JP2008027852A - 外囲器回転型ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化とメンテナンス効率の向上を図ることのできる外囲器回転型Ｘ線管装置を提供する。
【解決手段】金属バルブ４の両側面を回転軸２ａ，２ｂの設けられた陰極７と陽極８によって閉塞して構成した外囲器２の両回転軸２ａ，２ｂをハウジング３の軸受１０によって回転可能に軸支し、陽極８の外面に中心から放射状に立設された流体受部１１に向けて、ハウジング３の外部に備わった貯留タンクに貯留された絶縁用の油をポンプによって圧送して供給する。供給される油が流体受部１１に衝突し、陽極８と一体構成された外囲器２が高速回転する。
【選択図】図１

Description

この発明は、医用診断、工業検査などに使用されるＸ線管装置に関し、特に、外囲器回転型Ｘ線管装置に関する。

従来の外囲器回転型Ｘ線管装置は、図３に示すように、Ｘ線照射器ハウジング５０の内部で陽極５１と陰極５２を真空密閉した回転金属管またはガラス管５３が回転可能となるように構成されている。具体的には、回転ガラス管５３の両外側面に回転軸５４が連結されており、この両回転軸５４がＸ線照射器ハウジングの軸受５５に軸支されるとともに、Ｘ線照射器ハウジング５０から隣接するハウジング室５６に突き出た陽極側の回転軸５５の先端が、このハウジング室内に配備されたモータ５７の回転軸と連結されている。なお、Ｘ線照射器ハウジング５０の内部には絶縁用の油が充填されている。
特開２００３−５１５８７７号公報

しかしながら、従来装置では、次のような問題がある。

すなわち、従来装置は、回転ガラス管５３を回転させるための駆動系であるモータ５７を回転軸５４に連結した構成となるので、これらＸ線照射器ハウジング５０およびモータ５７を収納するハウジング室５６を含めた形状が大きく、かつ、重量が増し、回転陽極Ｘ線管装置を医用診断装置や検査装置に取り付けることが困難になっている。

また、ハウジング室５６からＸ線照射器ハウジング５０を貫通する回転軸５４まわりから、モータ５７を収容したハウジング室５６に油が流入しないようにシールリング５８でシーリングを施しているが、シールリング５８の磨耗によりハウジング室５６内に油が流入し、モータ５７の駆動不良を発生させるといった問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置を小型化するとともに、メンテナンスを容易に行なうことのできる外囲器回転型Ｘ線管装置を提供することを主たる目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、第１の発明の外囲器回転型Ｘ線管装置は、ターゲットを有する陽極と、収束電極および電子源を備えた陰極と、前記両極を対向配置して密閉するとともに、対向する両極の外面に回転軸を設けられた外囲器と、前記外囲器の両回転軸を軸受して回転可能に軸支するとともに、外囲器を収容するハウジングとを備え、前記外囲器は、陽極側の外面の中心から放射状に立設された複数個の流体受部を備え、前記ハウジングは、前記流体受部に向けて流体を供給する供給流路が連通接続される供給口と、流体の供給に伴って前記ハウジングから流体を排出する排出流路が連通接続される排出口とが形成されていることを特徴とするものである。

［作用・効果］この構成によれば、供給口からハウジング内に供給される流体が外囲器の外面に立設された流体受部に衝突する。この流体の衝突にともなって、軸受に軸支された外囲器がハウジング内で回転する。すなわち、外囲器回転型Ｘ線管装置本体に外囲器を回転駆動させるモータなどの駆動装置を必要としない構成となっているので、装置の小型化を実現することができる。また、シーリングの磨耗によりハウジング内に充填した絶縁用の油が漏れ、駆動装置を故障させるようなこともない。すなわち、外囲器回転型Ｘ線管装置内に駆動装置を含まないので、装置のメンテナンスを容易にできる。

なお、この構成において、外囲器の陽極側の外面は、外囲器と一体構成された陽極本体であり、該陽極に回転軸が連結されるとともに、流体受部が立設された構成であることが好ましい。この構成によれば、ターゲットに衝突する電子ビームによって陽極が高温になっても、流体受部に衝突する流体、例えば、高圧エアー（請求項２）や絶縁用の油（請求項３）によって除熱冷却される。

すなわち、外囲器と一体となってターゲットが回転することにより電子ビームの衝突する焦点を逐次に移動させられるので、固定された焦点のように特定部位が高温となり蒸発するようなことがない。つまり、ターゲットの蒸発を防止することができる。また、ターゲットの裏面に高圧エアーや絶縁用の油が接触させてターゲットの裏面を冷却して陽極の高温化を防止することができる。したがって、ターゲットの長寿命化を図ることでき、メンテナンスの頻度を低減させることができる。

また、この構成において、外囲器は、陽極および陰極に対向し回転軸の軸受を有する支持壁を備え、陽極側の支持壁は、供給口と排出口の部分を開放しつつ、流体受部の外周を囲う側壁を備えていることが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、流体受部の受ける流体の流量を多くすることができるので、外囲器を効率よく高速回転させることができる。

この発明の外囲器回転型Ｘ線管装置によれば、外囲器を回転可能に軸支するハウジング内にモータなどの駆動装置を備える必要がないので、装置を小型化にできる。また、駆動装置のメンテナンスが不要となるので、メンテナンス効率の向上を図ることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

図１は実施例に係る外囲器回転型Ｘ線管装置の内部構成を示す縦断面、図２は図１に示すＡ−Ａ矢視断面図である。

本実施例の外囲器回転型Ｘ線管装置１は、図１に示すように、回転軸２ａ，２ｂを有する外囲器２と、外囲器２を内部で回転可能に回転軸２ａ，２ｂを軸受して軸支するハウジング３とから構成されている。以下、各構成について具体的に説明する。

外囲器２は、鼓形状の金属バルブ４により形成されており、図中左側面に収集電極５と電子源６を備えた陰極７を備え、図中右側面に陽極８を備え、両極７，８が対向配備された構成となっている。また、外囲器２の陰極側の面４ａは、絶縁材料である、例えばセラミックなどによって構成されている。なお、外囲器２は、金属バルブ４に限らず、ガラス製のバルブであってもよい。ガラス製のバルブを利用する場合、陰極側の面をガラスによって構成することにより、該実施例のように該部分をセラミックなど個別の絶縁材料を利用する必要はない。

陽極８である傘状のターゲット９は、その面が陰極７と対向するように金属バルブ４の開口を閉塞するように一体構成されている。また、陽極８の外側面には回転軸２ｂが連結されており、この回転軸２ｂが、後述するハウジング３の軸受１０に回転可能に軸支される。さらに、陽極８の外面には、回転軸２ｂの近傍から放射状に立設された複数個の流体受部１１を備えている。

なお、ターゲット９は、衝突する電子ビームＢより高温になり、照射面が蒸発しづらい材料を使用することが好ましく、例えば、タングステンやモリブデンなどの高融点金属が使用される。

陰極７は、電子源側が陽極８と対向し、金属バルブ４の開口を閉塞するように金属バルブ４と一体構成されている。また、陰極７の外面にも回転軸２ａが連結されており、この回転軸２ａが、ハウジング３の軸受１０に回転可能に軸支されている。

なお、外囲器２は、金属バルブ４の両端が陰極７と陽極８によって閉塞され、その内部が真空状態に保たれている。

次に、ハウジング３は、図１および図２に示すように、円筒状であり、その左右対称の位置に外囲器２の両回転軸２ａ，２ｂを軸支するボールベアリングからなる軸受１０の備わった支持壁１２が備わっている。

両側の支持壁１２は、外方側の軸受近傍にフランジ１３が設けられている。このフランジ１３には、ハウジングに連通したソケット１４ａ，１４ｂのそれぞれに接続するとともに、回転軸２ａ，２ｂを介して両極７，８に電圧を印加するためのスリップリング１５が取り付け固定されている。

また、陽極側の支持壁１２は、陽極８の外面に立設された流体受部１１の外周を囲うようにリング状の側壁１６が設けられている。側壁１６は、対向する位置に貫通孔が形成されており、この貫通孔と対向するハウジング３の位置にも貫通孔が形成されており、外部から流体を流入させる流路１９が両貫通孔にわたって形成されている。つまり、貯留タンク２０の流体が、ポンプ２１によって配管２２を経由して圧送（供給）され、流体受部１１に衝突させられる。この流体の供給にともなって、ハウジング３に充填されている流体のオーバーフロー分が、他方の貫通孔と連通する流路１９を介して排出される。

外囲器２のくびれ部分を挟んで、電子ビームＢがターゲット９の傾斜面に衝突するように偏向させる偏向コイル２３が対向配備されている。

また、ハウジング３の外周には、ターゲット９の傾斜面に衝突して発生するＸ線をハウジング３の外部に向けて出力するためのＸ線窓２４が設けられている。

次に、上記構成の外囲器回転型Ｘ線管装置の動作について説明する。

陽極８と陰極７との間に直流の高電圧が印加され、電子源６から電子が放出される。放出された電子は、収集電極５によって収束され、高電圧により加速され、電子ビームＢとして陽極８に向けて出力される。

出力された電子ビームＢは、ターゲット９に向う過程で、偏向コイル２３によって進路が変更され、ターゲット９の傾斜面に衝突する。この電子ビームＢの衝突によりターゲット面からＸ線が出力され、このＸ線がＸ線窓２４が外部に照射される。

なお、電子ビームＢの照射に先立って、制御部２５によってバルブＶが開放および開度が調節され、空冷式のラジエータ２６により冷却された流体である絶縁用の油がポンプ２１で圧縮され、配管２２を圧送され、ハウジング内の流体受部１１に向けて供給される。勢いよく供給される油が流体受部１１に衝突し、陽極８と一体構成された金属バルブ４が高速回転させられる。なお、本実施例では、バルブＶの開度を調節して油の流量を制御しているが、バルブＶなしにポンプ２１の回転速度を調整して油の単位時間当たりの供給量および速度を制御してもよい。

上述のように、流体受部１１に油を衝突させて陽極８を高速回転させることにより、ターゲット９の特定箇所のみに電子ビームＢが集中的に衝突し、その部位が高温になって蒸発するのを抑えることができる。また、ターゲット９から陽極８の外面に向けて伝達される熱は、陽極８の外面全体および外面に立設された流体受部１１を介して油に放熱吸収される。特に、流体受部１１には、貯留タンク２０から冷却された油が常に供給されるので、流体受部１１からの熱吸収を効率よく行える。

さらに、本実施例装置１は、装置本体に外囲器２を回転させるためのモータなどの駆動装置を備えていないので、装置の小型化を実現でき、診断装置などへの取り付けが容易となる。また、駆動装置を備えない構成なので、駆動装置を含む装置に比べてメンテナンスの向上を図ることができる。

この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
（１）実施例装置では、ハウジング内に絶縁用の油を供給循環させる構成を例に採って説明したが、高圧エアーのような気体をハウジング内に供給循環させてもよい。この場合、金属バルブ４の周側面に絶縁筒を配置すればよい。

（２）実施例装置では、流体を供給する側の流路１９と排出側の流路が対向する位置に設けられていたが、この形態に限られず、外囲器２を高速回転可能とする位置に設けることが好ましい。

（３）実施例装置では、外囲器２の一端をターゲット９で閉塞し、その外面に流体受け部１１を直接に立設していたが、ターゲット９の外面を放熱効果の高い部材で覆い、その外面に流体受け部１１を立設してもよい。

本実施例に係る外囲器回転型Ｘ線管装置の縦断面視図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 従来の外囲器回転型Ｘ線管装置の縦断面視図である。

符号の説明

２ … 外囲器
２ａ，２ｂ … 回転軸
３ … ハウジング
７ … 陰極
８ … 陽極
１０ … 軸受
１１ … 流体受部
１６ … 側壁
１９ … 配管
２０ … 貯留タンク
２１ … ポンプ

Claims (4)

1. ターゲットを有する陽極と、収束電極および電子源を備えた陰極と、前記両極を対向配置して密閉するとともに、対向する両極の外面に回転軸を設けられた外囲器と、前記外囲器の両回転軸を軸受して回転可能に軸支するとともに、外囲器を収容するハウジングとを備え、前記外囲器は、陽極側の外面の中心から放射状に立設された複数個の流体受部を備え、前記ハウジングは、前記流体受部に向けて流体を供給する供給流路が連通接続される供給口と、流体の供給に伴って前記ハウジングから流体を排出する排出流路が連通接続される排出口とが形成されていることを特徴とする外囲器回転型Ｘ線管装置。
2. 請求項１に記載の外囲器回転型Ｘ線管装置において、前記外囲器は、その外周に絶縁円筒が保持されており、前記収容器の供給口からは、高圧エアーが供給されるように構成されていることを特徴とする外囲器回転型Ｘ線管装置。
3. 請求項１に記載の外囲器回転型Ｘ線管装置において、前記外囲器は、内部に絶縁用の油が充填されており、前記収容器の供給口からは、絶縁用の油が供給されるように構成されていることを特徴とする外囲器回転型Ｘ線管装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の外囲器回転型Ｘ線管装置において、前記外囲器は、前記陽極および陰極に対向し前記回転軸の軸受を有する支持壁を備え、陽極側の前記支持壁は、前記供給口と排出口の部分を開放しつつ、前記流体受部の外周を囲う側壁を備えていることを特徴とする外囲器回転型Ｘ線管装置。

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