JP3266310B2 - X線管の回転式陽極のためのモータステータのシールド装置 - Google Patents

X線管の回転式陽極のためのモータステータのシールド装置

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JP3266310B2 JP12431692A JP12431692A JP3266310B2 JP 3266310 B2 JP3266310 B2 JP 3266310B2 JP 12431692 A JP12431692 A JP 12431692A JP 12431692 A JP12431692 A JP 12431692A JP 3266310 B2 JP3266310 B2 JP 3266310B2
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    • H01J35/101Arrangements for rotating anodes, e.g. supporting means, means for greasing, means for sealing the axle or means for shielding or protecting the driving
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    • H01J2235/00X-ray tubes
    • H01J2235/16Vessels
    • H01J2235/165Shielding arrangements
    • H01J2235/168Shielding arrangements against charged particles

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転式陽極を備えるX
線管及び特に回転式陽極の駆動モータステータのシール
ド装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、医療診断用のX線管は、通常、
二極管として、すなわち、陰極11及び陽極12すなわち反
陰極を備える二極管として構成されている(図1)。こ
れらの2つの電極は、2つの電極管の電気絶縁を実現す
ることのできる真空密封性ジャケット14内に閉じ込めら
れている。陰極11は、電子ビーム13を生成し、陽極12は
小さい表面上でこれらの電子を受ける。この表面は、そ
こからX線が放射される焦点を構成する。高電圧発生器
15によって陰極11及び陽極12の端子に高い電源電圧が印
加され、従って、陰極が負の電位−HVになると、高い
電源電圧を生成する高電圧発生器15を介していわゆる電
子電流である電流が回路内を流れる。電子電流は、焦点
にぶつかる電子ビーム13の形態で陰極と陽極との間の空
間を横切る。電子ビーム13を生成するのに使用されたエ
ネルギーの内の小さい割合だけが、X線に変換される。
このエネルギーの残りの部分は、熱に変換される。ま
た、使用される瞬間電力(100KWの範囲)が大きいこと
を考慮して、製造者は、従来、陽極を回転させて、焦点
より面積がかなり大きい焦点リングと呼ばれるリング上
に熱流分配する回転式陽極を備えるX線管を製造してき
た。その利点は、回転速度が高い(通常 3000rpm〜12,0
00rpm)ほど大きい。従来の型の回転式陽極は、対称軸線
16を有する円盤の形態であり、電気モータ17によってそ
の軸線を中心にして回転する。電気モータは、ジャケッ
トの外側に位置するステータ18とX線管のジャケット14
内に装着され、対称軸線16に沿って設けられているロー
タ19を備える。そのロータは、支持軸20を介して陽極12
に機械的に連結されている。エネルギー散逸が大きいの
で、X線管は加熱され、ハウジングと呼ばれるチャンバ
ー内に配置して冷却することが必要である。そのハウジ
ング内には、適切な装置によって冷却される絶縁性冷却
流体が循環している。内側が鉛層でライニングされたハ
ウジングは、また、X線管の焦点からあらゆる方向に放
射されるX線に対する外部の環境の保護としても役立
つ。
【0003】ハウジングとX線管を組み合わせると、X
線装置と呼ばれるものが形成される。このX線装置で
は、確立された法則に従って挙動する抵抗、インダク
タ、コンデンサ等のいわゆる受動部品とは異なり、X線
管は、保護しなければならないランダムな妨害を生じさ
せる能動部品すなわち反応性型部品である。実際、放射
線診療に使用されるX線管は、 150KVに達する極めて
高い電圧で作動する真空管である。これらの高電圧によ
って、真空内に極めて高い電界が生成し、その電界は、
X線管の製造時に注意深く表面処理を行っても除去する
のが困難な不純物または微小な凝塊が電極の表面に存在
するために強化される。電界の強さが十分に高くなる
と、その時、「管反応」または「ぱちぱちいう管(tube
crackling) 」と呼ばれる不安定性が生じ、電界のこの
強さの元である不純物の全部または一部分を蒸発させ
る。その表面の新しい状態が、電界の局部的な強さをさ
らに低い値に低下させるほど十分に均一でない時、その
表面が十分に均一になり、すなわち、高電圧に耐えられ
るほどに「清浄」になるまで、「ぱちぱちいう音」が繰
り返される。この現象は、場合によって、X線管の寿命
の間中起こることがあり、それは、X線管自体が、X線
管の寿命の間ランダムに移動する可能性のある不純物を
洗浄することのできる手段である。このX線管内での放
電は、ハウジングの内部で電気回路の自然共振を励起
し、その結果として生じる、通常数百MHz の範囲内の
高周波数振動は、X線管の近傍に配置されたあらゆる電
子装置内に漏れて放射される。これらの振動は、多くの
場合、極めて大きい電力である。この場合、感応性電子
素子の恒久的な破損を生じさせ、それによって、電子装
置を誤動作させるおそれがある。
【0004】電子装置に対する「ぱちぱちいう管」の影
響を小さくするために使用される従来の方法は、電子装
置を金属ケース内に入れて、電子装置の入力部にフィル
タを配置し、電子装置の様々な部品をアースに接続する
ことによって、この電子装置内に高周波数ノイズが入る
のを防ぐことを目的とする。また、X線管及び高電圧発
生器は、金属ケース内に配置されているので、保護され
ていない素子は、陰極及び陽極の給電導体及びステータ
の給電導体だけである。ハウジングの金属性ケースにア
ース接続された外部シールドを備える特別の型の同軸ケ
ーブルを使用して、陽極及び陰極の給電導体を保護する
ことが公知である。また、その給電線にインダクタを直
列に接続し、その給電線とアースとの間にコンデンサを
並列に接続して、ステータの線での高周波数振動の伝播
を小さくすることが公知である。また、ステータ自体を
保護するためには、X線管の外部に、ロータとステータ
の間に設けられた金属スクリーンを設置することが公知
である。これらの金属スクリーンのコストは高く、その
設置は場合によってはステータの線の劣化を引き起こす
ことがあるので、その機械的な固定は難しい。そして、
金属スクリーンの形状は、ステータと陽極との間の電界
効果を防ぐために丸みがかっていなければならない。さ
らに、その10分の数ミリメートルという厚さは、駆動電
流の損失を生じさせ、ステータの熱の放散を制限する熱
スクリーンを形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記の欠点を示さない、ステータのシールドスクリ
ーンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転式陽極を
備えるX線管における、回転式陽極をロータで支持して
いる駆動モータのステータのシールド装置であって、そ
のX線管の外部で上記ロータと上記ステータとの間に設
けられた少なくとも1つの金属フィルムを備えることを
特徴とするシールド装置を提供する。第1の実施態様で
は、金属フィルムは、X線管の壁とステータとの間に設
けられた絶縁性ベル状部の外側壁上に設けられている。
この変更例では、金属フィルムが更に、ステータを囲む
絶縁カップの内側壁上に設けられることがある。第2の
実施態様では、金属フィルムは、磁気回路及びその付属
コイル上に直接設けられる。これらの2つの実施態様で
は、金属フィルムは、ロータの側で、電気的な不連続部
を有している。本発明のその他の目的、特徴及び利点
は、添付図面を参照して行う以下の実施例の説明から明
らかになろう。但し、この実施例は、本発明を何ら限定
するものではない。
【0007】
【実施例】図1を参照して『発明の詳細な説明』の冒頭
に説明した形式のX線管であるX線管24(図2)は、絶
縁性冷却流体22によって充填された閉じられた金属チャ
ンバーすなわちハウジング21内に配置されている。その
X線管24は、X線管のケーシング14を把持する、ハウジ
ング21に固定された絶縁性フランジ23と、ハウジング21
に固定された絶縁支持部材25とによってこのハウジング
21内の所定な位置に保持されている。ケーシング14の内
部に位置するロータ27の端部26が絶縁支持部材25上にあ
る。カップ状絶縁支持部材25は、カップの内部に設けら
れたステータ18の支持部材として働く。このステータ18
は、磁気回路29及びコイル30を備える。絶縁性ファンネ
ル部すなわち絶縁性ベル状部31は、ケーシング14の外部
で、ステータ28とロータ27との間に挿入されており、カ
ップ状絶縁支持部材25に固定されている。陰極11の各素
子の給電導体は、ハウジング21の仕切り壁を横切るレセ
プタクル32及び33に差し込まれるコネクタを介して、高
電圧発生器15からくる。同様に、陽極の給電導体は、ハ
ウジング21の仕切り壁を横切るレセプタクル34に差し込
まれるコネクタを介して、高電圧発生器15からくる。ま
た、ハウジング21は、従来のように、X線ビームの出口
窓部35を備える。
【0008】本発明の第1の特徴(図3)によると、絶
縁性ベル状部31の外側壁は、点Aから点A’の区域上が
導体層36によって被覆されており、この導体層は、磁気
回路の半分の高さの位置に形成された円形不連続部37を
示す。この不連続部は、電流がロータではなく導体層に
誘導されるのを防ぐことを目的とする。AA’間の距離
は、導体層36が陽極とステータ間に、及び、ロータとス
テータ間に静電気スクリーンを形成するような距離であ
る。本発明の第2の特徴によると、カップ状絶縁支持部
材25の縁部は延長されており、それによってステータ18
を完全に覆っている。また、カップ状絶縁支持部材25の
内側壁は、ステータ18全体を囲む点BとB’との間の区
域が導体層38で被覆されている。導体層36及び38によっ
て形成されたシールドが有効であるために、これらの導
体層は、参照番号39、40、41及び42の青銅−ベリリウム
製の柔軟なコンタクト、または導体層へのアース導体の
はんだ付け等の、インピーダンスの低い方法によってハ
ウジング21にアース接続される。コイル30は、孔44によ
ってカップ状絶縁支持部材25を通過し、密封通路45によ
ってハウジングを通過する給電ケーブル43内の導体によ
って給電されている。また、カップ状絶縁支持部材25
は、流体22の循環のための孔46を備える。
【0009】本発明の別の実施態様によると、静電気ス
クリーンは、コイル30、ケーブル43及び磁気回路29に塗
布された金属フィルムとそのフィルムがそれらの溝に閉
じ込めている能動線とによって形成されている。もちろ
ん、導体部分29、30及び43は、ワニスまたは絶縁材料に
よって前もって絶縁されており、従って、コイルの導体
と磁気回路のシートメタルとの間の短絡を防止すること
ができる。この実施態様では、ロータの側及びそのアー
スに金属フィルムの電気不連続部が設けられている。ま
た、この金属フィルムは、ハウジングの仕切り壁の側に
いくつかの孔を備えており、従って、気泡を通過させる
ことができる。金属層またはフィルムの材料は、銅、銀
または良好な導電材料ならいずれでもよく、その厚さは
数ミクロンから10分の数ミリメートルの範囲である。絶
縁性ベル状部31の外側壁上に導体層36を、カップ状絶縁
支持部材25の内側壁上に導体層38を図示して、本発明を
説明した(図3)。しかしながら、本発明は、カップ状
絶縁支持部材25の外側壁上の導体層を使用しても、実施
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 X線管の概略図である。
【図2】 保護及び冷却ハウジング内に配置された、回
転式陽極を備えるX線管の詳細図である。
【図3】 本発明による追加の保護装置を示す、陽極駆
動モータのステータ及びロータの拡大詳細図である。
【符号の説明】
11 陰極 12 陽極 13 電子ビーム 14 ケーシング 15 高電圧発生器 16 対称軸線 17 駆動モータ 18 ステータ 19 ロータ 20 支持軸 21 ハウジング 24 X線管 27 ロータ 29 磁気回路 30 コイル 36、38 導体層 43 給電ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック ル グァン フランス国 75011 パリ ルュ ドゥ モントルュイユ 119 (72)発明者 ベールナール プーゾルグ フランス国 91360 ヴィルモワッソン シュール オルジュ ルート ドゥ コルベイユ 21 (56)参考文献 特開 昭57−158938(JP,A) 特開 昭60−163355(JP,A) 特開 平2−303098(JP,A) 特開 平4−301400(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 35/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転式陽極を備えるX線管における駆動
    モータのステータのシールド装置であって、前記X線管
    が絶縁支持部材(25)によってハウジング(21)内の所定の
    位置に保持され、絶縁支持部材(25)が前記駆動モータの
    ステータ(18)の支持部材としても機能し、このステータ
    (18)は、磁気回路(29)、コイル(30)及びコイルのための
    給電ケーブル(43)を備え、絶縁性ベル状部(31)が、前記
    X線管の外部で、ステータとロータとの間に挿入され、
    このシールド装置が前記絶縁性ベル状部(31)の外側壁に
    形成された導体層(36)を備え、ステータ(18)をロータ(2
    7)から絶縁し、アノード(12)とステータ(18)との間及び
    ロータ(19)とステータ(18)との間に静電気スクリーンを
    形成し、前記導体層(36)がステータ(18)の半分の高さの
    位置に形成された円形不連続部(37)を備えることを特徴
    とするシールド装置。
  2. 【請求項2】 回転式陽極を備えるX線管における駆動
    モータのステータのシールド装置であって、前記X線管
    が絶縁支持部材(25)によってハウジング(21)内の所定の
    位置に保持され、絶縁支持部材(25)が前記駆動モータの
    ステータ(18)の支持部材としても機能し、このステータ
    (18)は、磁気回路(29)、コイル(30)及びコイルのための
    給電ケーブル(43)を備え、絶縁性ベル状部(31)が、前記
    X線管の外部で、ステータとロータとの間に挿入され、
    このシールド装置が前記磁気回路(29)、コイル(30)及び
    給電ケーブル(43)上に配置された絶縁層と、この絶縁層
    上に配置され、接地されて、前記ロータの側面と電気的
    に絶縁されている金属フィルムとを備えることを特徴と
    するシールド装置。
  3. 【請求項3】 前記X線管の絶縁支持部材(25)がステー
    タ(18)を完全に囲むよう延長され、その内面か外面の一
    面が導体層(38)で被覆され、前記ロータとステータとの
    間に静電気スクリーンを形成することを特徴とする請求
    項1に記載のシールド装置。
  4. 【請求項4】 前記絶縁性ベル状部(31)及び延長された
    絶縁支持部材(25)のそれぞれの導体層(36、38)が、前記
    ハウジング(21)のアースに接続されていることを特徴と
    する請求項1又は3に記載のシールド装置
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