JP2008084697A - 回転陽極ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転する回転陽極が破損し管容器に衝突した場合であっても、十分な耐破壊強度を有すること。
【解決手段】管容器１１０と、管容器１１０内に設けられたＸ線管１２０と、Ｘ線管１２０を管容器１１０に固定する固定保持部１３０と、管容器１１０とＸ線管１２０との間であり、管容器１１０の内面に設けられた防護材１１１と、この防護材１１１の表面に設けられた鉛材１１２と、Ｘ線を外部に放射可能に形成された放射口１４０と、管容器１１０内に封入された絶縁油１５０と、管容器１１０内であり、Ｘ線管１２０の陰極１２２の背面と対向する位置に設けている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療分野等に用いられる回転陽極Ｘ線管装置に関し、特に管容器の耐破壊強度向上に関する。

医療分野等で行うＸ線診断（例えばレントゲンやＣＴスキャン）に回転陽極Ｘ線管装置が用いられている。この回転陽極型Ｘ線管装置は、アルミ板金等で形成された管容器と、この管容器内に収容され、Ｘ線を放射するＸ線管とを備えている。管容器の内面には、Ｘ線を遮蔽（漏洩を防止）する鉛板が設けられ、また、壁面には、Ｘ線管から放射されるＸ線を放射可能に形成された放射口が設けられている。また、管容器内には絶縁油が封入されている。Ｘ線管は、強化ガラス等で形成され、内部が減圧された管体を備えている。この管体内には、高速回転が可能で、タングステン材の傘状部を有する回転陽極と、回転陽極の傘状部に対向しＸ線管軸から偏心している陰極とが設けられている。

このような回転陽極Ｘ線管装置では、陰極に負の高電圧とフィラメント電流が、回転陽極には正の高電圧がそれぞれ供給され、回転陽極が高速回転する。この高速回転する回転陽極の傘状部に、陰極から電子流を収束させ放出し、電子衝撃させる。このとき、衝撃を受けた傘状部のタングステン面からＸ線が放射し、Ｘ線管と絶縁油を透過し、放射口からＸ線が放射される（例えば特許文献１参照）。
特許第３７６０８５８号

上述した回転陽極型Ｘ線管装置では、次のような問題があった。すなわち、回転陽極は高速回転（例えば１００００ＲＰＭ）させて撮影等を行っている。しかし、回転陽極が高速回転中に破損した場合、回転陽極は回転力により慣性力や運動エネルギ等を有したまま解放されるため、Ｘ線管の管体に衝突しＸ線管を破壊する。さらには、管容器にも衝突し、管容器を破壊する可能性がある。回転陽極型Ｘ線管装置使用中の絶縁油は例えば８０度以上に油温が上昇することがあるため、検査中に破損すると、被検査体（例えば人間等）に高温の絶縁油が掛かる可能性があるという問題があった。

そこで本発明は、高速回転する回転陽極が破損し管容器に衝突した場合であっても、十分な耐破壊強度を有する回転陽極型Ｘ線管装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の回転陽極型Ｘ線管装置は次のように構成されている。

Ｘ線放射口を有する管容器と、この管容器内に収容され、高速回転する陽極と、この陽極に陰極から電子を放出することでＸ線を上記Ｘ線放射口から外部に照射するＸ線管と、この管容器内面と上記Ｘ線管外面との間に設けられた防護板と備えていることを特徴とする。

本発明によれば、高速回転する回転陽極が破損し管容器に衝突した場合であっても、十分な耐破壊強度を有することが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置１００を示す縦断面図である。なお、図１中矢印ＤはＸ線の放射方向を示している。

回転陽極型Ｘ線管装置１００は、例えばアルミニウム合金の板金等で形成された管容器１１０と、この管容器１１０内に設けられ、外管が例えば強化ガラスにより形成されているＸ線管１２０と、このＸ線管１２０を管容器１１０に固定させるよう形成された固定保持部１３０と、管容器１１０とＸ線管１２０との間であり、管容器１１０の内面に設けられ、例えば鉄鋼等の鉄系材料（鉄系金属）で形成された防護材１１１と、この防護材１１１の表面に設けられＸ線を遮蔽可能な鉛材１１２と、Ｘ線管１２０から放射されるＸ線を外部に放射可能に形成された放射口１４０と、管容器１１０内に封入された絶縁油１５０と、管容器１１０内であり、Ｘ線管１２０の後述する陰極１２２の背面と対向する位置に設けられ、絶縁油１５０が管容器１１０内の温度上昇により膨張したときに管容器１１０内の容積を調整するベローズ１１３とを備えている。

図１に示すように、防護材１１１及び鉛材１１２は管容器１１０内側全体に設けられておらず、例えば、防護材１１１は、回転陽極１２１を覆う範囲の管容器１１０の内面に設けられ、鉛材１１２はＸ線が外部に漏洩しない範囲に設けられている。なお、放射口１４０上には防護材１１１は設けない。これは、放射口１４０から放射されるＸ線の放射方向Ｘの延長上には一般的にコリメータが設けられており、防護材１１１と同様の機能を発揮するためである。

Ｘ線管１２０は、例えば、タングステンで傘状に形成されたターゲット１２１ａを有する回転陽極１２１と、回転陽極１２１のターゲット１２１ａと対向し、かつ、Ｘ線管１２０軸から偏心している陰極１２２とを有し、回転陽極１２１が設けられている位置のＸ線管１２０外周に、回転陽極１２１を回転させるためのステータコイル１２３を備えている。また、回転陽極１２１及び陰極１２２には、外部から回転陽極１２１及び陰極１２２に電流を流すために、外部電源と接続するための陽極用レセプタクル１２５及び陰極用レセプタクル１２６をそれぞれ備えている。

放射口１４０は、放射口１４０を形成しアース電位となるマスク１４１と、マスク１４１を押さえるための押え板１４２とにより形成されている。また、放射口１４０から放射されるＸ線の放射方向Ｄの延長上には、Ｘ線の放射方向Ｄを案内するコリメータ（不図示）を備えている。

このように構成された回転陽極型Ｘ線管装置１００では、外部から、陽極用レセプタクル１２５を介して電流が回転陽極１２１とステータコイル１２３とに送電される。このときステータコイル１２３により、回転陽極１２１を回転させる。例えば、回転陽極１２１の回転数は、透視診断時等の低熱入力のときには３０００ＲＰＭで回転させ、撮影時等の場合にＸ線管装置を使用するときには１００００ＲＰＭで回転させる。

また、回転陽極１２１には正の高電圧が印加され、陰極１２２にも、陰極用レセプタクル１２６を介して負の高電圧が印加される。このとき、陰極１２２のフィラメントから電子流が収束電極により集束し放出され、ターゲット１２１ａに電子を衝突させることで、衝突を受けたターゲット１２１ａのタングステンからＸ線が発生する。

発生したＸ線は、Ｘ線を透過させることが可能なカバー１４１を介して放射口１４０からＸ線の放射方向Ｄへ放出される。放射口１４０以外に放射したＸ線は、鉛板１１２により、外部に漏れないように遮蔽されている。

また、回転陽極１２１の回転数は上述にもあるように、例えば、３０００〜１００００ＲＰＭとなっている。例えば、１００００ＲＰＭで回転している回転陽極１２１が破損し、Ｘ線管に衝突して破壊したとしても、管容器１１０に衝突した場合には、回転陽極１２１（ターゲット１２１ａ）から管容器１１０を防護材１１１により防護するため、管容器１１０の破損を防止することが可能となる。

上述したように、本実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置１００によれば、例えばＸ線を用いて撮影中に回転陽極１２１が壊れた場合でも、管容器１１０を破壊せず、絶縁油１５０を外部に漏洩すことはない。

なお、防護材の材料は、鉄鋼等の鉄系金属を用いると説明したが、鉄系金属ではなく、非鉄金属（例えば銅板）や耐破壊強度等を有する樹脂等で防護材を構成しても適用できる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、管容器の表面に防護材を設け、防護材の表面に鉛板を設けたが、この防護材と鉛板の設置位置が、管容器の表面に鉛板を設け、鉛板の表面に防護材を設けるようにしてもよい。さらに、防護材と鉛板は管容器の内面の必要な箇所に設けるとしたが、管容器の内面全体に設けても適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の一実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置の模式図。

符号の説明

１００…回転陽極型Ｘ線管装置、１１０…管容器、１１１…防護材、１１２…鉛板、１２０…Ｘ線管、１２１…回転陽極、１２１ａ…ターゲット、１２２…陽極、１２３…ステータコイル、１２４…、１２５…陽極用レセプタクル、１２６…陰極用レセプタクル、１３０…固定保持部、１４０…放射口、１４１…カバー、１４２…押え板、１５０…絶縁油、Ｄ…Ｘ線の放射方向。

Claims (4)

1. Ｘ線放射口を有する管容器と、
   この管容器内に収容され、高速回転する陽極と、この陽極に陰極から電子を放出することでＸ線を上記Ｘ線放射口から外部に照射するＸ線管と、
   この管容器内面と上記Ｘ線管外面との間に設けられた防護板とを備えていることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
2. 上記防護板は鉄系金属で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
3. 上記防護板は非鉄金属で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
4. 上記防護板は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。

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