JP5433174B2 - Ｘ線断層像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、スリップリングを備えたＸ線断層像撮影装置に関する。

連続回転型のＸ線断層像撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と称する）では、Ｘ線管とＸ線検出器とが対向して回転体に配置され、この回転体が回転されている。この回転体の回転側と静止側との間では、電力の供給及び／或いは電気信号の送受が必要とされ、通常、この電力の供給及び／或いは電気信号の送受は、回転側の回転体に設けられたスリップリング及び静止側に設けたブラシを介して行われる。スリップリングは、回転体が回転されるとともに回転され、静止側に固定されたブラシと連続的に接触される。このため、スリップリングとブラシの摩擦部分から摩耗粉が発生する。この摩耗粉がＸ線ＣＴ装置の内部に飛散すると、Ｘ線ＣＴ装置に搭載される電子部品等に悪影響を与える恐れがある。例えば、摩耗粉が回転体を支持する支持軸受に進入すると、機械的な摩耗を引き起こし、支持軸受の寿命の低下を招く。また、摩耗粉がＸ線管及びＸ線検出器等の精密電子機器の回路に付着すると、電気的な絶縁を破壊し、精密電子機器の動作不良を引き起こすことがある。

このような背景から、特許文献１には、スリップリングの近傍にラビリンスシール、或いはダストシールが設置され、摩耗粉がスリップリング部から装置内外に飛散することを防止するＸ線ＣＴ装置が開示されている。

しかし、近年のＸ線ＣＴ装置は、より高精細な画像を得るためにＸ線管及びＸ線検出器を備える回転体が高速で回転されるように改良されている。回転体が高速で回転されるとともにスリップリングも高速で回転されるため、スリップリングとブラシとの摩擦速度が大きくなり、その結果として、摩耗粉の発生量が増加する傾向にある。ラビリンスシール、或いはシールド板のような非接触型のシールを備えたＸ線ＣＴ装置では、回転体と静止側フレームとの間に隙間があり、摩耗粉がこの隙間から漏れ出し、摩耗粉がＸ線ＣＴ装置の内部に飛散することを防止できないという問題がある。
特開平６−５３４０号公報

このように、従来のスリップリングを備えたＸ線ＣＴ装置では、ラビリンスシールによる摩耗粉の飛散防止が不完全とされ、そのために、電子機器等が設置されるＸ線ＣＴ装置の内部に摩耗粉が飛散するのを防止することは、困難である問題がある。従って、Ｘ線ＣＴ装置では、摩耗粉がＸ線ＣＴ装置の内部に飛散されるのを確実に防止できることが求められている。

本発明は、上記問題点を解決するためになされてものであり、その目的は、摩耗粉がＸ線ＣＴ装置の内部に飛散するのを確実に防止し、摩耗粉の侵入による支持軸受の寿命の低下及び電気的な絶縁破壊による精密電子機器の動作不良の発生を防止することができるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体を透過したＸ線を検出して検出信号を発生するＸ線検出部と、
前記被検体を介して互いに対向するように前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部を支持し、前記被検体の周りを回転される回転体と、
前記回転体を回転可能に支持する軸受けと、
この軸受けを支持する支持フレームと、
前記支持フレームに設けられる導電性のブラシと、
前記回転体の回転方向に沿って円環状に前記回転体に設けられるスリップリングであって、前記ブラシに機械的に接触され、前記回転体側に電力を供給する為のスリップリングと、
前記回転体に配置固定され、前記回転体とともに回転されて当該装置外に流出する空気流を生じさせて前記スリップリングと前記ブラシとの接触により発生する摩耗粉を当該装置外に排出させる複数のフィンと、
を具備したことを特徴とするＸ線断層像撮影装置が提供される。

この第２の発明によれば、
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体を透過したＸ線を検出して検出信号を発生するＸ線検出部と、
前記被検体を介して互いに対向するように前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部を支持し、前記被検体の周りを回転される回転体と、
前記回転体を回転可能に支持する軸受けと、
この軸受けを支持する支持フレームと、
前記支持フレームに設けられる導電性のブラシと、
前記回転体の回転方向に沿って円環状に前記回転体に設けられるスリップリングであって、前記ブラシに機械的に接触され、前記回転体側に電力を供給する為のスリップリングと、
前記回転体上に配置固定され、前記回転体とともに回転されて空気流を生じさせて前記スリップリングと前記ブラシとの接触により発生する摩耗粉をこの空気流で搬送する為の複数のフィンと、
前記スリップリングが配置される前記回転体上の空間に連通し、前記フィンで発生される前記空気流を導く為の排気口と、
前記排気口に連結され、この排気口を介して前記空気流が流入され、前記搬送された摩耗粉を集塵する為の集塵部と、
を具備したことを特徴とするＸ線断層像撮影装置が提供される。

本発明のＸ線ＣＴ装置においては、回転側のスリップリングと支持軸受の間に、回転方向に沿って複数のフィンが設置されることを特徴とし、フィンの回転によりスリップリングが設置された空間を通過し、Ｘ線ＣＴ装置の外部に流通する空気流が発生する。そして、この空気流により摩耗粉をＸ線ＣＴ装置の外部へ放出させることができる。従って、摩耗粉がＸ線ＣＴ装置の内部へ飛散することを防止できる

以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明に係るＸ線ＣＴ装置の最良な実施の形態を説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を概略的に示す正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示している。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線管６及びこの被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器７を備えている。これらのＸ線管６とＸ線検出器７とは、回転体４の中心軸を介して互いに対向するように回転側の回転体４上に配置されている。この回転体４は、静止側の支持フレーム３に設けられた支持軸受５に内接されてこの支持軸受５によって回転可能に支持されている。また、回転体４は、被検体が載置される台（図示せず）が配置される空洞部を備え、回転体４は、図示しない回転駆動部２０によって駆動されて回転方向Ｒに連続的に回転される。従って、Ｘ線管６とＸ線検出器７とが被検体の周囲を回転されながら、Ｘ線管６からＸ線ビームがファン状（扇形状）に被検体に向けて照射され、被検体を通過したＸ線ビームＸ線検出器７で検出される。被検体がその全周に亘ってＸ線ビームに晒され、同一平面内において、被検体の様々な方向に沿って被検体を通過したＸ線がＸ線検出器７で検出されてＸ線検出信号に変換される。このＸ線検出信号は、外部の処理回路で処理されてＸ線透過像が再構成されて被検体の関心領域に関する断層像が画像表示される。

また、回転体４は、スリップリング１を備え、このスリップリング１を介して静止側の支持フレーム３から回転側の回転体４に電力が供給される。このスリップリング１は、回転体４の回転方向Ｒに沿って円環状に延出されるように回転体４に固定されている。スリップリング１は、回転体４が回転されるとともに回転されながら、連続的に静止側の支持フレーム３に設置される導電性のブラシ２に機械的且つ電気的に接触されている。このブラシ２は、外部電源に接続されている。そして、スリップリング１とブラシ２とが接触された状態で、静止側から回転側に電力が供給される。

尚、スリップリング１とブラシ２を介して、回転側の回転体４と静止側の支持フレーム３との間での信号をも送受しても良い。Ｘ線検出器で検出された検出信号は、スリップリング１とブラシ２を介して、回転側から静止側に転送され、ブラシ２に接続される信号処理装置に与えられる。スリップリング１及びブラシ２を介して信号を転送するに代えて、回転側から静止側へ検出信号を転送する為に回転側と静止側とが光学的に光ファイバー等で連結され、非接触で信号が転送されても良い。このように構成される装置では、静止側から回転側へ電力のみがスリップリング１とブラシ２を介して供給される。

このスリップリング１とブラシ２とは、互いに接触された状態でスリップリング１が回転されることから、スリップリング１或いはブラシ２が摩耗し、摩耗粉が生成される。この摩耗粉を外部に放出する為に、回転体４には、スリップリング１に沿って複数のフィン１０が設置されている。このフィン１０は、回転体４が回転されるとともに回転され、空気流が発生される。摩耗粉は、この空気流によりＸ線ＣＴ装置の外部に強制的に放出され、結果として摩耗粉がスリップリング１とブラシ２との電気的な接触或いは信号伝達を阻害し、或いは、電気部品或いは電気回路に向けて飛散されることを防止することになる。

ここで、Ｘ線管６及びスリップリング１等の配置関係をより詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、回転体４は、両側が開口され、回転中心に沿って伸長されている略筒状に形成され、この筒状回転体４の一方の開口側の円筒部４Ｂには、被検体が配置される空洞部を介してＸ線管６及びＸ線検出器７が対向して配置されている。また、筒状回転体４の他方の開口側には、スリップリング１が開口側の大径円周部４Ａの外周に沿って円環状に延在されている。このスリップリング１とＸ線管６との間の筒状回転体４の略中央部４Ｃの外周には、ベアリングを含む支持軸受５が設けられ、この支持軸５を介して支持フレーム３に回転可能に支持されている。

円周部４Ａは、中央部４Ｃ及び円筒部４Ｂに比べて大径に形成され、支持軸受５の側に円環状の内側面を備え、この内側面には、複数のフィン１０が固定されている。この複数のフィン１０は、このフィン１０の回転に伴い、支持軸受５からスリップリング１に向けて空気を流すように設置されている。従って、既に述べたように、スリップリング１上で生じた摩耗粉は、この空気流で装置外に向けて排出される。即ち、このフィン１０は、回転体４が回転方向Ｒに回転されるとともに回転され、フィン１０からスリップリング１側に向かう空気流が発生される。この空気流は、図２に示すように、スリップリング１に向けられ、スリップリング１と支持フレーム３との空間を介してＸ線ＣＴ装置の外部に流出される。

以上のように構成されたＸ線ＣＴ装置では、回転体４の回転時に、スリップリング１が回転しながらブラシ２と接触するため、接触部分から摩耗粉が発生される。同時に、回転体４に取付けられたフィン１０が回転され、フィン１０の回転により空気流が発生される。この空気流により摩耗粉は、Ｘ線ＣＴ装置の外部に放出される。従って、フィン１０が設置された位置から見て空気流の流れに対してスリップリング１の上流側に位置する支持軸受５、Ｘ線管６、及びＸ線検出器７に摩耗粉が流出或いは飛散されることが防止される。

以下に、他の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を説明する。

図３に示される実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、スリップリング１の近傍に摩耗粉の飛散を防止する為の非接触型のシールであるラビリンスシール１１が設けられている。ラビリンスシール１１は、一対のリング状シール片で構成され、この一方のリング状シール片は、円環状のスリップリング１に沿って回転体４の大径円周部４Ａ上に固定され、ラビリンスシール１１の他方のリング状シール片は、一方のシール片に僅かな間隙空けて対向するように静止側の支持フレーム３に固定されている。ラビリンスシール１１がスリップリング１と支持軸受５との間に配置されていることから、スリップリング１で発生された摩耗粉が支持軸受５の側に飛散することを防止することができる。ラビリンスシール１１は、上述したように僅かな隙間を有していることから、回転体４の回転時にフィン１０で発生される空気流は、この隙間を流通し、スリップリング１上の空間を介してＸ線ＣＴ装置の外部に流出させることができる。従って、フィン１０が発生される空気流により、摩耗粉をＸ線ＣＴ装置の外部へ放出させることができる。

尚、摩耗粉の飛散を防止できるものであれば、ラビリンスシール１１は、簡易的なカバー板で構成されても良い。

この実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、フィン１０が起こす空気流だけでなく、ラビリンスシール１１によっても支持軸受５側に摩耗粉が飛散されることが防止される。従って、Ｘ線ＣＴ装置内に摩耗粉が飛散されることをより確実に防止することができる。

また、図４に示す実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、ラビリンスシール１１は、大径円周部４Ａの内周面に固定されたリング状シール片で構成され、シール片の円周端面と支持フレーム３の内周面との間に僅かな間隙が形成されている。大径円周部４Ａと支持フレーム３の内面間を塞ぐようにラビリンスシール１１が設けられることから、スリップリング１と支持軸受５とは、このラビリンスシール１１によって空間的に区画されることとなる。また、フィン１０は、このフィン１０で生じた空気流が支持軸受５からスリップリング１に向けて流出されるようにラビリンスシール１１のスリップリング１側の側面に設置固定されている。この実施の形態においても、ラビリンスシール１１及びフィン１０が起こす空気流によって、支持軸受５側への摩耗粉の飛散を防止することができる。さらに、ラビリンスシール１１とフィン１０を一体とすることで、支持軸受５とスリップリング１の間の空間が狭い場合にも、フィン１０を設置することが可能となる。

また、図５に示す実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、ラビリンスシール１１がスリップリング１の両側に配置されるように大径円周部４Ａの両側面に設置固定されている。このラビリンスシール１１においても、両ラビリンスシール１１のシール片の円周端面と支持フレーム３の内周面との間に僅かな間隙が形成されている。大径円周部４Ａと支持フレーム３の内面間を塞ぐように一方のラビリンスシール１１が設けられることから、スリップリング１と支持軸受５とは、この一方のラビリンスシール１１によって空間的に区画され、また、スリップリング１とＸ線ＣＴ装置の外部空間とは、この他方のラビリンスシール１１によって空間的に区画されることとなる。各ラビリンスシール１１には、スリップリング１側の側面に複数のフィン１０が設置固定され、支持軸受５側の空間及びＸ線ＣＴ装置の外部空間から空気流が一対のラビリンスシール１１間の空間に流入され、空気流がスリップリング１に吹き付けされている。そして、ラビリンスシール１間の空間に流入する空気流は、静止側の支持フレーム３の一部に形成された排気口１２に向けられ、この排気口１２及びダクトを介して集塵部１３に排出されている。

この実施の形態では、フィン１０が発生させる空気流により、ラビリンスシール１１で挟まれた空間の圧力が高められ、空気流が排気口１２を通じて集塵部１３に流入される。従って、この実施の形態においては、フィン１０が起こす空気流によって摩耗粉が集塵部１３に集められることになる。従って、この実施の形態では、摩耗粉が支持軸受５側に飛散することを防止することができ、更に、集塵部に集められた摩耗粉を掃除機等の集塵機で容易に回収することができる。

また、図６に示す実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置では、図１〜図５に示されたＸ線ＣＴ装置とは異なり、Ｘ線管６及びＸ線検出器７が回転体４の一方の端部上に設けられ、支持軸受５が回転体４の他方の側に設けられ、Ｘ線管６及びＸ線検出器７と支持軸受５との間にスリップリング１が回転体４の大径円周部４Ａ上に配置されている。そして、複数のフィン１０が回転体４の大径円周部４Ａの両周面に回転方向Ｒに沿って固定配置されている。このフィンは、フィン１０の回転により発生する空気流が、スリップリング１が設置された空間に向けて支持軸受け側及びＸ線管６の側の両側から流入するようなフィン１の向きを有している。さらに、スリップリング１が設置される空間に連通するように静止側の支持フレーム３の一部に排気口１２が形成され、この排気口が集塵部１３に接続されている。

この実施の形態においても、スリップリング１の両側面に設置されたフィン１０が発生する空気流によって摩耗粉が集塵部１３に集められ、摩耗粉が支持軸受５側に飛散することを防止することができ、摩耗粉を容易に回収することができる。

尚、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を概略的に示す正面図及び断面図である。 図１（ｂ）に示したフィンによって発生される空気流の様子を示す模式図である。 ラビリンスシールを設けた他の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を概略的に示す断面図である。 この発明のまた他の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す断面図である。 この発明の更に他の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す断面図である。 この発明のまた更に他の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す断面図である。

符号の説明

１…スリップリング、２…ブラシ、３…支持フレーム、４…回転体、５…支持軸受、６…Ｘ線管、７…Ｘ線検出器、１０…フィン、１１…ラビリンスシール、１２…排気口、１３…集塵部

Claims (5)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出して検出信号を発生するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部を支持し、前記被検体の周りを回転される円筒状回転体であって、回転中心に沿って一方及び他方の開口側円筒部を有し、前記一方の開口側円筒部には、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部が前記被検体を介して互いに対向するように配置されている回転体と、
   前記一方及び他方の開口側円筒部間に配置され、前記回転体を回転可能に支持する軸受けと、
   この軸受けを支持する支持フレームと、
   前記支持フレームに設けられる導電性のブラシと、
   前記回転体の回転方向に沿って前記他方の開口側円筒部上に円環状に延在されているスリップリングであって、前記ブラシに機械的に接触され、前記回転体側に電力を供給する為のスリップリングと、
   前記軸受けと前記スリップリングとの間に配置され、前記支持フレームと前記回転体との間の空間に僅かな間隙を設けてこの空間を区画して前記スリップリングと前記ブラシとの接触部から摩耗粉が前記軸受け側に飛散することを防止する為のラビリンスシール或いはカバー板と、及び
   前記回転体に固定され、前記回転体とともに回転されて空気流を生じさせる複数のフィンであって、前記空気流を前記軸受け側から前記スリップリングと前記ブラシとの接触部を介して当該装置外に流出させて前記スリップリングと前記ブラシとの接触により発生する前記摩耗粉を当該装置外に排出させる複数のフィンと、
   を具備することを特徴とするＸ線断層像撮影装置。
2. 前記ラビリンスシール或いは前記カバー板と前記軸受けとの間の前記回転体上にフィンを設け、前記間隙を介する空気流を生じさせることを特徴とする請求項１記載のＸ線断層像撮影装置。
3. 前記ラビリンスシール或いは前記カバー板は、前記スリップリングに対向する側面を有し、前記フィンは、この側面に設けられることを特徴とする請求項１記載のＸ線断層像
   撮影装置。
4. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出して検出信号を発生するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部を支持し、前記被検体の周りを回転される円筒状回転体であって、回転中心に沿って一方及び他方の開口側円筒部を有し、前記一方の開口側円筒部には、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出部が前記被検体を介して互いに対向するように配置されている回転体と、
   前記一方及び他方の開口側円筒部間に配置され、前記回転体を回転可能に支持する軸受けと、
   この軸受けを支持する支持フレームと、
   前記支持フレームに設けられる導電性のブラシと、
   前記回転体の回転方向に沿って前記他方の開口側円筒部上に円環状に延在されているスリップリングであって、前記ブラシに機械的に接触され、前記回転体側に電力を供給する為のスリップリングと、
   前記軸受けと前記スリップリングとの間に配置され、前記支持フレームと前記回転体との間の空間に僅かな間隙を設けてこの空間を区画して前記スリップリングと前記ブラシとの接触部から摩耗粉が前記軸受け側に飛散することを防止する為のラビリンスシール或いはカバー板と、
   前記回転体上に固定され、前記回転体とともに回転されて空気流を生じさせる複数のフィンであって、前記空気流を前記軸受け側から前記スリップリングと前記ブラシとの接触部に流入させる複数のフィンと、
   前記スリップリングが配置されている前記回転体上の前記区画された空間に連通し、前記スリップリングと前記ブラシとの接触により発生する前記摩耗粉を前記空気流とともに導く為の排気口と、
   前記排気口に連結され、この排気口を介して前記空気流が流入され、前記空気流で搬送された前記摩耗粉を集塵する為の集塵部と、
   を具備することを特徴とするＸ線断層像撮影装置。
5. 前記ラビリンスシール或いは前記カバー板と前記軸受けとの間の前記回転体上にフィンを設け、前記間隙を介する空気流を生じさせることを特徴とする請求項４記載のＸ線断層像撮影装置

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