JP3696263B2

JP3696263B2 - Ｘ線管回転陽極駆動装置

Info

Publication number: JP3696263B2
Application number: JP01730894A
Authority: JP
Inventors: ガリンクディーテル
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: EP0612096B1; EP0612096A1; JPH06251734A; DE4304760A1; US5490198A; DE59408190D1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＸ線管の回転陽極を駆動する装置に関するものであり、その装置は固定子と回転子とを有する駆動電動機を具え、該電動機は陽極電位において運転され、回転子軸が回転陽極を駆動する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許明細書第4,188,559 号から、内部回転子を有する電動機によってＸ線管の回転陽極を駆動し、この電動機全体が陽極電位にあることは既知である。この構造だけの結果として、小さい空隙が回転子と固定子との間に必要である。しかしながら、外部固定子が用いられているので全体的にこの構造は比較的扱い難い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
安価であり且つもっとコンパクトな構造であり得る冒頭部分に規定した種類の装置を提供することが本発明の目的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、前記の目的は駆動電動機の回転子が外部回転子として構成され且つ該電動機が電位絶縁伝達手段により駆動されることにより達成される。
【０００５】
この電動機は電位絶縁手段を介して駆動されるので、固定子と回転子との間の空隙が数kVの電位絶縁をも与えなくてはならない場合よりも、もっと小さい固定子と回転子との間の空隙でよい。この小さい空隙が電動機に対してもっとコンパクトな構造を得られることを可能にする。
【０００６】
電動機容積のもっと大幅な低減が、この回転子が外部回転子として構成されることにより達成される。電動機トルクは主として直径により決定されるので、特定定格トルクに対する電動機の全体容積は口径範囲の外側に置かれた電動機部分により決定される。口径範囲の外側に置かれた固定子は、特に本発明によって回転子が１個または複数の同心金属円筒を具える場合には、口径範囲の外側に置かれた回転子よりも実質的に一層扱い難い。
【０００７】
それに加えて、外部回転子は内部回転子と比較して慣性の一層高い質量モーメントの利点を有するので、例えばＸ線管の典型的である強い電磁界の結果としての、電動機が駆動される電子回路での妨害の場合において、少ししか回転変動が生じない。それで速度制御が省略され得るか、あるいは簡単な構造でよくなり得る。
【０００８】
外部回転子の結果として、電動機の電磁界が外部固定子である場合におけるよりも、電子及びＸ線ビームから一層効果的に遮蔽される。本発明の別の実施例によって、回転子長さが固定子の積層組立品の長さよりも大きいが、固定子の全体長さよりも小さい場合には、これが特に利点となる。それに加えて、この回転子配置が一層高いトルクを与える。
【０００９】
本発明の別の実施例においては、回転子円筒が銅で作られている。陽極電位において駆動されることによる固定子と回転子との間の小さい空隙の結果として、外部回転子は銅円筒として構成された回転子が高速度（例えば毎分3000回転と毎分20,000回転の間）において安定性問題を有しないような小さい寸法を有する。しかしながら、二つの同心金属円筒から回転子を組み立てることも可能であり、前記銅円筒は空隙から遠い銅円筒の側において鉄円筒により取り囲まれている。熱膨張と回転膨張とによる二つの材料の異なる膨張にもかかわらず、銅内側円筒が鉄外側円筒よりも一層激しく延びるために、二つの回転子層は相互接続され得る。この二つの円筒の間の接続が一層高いトルクと一層低い損失となる。しかしながら、そのような二つの金属円筒の間の接続は、異なる膨張によって内部回転子の場合には不可能である。内部回転子を有する電動機の電動機特性はそれで一層悪い。
【００１０】
上述の構造が0.4 〜0.5 の力率と40％〜60％の効率を有する回転陽極駆動を実現することを可能にする。このことが電動機の電力供給とＸ線管に対する冷却手段とを大幅に単純化することを可能にする。
【００１１】
本発明の別の実施例においては、駆動電動機が絶縁変圧器装置を介して、あるいは電位絶縁直流−直流変換器を介して駆動される。絶縁変圧器装置あるいは電位絶縁直流−直流変換器によった電位絶縁は、駆動電動機の正しい駆動を保証する。このことは絶縁変圧器及び直流−直流変換器のために幾らかの容積を必要とする。しかしながら、電動機と電位絶縁手段との間の物理的分離は、一層小さい全体容積となり、且つこの全体容積が装置内で一層効果的に分割されことを可能にする。
【００１２】
本発明の別の実施例においては、回転子と固定子との間の真空分離が、固定子積層組立品を支持もする非磁性分離層により設けられ、その非磁性分離層は、例えば、ニッケル−クロム鋼、セラミック又はガラスで構成される。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を図面を参照してもっと詳細に説明しよう。
【００１４】
図１はアース電位にある管部分１と、絶縁物２及び真空室３を有するＸ線管の一部を示している。駆動電動機５の回転子5bは真空室３の内側に置かれている。電動機５の空隙における、例えば、ニッケル−クロム鋼、セラミック又はガラスの分離層４が、真空室３に対する分離を与える。この分離層４は固定子積層組立品5dを収容するためにも働く。この固定子積層組立品5d内の溝が固定子巻線5cを収容している。固定子巻線5cと固定子積層組立品5dとがこの駆動電動機５の固定子5aを形成している。回転子5bは二つの異なる材料、すなわち銅円筒5eとその銅円筒を取り囲んでいる鉄円筒5fとから構成されている。この駆動電動機５は軸６を介して回転陽極７を駆動する。軸６の軸受手段7aは玉軸受を具えているが、これは代わりに面軸受又は螺旋溝軸受であってもよい。
【００１５】
この電動機は図２又は３に示されたように、電位絶縁伝達手段を介して駆動される。図２に示した電位絶縁伝達手段は電源端子10a 及び10b へ接続された整流器11を具え、その整流器はインバータ12及び絶縁変圧器コイル13a と13b とを有する絶縁変圧器装置13により追従されている。箱14はコイル13b と電動機５とがＸ線管の高電圧部分内に置かれることを示している。インバータの交流部分と、コイル13a と13b 及び電動機５は三相形のものである。
【００１６】
図３は伝達手段のもう一つの例を示している。図２におけるのと同じ方法で交流電圧が端子10a と10b とを介して整流器11へ印加され、その整流器が印加された交流電流を直流電流に変換し、且つそれを直流−直流変換器15へ供給する。この直流−直流変換器15はインバータ部分15a と、整流器部分15b 及び絶縁変圧器部分15c を有する。絶縁変圧器部分15c は二つのコイル15d と15e とを有している。整流器部分15b がインバータ12へ直流電圧を供給し、電動機５を駆動するためにそのインバータが印加された直流電圧を三相交流システムに変換する。図３は箱14内の高電圧部分がコイル15e 及び直流−直流変換器15の整流器部分15b 、インバータ12及び電動機５を含んでいることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線管の回転陽極を駆動する装置を示している。
【図２】絶縁変圧器装置を介する駆動電動機の電力供給を示している。
【図３】電位絶縁直流−直流変換器装置を介する駆動電動機の電力供給を示している。
【符号の説明】
１管部分
２絶縁物
３真空室
４分離層
５駆動電動機
5a 固定子
5b 回転子
5c 固定子巻線
5d 固定子積層組立品
5e 銅円筒
5f 鉄円筒
６軸
７回転陽極
7a 軸受手段
10a, 10b 電源端子
11 整流器
12 インバータ
13 絶縁変圧器
13a, 13b 絶縁変圧器コイル
14 箱
15 直流−直流変換器
15a インバータ部分
15b 整流器部分
15c 絶縁変圧器部分
15d, 15e コイル

Claims

Ｘ線管回転陽極駆動装置であって、
(a)真空化されていない第１室及び真空化された第２室を有する容器と、
(b)前記第２室内で軸方向に回転するための回転子軸と、
(c)前記第２室内に設けられ前記回転子軸の端部の１つに装着されている陽極と、
(d)巻線を具え前記第１室内に置かれた固定子と、回転子とを有し、前記陽極を駆動する駆動電動機と、
(e)前記陽極、前記回転子、及び前記固定子に同一電位を与える手段と、
(f)前記駆動電動機に電位を与えて駆動し、前記駆動電動機をこの電位の電源から絶縁する電位絶縁伝達手段を有する、駆動手段と、
を具え、
前記回転子は、前記第２室に置かれ、円筒状の外部回転子として構成され、前記固定子を囲むように設けられ、前記回転子軸と共に回転するように前記回転子軸に接続され、
前記回転子は、同心円で異なる材料からなる内側円筒部材と外側円筒部材とを有し、前記内側円筒部材は、前記外側円筒部材よりも高い熱膨張率を有する、
ことを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。
請求項１に記載のＸ線管回転陽極駆動装置において、
前記固定子は積層組立品をも有し、前記固定子の積層組立品は軸方向に所定の長さを有し、
前記回転子の軸方向の長さは、前記固定子の積層組立品の軸方向の所定の長さよりも大きく、
前記回転子は、前記固定子の積層組立品を囲むように設けられている、
ことを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。
請求項１記載のＸ線管回転陽極駆動装置において、
前記回転子の前記内側円筒部材は銅を含み、前記外側円筒部材は鉄を含む、
ことを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。
請求項１又は２記載のＸ線管回転陽極駆動装置において、
前記回転子がかご形巻線回転子であることを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。
請求項１〜４のいずれか１項記載のＸ線管回転陽極駆動装置において、
前記回転子と前記固定子との間の真空分離が非磁性分離層により設けられ、該非磁性分離層が固定子積層組立品も支持することを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。
請求項５記載のＸ線管回転陽極駆動装置において、
前記分離層はニッケル−クロム鋼、セラミック又はガラスで作られていることを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。
請求項１〜６のいずれか１項記載のＸ線管回転陽極駆動装置において、
前記電位絶縁伝達手段が単相電源によるか、三相電源によるか、又はＸ線管において利用できる直流電圧により駆動されることを特徴とするＸ線管回転陽極駆動装置。