメントから熱電子が飛び
出し、アノードに衝突することで、Ｘ線が照射される。

【００６２】ここで、従来装置では低電圧であるため
に、接点の接触抵抗が回路、装置の性能に影響を及ぼ
し、接触抵抗が不安定であるとフィラメントの電流が変
化して、管電流の精度が低下し、例えば１０ｍΩ等のオ
ーダーで安定性が要求される。このような、低電圧大電
流における開閉は、機構的に大型の装置となり、接点圧
を上げなければならず大変である。

【００６３】これに対し本例では、図１に示すような回
路構造にすることで、切換部分をフィラメント加熱トラ
ンスの１次側に配設する構成としている。これにより、
高電圧側にて切換が必要な部分は、プラス側の１接点と
マイナス側の１接点のみになり、もはや高圧切換器の接
点では大電流の回避をする必要がなくなる。これによっ
て、例えば高電圧の耐性であれば、流れる電流は小さく
（例えば１０〜７５ｋＶ、０．１〜１０００ｍＡ等）、
接触の安定性に対する要求は少なくなり、かなり小さい
大きさの接点で済む。

【００６４】（グリッド制御）次に、Ｘ線管１２ａで、
パルスＸ線を発生する動作を以下に説明する。

【００６５】Ｘ線管１２ａは、グリッドを備えた３極Ｘ
線管であり、アノードＡとカソードのコモンＣ間に高電
圧を印加し、グリッドＧとカソードのコモンＣ間の電圧
を零にすると、熱電子がフィラメントから飛び出し、ア
ノードに衝突することで、Ｘ線を発生する。

【００６６】グリッドＧに、カソードのコモンＣに対し
てマイナスの電圧を印加していくと、フィラメントから
放出される熱電子は減少する。グリッドＧに印加するマ
イナスの電圧を大きく（負の方に大きく）していくと、
ついには電子が放出されなくなるカットオフ状態にな
る。このときの電圧を、カットオフ電圧という。つま
り、Ｘ線管１２ａのグリッドＧに通常カットオフ電圧を
印加しておき、Ｘ線を照射するタイミングでグリッドＧ
の電圧が零になるパルスを与えることによって、パルス
Ｘ線を発生することができる。これにより、前記グリッ
ド端子の電圧を変えることでＸ線をオン、オフして曝射
及び停止を行うことができる。

【００６７】図１の例におけるグリッド制御回路１６と
しては、例えば本出願人による特開平11-204289号公報
等に開示されたセルフバイアス方式グリッド制御回路を
用いることが好ましい。この方法によれば、グリッドバ
イアス電圧を発生させるための電源が不要であるため、
極めて簡単な方法でグリッド制御回路を構成することが
できる。

【００６８】なお、グリッド制御を行うことにより、Ｘ
線診断で動画を見る場合には、動画の収集をパルスを用
いることで、画像データを収集する時のみＸ線を出力す
ればよい。これにより、被爆線量の低減が図れ、小型化
が可能になる。

【００６９】このように、上記高圧切換器の接点数の低
減による装置の小型化に加えて、マイナス側の接点が１
のみの構造となっているため、簡単な配線にてグリッド
制御回路をＸ線高電圧装置内に組み込んで内蔵すること
も容易に実施できる。これにより、従来のようにＸ線管
にコモン端子Ｃ、ラージ端子Ｌ、スモール端子Ｓを有す
る場合に別途専用のグリッド制御回路（装置）を設ける
必要はなく、デジタル化とともに小型化を図ることがで
き、装置全体としてコンパクトで設置面積も小さく、し
かも低コスト化が図れ、一般開業医、診療所などにおい
ても恩恵を受けることができる。

【００７０】（高圧切換器について）次に、上述のＸ線
高電圧装置に用いられる高圧切換器について説明する。
図２には、図１のＸ線高電圧装置内の高圧切換器の構造
例が開示されている。本例のＸ線高電圧装置では、その
回路構成上、フィラメント加熱トランスの二次側でフィ
ラメント加熱電流を切り換える必要がないため回路は１
接点で良く、また、電流容量も０．１ｍＡから１Ａと小
さくて済む。

【００７１】さらに加えて、高圧切換器１０１自体の構
造が、図２に示すような絶縁板１０５を挿抜することで
可動接点１０４をオン、オフする構造であるという特徴
を有している。

【００７２】具体的には、図２に示すように、高圧切換
器１０１は、高圧ソケット１０２の下方に形成された固
定接点１０６と、固定接点１０６と接触可能な可動接点
１０４と、固定接点１０６と可動接点１０４との間に挿
入される絶縁板１０５（本発明の「絶縁手段」）と、こ
の絶縁板１０５及び可動接点１０４を支持する支持部材
１０３と、絶縁板１０５を矢印方向に移動させるための
ソレノイド１１２と、絶縁板１０５を付勢する付勢部材
１１１と、を有している。

【００７３】高圧切換器１０１がオン状態の場合には、
ソレノイド１１２によって、絶縁板１０５が図２の矢印
方向に沿ってスライド移動して支持部材１０３に対して
引き出され、付勢部材１１１が延びた状態となり、絶縁
板１０５が退避して可動接点１０４が固定接点１０６と
接触した状態となる。

【００７４】一方、高圧切換器１０１がオフ状態の場合
には、ソレノイド１１２によって付勢部材１１１が収縮
し、絶縁板１０５が可動接点１０４と固定接点１０６と
の間に挿入されることとなる。

【００７５】このように本例のＸ線高電圧装置に用いら
れる高圧切換器では、開路時において可動接点１０４、
固定接点１０６間に絶縁板１０５を挿入する構造とする
ことによって、可動接点が突出せずとも放電を防止でき
る構造となっているので、可動接点１０４、固定接点１
０６間の空間距離を短縮でき、高圧切換器１０１をさら
に小型化できる。

【００７６】以上のように本実施の形態によれば、高電
圧を切り換える接点は１回路で済み、かつ、高圧切換器
の開路時（オフ時）において接点間に絶縁板が挿入され
る構造であるので、接点間の距離を短くすることがで
き、高圧切換器の大幅な小型化が可能で、グリッド制御
回路の組込も容易にできる。

【００７７】また、小型で複数のＸ線管を接続でき、例
えば２極Ｘ線管とパルスＸ線を発生するための３極Ｘ線
管の両方に対応できるＸ線高電圧装置を提供することが
できる。これにより、大病院向けの高価であったデジタ
ル機において、低価格化が図れるので、一般開業医など
の小規模病院でも容易に導入が可能となり、患者や被検
者のＸ線被爆低域に貢献できる。

【００７８】なお、フィラメント加熱トランスをＸ線管
毎に備えるため、フィラメント加熱トランスの使用数量
は、従来よりも増えるが、インバータ技術によりフィラ
メント加熱トランスは小型化することが可能であるため
問題はない。

【００７９】［第２の実施の形態］次に、本発明にかか
る第２の実施の形態について、図３に基づいて説明す
る。なお、以下には、前記第１の実施の形態の実質的に
同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分につい
てのみ述べる。図３には、高圧切換器の変形例が開示さ
れている。

【００８０】上述の第１の実施の形態の高圧切換器で
は、絶縁板のスライド方向を高圧ソケットの軸と交差す
る方向としたが、本例の高圧切換器では、絶縁板のスラ
イド方向をソケットの軸方向と平行に形成している。

【００８１】具体的には、高圧切換器１２０は、図３に
示すように、高圧ソケット１２２の下方に設けられた固
定接点１２１と、固定接点１２１に接触可能な可動接点
１２４と、矢印方向にスライド移動して可動接点１２４
と固定接点１２１との接触を防止する絶縁板１２５と、
絶縁板１２５及び固定接点１２１を支持する支持部材１
２３と、可動接点１２４を付勢する付勢部材１２６と、
を含んで構成される。なお、絶縁板１２５を挿抜する機
構としては、ソレノイドに限定されるものではない。

【００８２】高圧切換器１２０がオン状態の場合には、
不図示の絶縁板スライド移動用のソレノイドによって絶
縁板１２５が図３の矢印方向のスライド移動により支持
部材１２３に対して引き出されて、付勢部材１２６によ
り付勢された可動接点１２４が固定接点１２１と接触し
た状態となる。

【００８３】一方、高圧切換器１２０がオフ状態の場合
には、付図示の可動接点移動用ソレノイドによって可動
接点１２４が退避する一方、不図示の絶縁板スライド移
動用のソレノイドによって絶縁板１２５が矢印方向にス
ライド移動することによって可動接点１２４の固定接点
１２１に対する接触が回避されることとなる。

【００８４】このように、本実施の形態においても、開
路時において可動接点１２４、固定接点１２１間に絶縁
板１２５を挿入する構造とすることによって、可動接点
１２４、固定接点１２１間の空間距離を短縮し、高圧切
換器１２０の小型化を図ることができる。

【００８５】さらに、絶縁板１２５のスライド移動に要
するスペースを高圧ソケット１２２の軸方向のスペース
を利用する構成とすることで、第１の実施の形態にて開
示した高圧切換器よりもさらなる小型化が可能となる。

【００８６】［第３の実施の形態］次に、本発明にかか
る第３の実施の形態について、図４（Ａ）〜（Ｃ）に基
づいて説明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のＸ線
高電圧装置に用いられるＸ線管のカソード側用の高圧ソ
ケットと、それに対応するプラグの一例を示すものであ
る。

【００８７】図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、本例のＸ
線高電圧装置２０１に用いられる高圧ソケット２０２に
おいては、断面略環状に配置されたラージ端子Ｌ、スモ
ール端子Ｓ、コモン端子Ｃと、前記環のほぼ中央部に配
置されたグリッド端子Ｇとが形成されている。

【００８８】また、高圧ソケット２０２に挿着されるプ
ラグ２０３にも、高圧ソケット２０２のラージ端子Ｌ、
スモール端子Ｓ、コモン端子Ｃ、グリッド端子Ｇに各々
挿着されるプラグ２０３のラージ端子Ｌ、スモール端子
Ｓ、コモン端子Ｃ、グリッド端子Ｇが形成されている。

【００８９】そして、高圧ソケット２０２の端子の配置
位置は、図４（Ｂ）に示すように、グリッド端子Ｇを中
心としてラージ端子Ｌ、スモール端子Ｓ、コモン端子Ｃ
がほぼ１２０度の間隔で環状に配設されている。

【００９０】ここで、一般には、高圧ソケットの構造
は、図８（Ａ）（Ｂ）のような構造を有しており、グリ
ッド端子を有しない２極用のＸ線管の高圧ソケット５０
５は、図８（Ａ）に示すように、コモン端子Ｃ、スモー
ル端子Ｓ、ラージ端子Ｌが断面略環状に配置されてい
る。また、グリッド端子を有する３極用のＸ線管の高圧
ソケット５０６は、図８（Ｂ）に示すように、コモン端
子Ｃ、スモール端子Ｓ、ラージ端子Ｌの各端子とグリッ
ド端子Ｇとが離間して配置されている。このように、３
極用のＸ線管の高圧ソケット５０６と２極用のＸ線管の
高圧ソケット５０５とは、異なる形状を有する構造とな
っている。この場合、３ピン用の高圧ソケット５０５と
４ピン用の高圧ソケット５０６とは、互換性がないの
で、一方の寝台はグリッドのないタイプのＸ線管を使用
し、他方の寝台ではグリッドがあるタイプのＸ線管を使
用するような場合、乃ち、通常の２極Ｘ線管とパルスＸ
線出力のために使用する３極Ｘ線管とを使用するような
場合には、カソード側に使用する高圧ケーブルのプラグ
の極数が異なるため、２極Ｘ線管と３極Ｘ線管とで各々
専用の高圧ソケットを専用に設ける必要がある。

【００９１】これに対して本例では、高圧ソケットが図
４のような構造になっており、グリッド端子を有する構
造の３極Ｘ線管であっても、グリッド端子を有しない構
造の２極Ｘ線管であっても挿抜を自在に行うことができ
る。乃ち、各々のタイプのＸ線管に応じて高圧ソケット
を用意する必要がなく、双方のタイプ（２極管用、３極
管用）のＸ線管を一の高圧ソケットで兼用することがで
き、いずれのタイプのＸ線管にも対応できる。

【００９２】ここで、コモン端子Ｃ、ラージ端子Ｌ、ス
モール端子Ｓに繋がる電圧は、例えば２０Ｖ程度と低い
ので、距離が狭くて平面上に配置してあっても問題な
い。しかし、Ｘ線を遮断するためのグリッド端子Ｇに
は、Ｘ線管のカットオフ時に、例えば―１０００乃至―
３０００Ｖ等のマイナスの高電圧をかけなけらばならな
いため、グリッド端子Ｇと他の３端子とは、物理的に離
間させる必要がある。

【００９３】そこで本例では、図４（Ａ）に示すよう
に、グリッド端子Ｇが樹脂より突出する基端部では、凸
部（段差）を形成することで、沿面による距離を確保す
ることとしている。従って、グリッド端子Ｇと他の各端
子Ｃ、Ｓ、Ｌとの平面上の距離がＴ２と狭く形成されて
いたとしても、実際には樹脂が盛り上がった高さＴ２分
の距離を含むＴ２＋Ｔ１分の距離を形成して、高電圧時
の放電等を防止することができる。

【００９４】以上のように本実施の形態によれば、高圧
ソケットのコモン、ラージ、スモール端子を断面略環状
に配置して、この環の中央部分にグリッド端子を構成す
るような端子配置とすることで、２極用Ｘ線管、３極Ｘ
線管の双方に高圧ソケットを兼用することができる。し
かも、この際グリッド端子の突出基端周囲に凸部を構成
することで、各端子とグリッド端子との間の端子間距離
を確保することができ、高圧を印加しても放電等が発生
しない。

【００９５】なお、本発明にかかる装置と方法は、その
いくつかの特定の実施の形態に従って説明してきたが、
当業者は本発明の主旨および範囲から逸脱することなく
本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形
が可能である。例えば、上述の各実施の形態では、Ｘ線
高電圧装置としては、グリッド端子を有する３極のＸ線
管と、グリッド端子を有しない２極のＸ線管による２管
構造としたが、複数管例えば３管構造のＸ線高電圧装置
を構成してもよい。この場合には、グリッド端子を有す
る３極のＸ線管を第１管球とし、グリッド端子を有しな
い２極のＸ線管を第２管球、第３管球として形成するこ
とが好ましい。

【００９６】また、グリッド端子を有する３極のＸ線管
のカソード側が、コモン、ラージ、スモールの各端子を
有する構成を開示したが、グリッド端子を有する３極の
Ｘ線管のカソード側がカソード端子のみの構成であるＸ
線管であってもよい。もちろん、グリッド端子を有しな
い２極のＸ線管においても、同様の事が言える。

【００９７】さらに、上述の各実施の形態同士並びにそ
れらのいずれかと変形例との組み合わせによる例（例え
ば第１の実施の形態のＸ線高電圧装置において、第２の
実施の形態の高圧切換器を用いて、かつ第３の実施の形
態の高圧ソケットの構造を有する場合等）をも含むこと
は言うまでもない。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の各Ｘ線管毎にフィラメント加熱トランスを設け、複
数のＸ線管を切り換える第１の切換手段に加えて、各Ｘ
線管に供給するフィラメント加熱出力をフィラメント加
熱トランスの一次側にて第２の切換手段により切り換え
るようにしている。

【００９９】これにより、低電圧側（一次側）での切り
換えを行う第２の切換手段を構成した分、高電圧側（二
次側）の第１の切換手段にて切換が必要な部分は、Ｘ線
管のプラス側、マイナス側の各１接点のみになり、高電
圧側（二次側）の接点数の低減が図れ、高電圧側では高
電圧低電流となる。

【０１００】このため、高圧であっても第１の切換手段
の接触の安定性に対する要求は少なくなり、かなり小さ
い大きさの接点で済み、結果として第１の切換手段の小
型化によりＸ線高電圧装置の小型化並びにコストダウン
を図ることができる。

【０１０１】また、第１の切換手段の開路時において接
点間に絶縁手段が介在される構造であるので、高圧であ
っても接点間の距離を短くすることができ、この点から
も第１の切換手段の大幅な小型化が可能である。

【０１０２】さらに、高圧側の第１の切換手段の接点数
の低減により、Ｘ線管のうち少なくとも１つをグリッド
端子を備えたＸ線管で構成する場合には、グリッド制御
回路を簡易な配線構造にて内蔵することができ、大病院
向けの高価であったデジタル機において、低価格化が図
れるので、一般開業医などの小規模病院でも容易に導入
が可能となり、患者や被検者のＸ線被爆低域に貢献でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線高電圧装置の実施の形態を示した
ブロック回路図である。

【図２】図１のＸ線高電圧装置に用いられる高圧切換器
の実施の形態の一例を示す構造図である。

【図３】本発明のＸ線高電圧装置に用いられる高圧切換
器の他の実施の形態を示す構造図である。

【図４】同図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明のＸ線高電圧装
置に用いられるＸ線管のカソード側用高圧ソケットの実
施の形態の一例を示す構造図である。

【図５】従来のＸ線高電圧装置の構成例を示した基本ブ
ロック図である。

【図６】２本のＸ線管を接続する、従来のＸ線高電圧装
置の構成例を示した基本ブロック図である。

【図７】同図（Ａ）（Ｂ）は、従来のＸ線高電圧装置に
使用している高圧切換器の構造図である。

【図８】同図（Ａ）（Ｂ）は、Ｘ線高電圧装置に使用し
ているＸ線管の高圧ソケットを示す構造図である。

【符号の説明】

１Ｘ線高電圧装置３交流電源５整流平滑回路７インバータ回路９高電圧トランス１１ａ、１１ｂ高圧整流回路１２ａ、１２ｂＸ線管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ浮遊容量１６グリッド制御回路１７制御回路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄフィラメント加熱ト
ランス２３フィラメント加熱回路２４ａ、２４ｂ高圧切換器２５リレー２０２高圧ソケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高電圧を発生させる高電圧生成手段と、
前記高電圧生成手段での高電圧出力に基づき、Ｘ線を曝
射する複数のＸ線管とが接続されるＸ線高電圧装置であ
って、複数の前記Ｘ線管毎に各々設けられ、各々の前記Ｘ線管
を各々加熱する複数のフィラメント加熱トランスと、前記高電圧出力を、複数の各前記Ｘ線管毎に切換る第１
の切換手段と、前記複数のフィラメント加熱トランスの一次側に設けら
れ、複数の各前記フィラメント加熱トランスを前記第１
の切換手段の切換に応じて切換る第２の切換手段と、を含むことを特徴とするＸ線高電圧装置。
【請求項２】前記第１の切換手段は、開閉する各接点
間を絶縁する絶縁手段を含むことを特徴とする請求項１
に記載のＸ線高電圧装置。
【請求項３】少なくとも１つの前記Ｘ線管は、アノー
ド端子と、カソード端子と、グリッド制御用のグリッド
端子とを有する３極Ｘ線管にて形成され、前記３極Ｘ線管のグリッド端子を制御するグリッド制御
回路をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載のＸ線高電圧装置。
【請求項４】少なくとも１つの前記Ｘ線管は、アノー
ド側に形成されたアノード端子と、カソード側に形成さ
れたコモン端子、ラージ端子、及びスモール端子と、グ
リッド制御用のグリッド端子と、を含み、前記Ｘ線管のカソード側に配線されるケーブルを接続す
る高圧ソケットは、前記コモン端子、前記ラージ端子、
前記スモール端子に対応する各端子がほぼ環状に配設さ
れ、前記グリッド端子に対応する端子を、前記環の中央
部に配設することを特徴とする請求項３に記載のＸ線高
電圧装置。