JP6572084B2 - Ｘ線撮影装置用筺体 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線撮影装置用筺体に関する。

Ｘ線検出により画像情報を記録する媒体を収納する筺体などの機器において、Ｘ線撮影装置に照射されたＸ線が背面の外側に漏れるのを防止するために遮蔽体が必要とされている。遮蔽体には、主に、鉛、モリブデンやタングステン等の材料が使用されていた（たとえば特許文献１参照）。

特開２０１０−２８１７５３

しかしながら、それぞれの材料の強度、加工性や使用規制の問題により、さらなる改良が求められている。具体的には、鉛は環境負荷が高いことや強度が低いために材料として単体での使用が困難であり、モリブデンは加工性が低く、部材の大型化が困難であるなどの問題があった。

このような観点から本発明は、遮蔽性能を有するとともに強度が高く且つ加工性が良好であるＸ線撮影装置用筺体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための本発明は、Ｘ線照射装置に対向して配置されるＸ線撮影装置の外枠を構成するＸ線撮影装置用筐体であって、Ｘ線照射装置から離れた側に位置する背面板を有し、前記背面板は、アルミニウムを母材としＸ線を吸収するＸ線吸収材料を含有するアルミニウム合金製の遮蔽材からなり、前記Ｘ線吸収材料は、タングステンであることを特徴とするＸ線撮影装置用筐体である。

このような構成によれば、遮蔽材の母材をアルミニウム合金製としたので、強度が低いＸ線吸収材料や加工性が悪いＸ線吸収材料を含有させても、強度が高く且つ加工性が良好な遮蔽材を確保できる。さらに、Ｘ線吸収材料がタングステンであるため、高い遮蔽性能を確保できる。

かかるＸ線撮影装置用筺体においては、前記背面板から立ち上がる側面板を有し、前記側面板は、アルミニウムを母材としＸ線を吸収するＸ線吸収材料を含有するアルミニウム合金製の遮蔽材からなるものが好ましい。このような構成によれば、遮蔽性能をさらに高めることができる。また、背面板と側面板とを一体構造として、曲げ加工で筺体を形成すれば、剛性の高い筺体を容易に製造できる。

さらに、前記遮蔽材は、２枚のスキン材でコア材を挟んだ両面クラッド構造であることが好ましい。この場合、前記スキン材は、アルミニウム合金製板材が好適であり、前記コア材は、アルミニウムとタングステンからなるものが好適である。このような構成によれば、加工性、強度、熱放射性に優れた遮蔽材を確保できる。また、ハンドリング性にも優れているため、筐体の加工を容易に行うことができる。

本発明によれば、遮蔽性能を有するとともに強度が高く且つ加工性が良好であるＸ線撮影装置用筺体を提供することができる。

本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を用いたＸ線撮影装置の使用状態を示した側面図である。 本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を用いたＸ線撮影装置を示した分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を示した斜視図である。 （ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第二の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を示した断面図である。 （ａ）は本発明の第三の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体の摩擦攪拌加工の状態を示した断面図、（ｂ）は本発明の第三の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体の曲げ加工後の状態を示した断面図である。 本発明の第四の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を示した分解斜視図である。 本発明の第五の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を示した断面図である。 本発明の第六の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を示した断面図である。 本発明の第七の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を示した断面図である。

＜第一の実施形態＞
本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体を、添付した図面を参照しながら説明する。本実施形態のＸ線撮影装置は、ポータブルタイプの撮影装置であって、病院等でレントゲン撮影を行う際に用いられる。図１に示すように、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線照射装置２の下部に設けられたベッド３上に載置される。Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線照射装置２に対向して配置される。Ｘ線撮影装置１の上には被写体となる患者が横になる。

図２に示すように、Ｘ線撮影装置用筺体１０は、Ｘ線撮影装置１の外枠を構成する。Ｘ線撮影装置用筺体１０の内部には、Ｘ線の強度分布を検出する二次元の検出面を有するＸ線検出器５が収容されている。Ｘ線検出器５としては、Ｘ線フィルムや蓄積性蛍光体シートなどが用いられる。Ｘ線撮影装置用筺体１０は、平面視矩形形状を呈する箱状であり、背面板１１と側面板１２と蓋板１３とを備えている。

背面板１１と側面板１２は、一体的に形成されるか、あるいは互いに接合されている。背面板１１と側面板１２とで有底筒状の箱部１４を構成している。蓋板１３は、箱部１４の開口部を覆うように設けられる。蓋板１３は、例えばアルミニウム合金材などの金属材からなり、Ｘ線の遮蔽性能は備えていない。本実施形態では、Ｘ線照射装置２から離れた側に位置する背面板１１（底板）と、背面板１１の周縁部から立ち上がる側面板１２（壁板）の両方が遮蔽材にて構成されている。

図４に示すように、遮蔽材は、板状に形成された部材であって、アルミニウムを母材とし、Ｘ線を吸収するＸ線吸収材料を含有するアルミニウム合金からなる。具体的には、遮蔽材は、２枚のスキン材１５，１５にコア材１６を挟み込んだ両面クラッド構造の金属複合材からなる。スキン材１５は、アルミニウム合金製板材からなり、コア材１６は、アルミニウムとタングステン（Ｘ線を吸収するＸ線吸収材料）からなる。アルミニウムとタングステンはそれぞれ粉末状態のものを混合する。遮蔽材は、スキン材とコア材とを熱間圧延にて一体とすることで形成されている。以下に遮蔽材（遮蔽板）の具体的な構成と製造工程を説明する。

遮蔽材を形成するに際しては、まず、アルミニウム合金を圧延してケース状に形成されたスキン材内に、アルミニウム粉末とタングステン粉末とを混合させたコア材を充填する。このとき、タッピングを行いながら、コア材の空隙率を減少させる。その後、他方のスキン材で粉末を覆い、枠材で四周を囲む。その後、予熱、圧延、平坦化の手順で一体に熱間圧延する。最後に枠材を切断して、Ｘ線の遮蔽性能を有する遮蔽材が形成される。このような遮蔽材は、タングステンを含有しているので、Ｘ線の遮蔽性能を有している。コア材におけるタングステン粉末の混合量を増加すると、Ｘ線の遮蔽性能が高くなる。なお、コア材に、ホウ素（Ｂ４Ｃ）粉末を追加すれば、中性子線の遮蔽性能を付与することができる。また、遮蔽材は、アルミニウムを含有しているので、加工性および耐食性に優れる。さらに、コア材は、アルミニウム粉末とタングステン粉末とを一様に混合させることができるため、均一的な遮蔽性能を得ることができる。

以下、背面板１１と側面板１２との境界部分について説明する。本実施形態では、図３に示すように、四面の側面板１２のうち、背面板１１の長手方向に延在する一対の側面板１２ａ，１２ａは、背面板１１から連続している。図４（ａ）にも示すように、側面板１２ａ，１２ａは、一枚の板状の遮蔽材の両端部を直角に曲げ加工することで形成されている。背面板１１と側面板１２ａとの境界部分は、所定の曲率半径で湾曲している。

図３および図４（ｂ）に示すように、背面板１１の短手方向に延在する側面板１２ｂ，１２ｂは、背面板１１の表面（上面）に接合されている。側面板１２ｂの下端面に接着剤が塗布されていて、側面板１２ｂの下端面が、下側に位置する背面板１１の表面に貼り付けされている。側面板１２ｂの側端面にも接着材が塗布されていて、側面板１２ｂの側端面が、直交方向に隣り合う側面板１２ａの表面（内側面）に貼り付けられている。なお、接着に代えて溶接によって接合する場合は、側面板１２ｂのスキン材と背面板１１のスキン材とを溶接し、側面板１２ｂの側端部では、側面板１２ｂのスキン材と側面板１２ａのスキン材とを溶接する。溶接長さは、必要な強度に応じて決定される。

＜第二の実施形態＞
図５に示すように、第二の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体は、背面板１１が遮蔽材にて構成され、側面板１２が蔽性能を備えない材料にて構成されている。側面板１２は、たとえばアルミニウム合金材などの金属材からなる。なお、側面板１２の材質は、前記構成に限定されるものではなく、必要な強度を備えていればスチールなどの他の金属であってもよい。側面板１２は、接着または溶接によって背面板１１に接合されている。側面板１２は、接着または溶接によって隣接する側面板１２にも接合されている。

＜第三の実施形態＞
図６に示すように、第三の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体は、背面板１１と側面板１２とが遮蔽材にて構成され、摩擦攪拌接合と曲げ加工を組み合わせて背面板１１と側面板１２とが接合されている。本実施形態では、図６（ａ）に示すように、まず、三枚の遮蔽材を平に並べ、中央の遮蔽材（背面板１１（引出線を仮想線にて図示）を構成する遮蔽材）と両端の遮蔽材（側面板１２（引出線を仮想線にて図示）を構成する遮蔽材）との間に突合部２０を形成する（図６（ａ）の右側部分参照）。突合部２０では、隣り合うスキン材１５同士が当接するとともに、隣り合うコア材１６同士が当接している。次に、遮蔽材の突合部２０に、回転ツール２１を回転させながら挿入した後、突合部２０に沿って移動させる（図６（ａ）の左側部分参照）。すると、回転ツール２１の周囲には塑性化領域２２が形成される。これによって、隣り合う遮蔽材同士が一体化される。その後、図６（ｂ）に示すように、両端の遮蔽材を、中央の遮蔽材に対して直角になるように曲げ加工する。曲げ加工は、塑性化領域２２の幅が広い側（回転ツール２１が押し込まれる側）が外側になるように折り曲げる。なお、曲げ加工は、塑性化領域２２を冷却する前に行ってもよいし、冷却した後に行ってもよい。

＜第四の実施形態＞
図７に示すように、第四の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体は、側面板１２に形成されたほぞ２３が、背面板１１の端部の受部２４に係止されている。本実施形態では、背面板１１と側面板１２とが遮蔽材にて構成されている。ほぞ２３は、側面板１２の下端部に形成されていて、下側が広がった台形形状を呈している。ほぞ２３は、側面板１２の延在方向に沿って所定の間隔をあけて複数列配列されている。隣り合うほぞ２３，２３間には、上側が広がった台形形状の空間が形成されている。受部２４は、背面板１１の端部において、側面板１２の延在方向に沿って所定の間隔をあけて複数配列されている。受部２４は、隣り合うほぞ２３，２３間の空間と同等の断面形状（上側が広がった台形形状）を呈しており、ほぞ２３，２３間に嵌合される。受部２４の上側は、スキン材１５が切除されていて、背面板１１のコア材１６と側面板１２のコア材１６が当接するようになっている。これによって、背面板１１と側面板１２との接合部分の遮蔽性が高められている。なお、本実施形態において、背面板１１が遮蔽材にて構成され、側面板１２が蔽性能を備えない材料にて構成されていてもよい。

＜第五の実施形態＞
図８に示すように、第五の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体は、側面板１２に形成されたほぞ２５が、背面板１１の端部の溝部２６に係止されている。本実施形態では、背面板１１と側面板１２とが遮蔽材にて構成されている。ほぞ２５の断面形状は、下側が広がった台形形状を呈している。ほぞ２５は、側面板１２の延在方向に沿って延在している。溝部２６は、背面板１１の上面部に形成されている。溝部２６の断面形状は、ほぞ２２と同等の断面形状（下側が広がった台形形状）を呈している。溝部２６には、ほぞ２２が嵌合される。溝部２６には、ほぞ２２が水平方向から挿入される。溝部２６の底部は、コア材１６に達している。ほぞ２５はコア材１６にて構成されていて、側面板１２から背面板１１の内部に入り込んでいるので、背面板１１と側面板１２との接合部分も高い遮蔽性を有している。

＜第六の実施形態＞
図９に示すように、第六の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体は、背面板１１と側面板１２とが外周接続金具２７を介して接続されている。外周接続金具２７は、断面Ｕ字形状を呈しており、背面板１１と側面板１２，１２を外側から覆っている。外周接続金具２７は、たとえばスチール製の板材にて構成されている。外周接続金具２７の底面部２７ａには、背面板１１がボルトＢおよびナットＮにて固定されている。外周接続金具２７の側面部２７ｂには、側面板１２がボルトＢおよびナットＮにて固定されている。ボルトＢおよびナットＮは、所定ピッチで複数設けられている。このような構成によれば、背面板１１と側面板１２とを容易に固定できるとともに、固定強度を高めることができる。

＜第七の実施形態＞
図１０に示すように、第七の実施形態に係るＸ線撮影装置用筺体は、背面板１１と側面板１２とが内周接続金具２８を介して接続されている。内周接続金具２８は、断面Ｌ字形状を呈しており、背面板１１と側面板１２との接続部分を内側から覆っている。内周接続金具２８は、たとえばスチール製の板材にて構成されている。内周接続金具２８は、背面板１１の両端部にそれぞれ設けられている。内周接続金具２８の底面部２８ａには、背面板１１がボルトＢおよびナットＮにて固定されている。内周接続金具２８の側面部２８ｂには、側面板１２がボルトＢおよびナットＮにて固定されている。ボルトＢおよびナットＮは、所定ピッチで複数設けられている。このような構成によれば、背面板１１と側面板１２とを容易に固定できるとともに、固定強度を高めることができる。

以上のような構成のＸ線撮影装置用筺体１０によれば、背面板１１と側面板１２を構成する遮蔽材が、アルミニウムを母材とするアルミニウム合金から構成されているので、Ｘ線吸収材料のみで構成されたものよりも強度が高く且つ加工性が良好となる。つまり、遮蔽材は、アルミニウム合金の強度が比較的高いことによって、強度が低いＸ線吸収材料を混練させても高い強度とすることができる。さらに、遮蔽材は、アルミニウム合金の加工性が良好であることによって、加工性が悪いＸ線吸収材料を混練させても加工性を良好とすることができる。

第一、第三〜第七の本実施形態では、背面板１１のみならず、背面板１１から立ち上がる側面板１２も遮蔽材にて構成しているので、遮蔽性能をさらに高めることができる。また、第一および第三の本実施形態のように、背面板と側面板とを一体構造として、曲げ加工で筺体を形成すれば、筺体の剛性をより一層高めることができる。

また、第一〜第七の実施形態では、２枚のスキン材１５にコア材１６を挟み込んだ両面クラッド構造の遮蔽材を使用しているので、強度を大幅に高められる。スキン材１５は、アルミニウム合金製板材からなるとともに、コア材１６は、アルミニウムとタングステンからなり、前記遮蔽材は、スキン材とコア材とを熱間圧延にて一体とすることで形成されているので、加工性、強度、熱放射性に優れた遮蔽材を確保できる。また、アルミニウムとタングステンはそれぞれ粉末状態のものを混合しているので、十分に混ざり合っている。したがって、材料に偏りがない一様な均一性能の遮蔽材を得られる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、前記実施形態では、Ｘ線を吸収するＸ線吸収材料としてタングステンを使用しているが、これに限定されるものではない。たとえば、モリブデンや鉛などの他の材料を用いてもよい。
また、遮蔽材の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、他の製造方法で遮蔽材を製造してもよい。

１ Ｘ線撮影装置
２ Ｘ線照射装置
１０ Ｘ線撮影装置用筺体
１１ 背面板
１２ 側面板
１５ スキン材
１６ コア材

Claims (3)

1. Ｘ線照射装置に対向して配置されるＸ線撮影装置の外枠を構成するＸ線撮影装置用筐体であって、
   Ｘ線照射装置から離れた側に位置する背面板を有し、
   前記背面板は、アルミニウムを母材としＸ線を吸収するＸ線吸収材料を含有するアルミニウム合金製の遮蔽材からなり、
   前記Ｘ線吸収材料は、タングステンである
   ことを特徴とするＸ線撮影装置用筐体。
2. 前記背面板から立ち上がる側面板を有し、
   前記側面板は、アルミニウムを母材としＸ線を吸収するＸ線吸収材料を含有するアルミニウム合金製の遮蔽材からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置用筐体。
3. 前記遮蔽材は、２枚のスキン材でコア材を挟んだ両面クラッド構造であって、
   前記スキン材は、アルミニウム合金製板材からなり、
   前記コア材は、アルミニウムとタングステンからなる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影装置用筐体。

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