JPH0372182B2

JPH0372182B2 -

Info

Publication number: JPH0372182B2
Application number: JP59017787A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takahara; Hajime Sudo
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1991-11-15
Also published as: EP0151878A1; JPS60163355A; DE3479268D1; EP0151878B1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、Ｘ線管装置に係り、特に、陽極を回
転させるようにするとともに上記陽極を回転させ
る回転子を回転駆動部によつて完全非接触に支承
させるとともに回転駆動させるようにしたＸ線管
装置の改良に関する。

〔発明の背景技術〕

Ｘ線管装置を構造的に分類すると固定陽極型
と、回転陽極型とに大別される。このうち回転陽
極型は、陽極が回転しているので、陽極に加わる
熱負荷の実効面積を大きくでき、これによつて瞬
間的な大負荷に耐えられることなどの利点を備え
ている。

ところで、回転陽極型のＸ線管装置にあつて
は、陽極の回転数が高ければ高い程、上記陽極を
大負荷から保護することができる。したがつて、
陽極に大負荷を加える場合には、陽極をでき得る
限り高速回転させる必要がある。このように、陽
極を高速回転させるには高速回転駆動源を必要と
するが、この回転駆動源の回転子を機械的軸受装
置で支承させた場合には、通常は高々、毎分１万
回転程度が限界である。また、機械的軸受装置を
用いた場合には短時間に規定回転数まで上昇させ
ようとすると、大電力を必要とするばかりか軸受
の寿命が著しく短くなり、しかもこの軸受装置を
陰極と陽極とが位置する真空容器内に設けなけれ
ばならない関係上、装置全体の寿命も短かく、さ
らには医療用として用いられるには機械軸受の回
転接触による騒音が大きすぎると云う不具合があ
る。

そこで、このような不具合を解消するために、
最近では、回転陽極を支持する回転子を真空容器
外から供給される磁気力で完全非接触に支承させ
るようにしたものが提案されている。。すなわち、
この磁気支承型の装置は、回転子に高透磁率材製
のリングを取り付るとともに真空容器外に磁気支
承用の磁気力を供給するための永久磁石を配置
し、上記永久磁石から出た磁束を、永久磁石〜前
記リング〜真空容器外に設けられた磁極付き継鉄
〜永久磁石の経路で通過させることによつて回転
子を軸方向、半径方向共に完全非接触に支承する
ようにしている。

〔背景技術の問題点〕

上述のように、回転陽極を支持する回転子を永
久磁石による磁気力で支承するようにしたものに
あつては、回転子を常に安定支承するために、以
下のような回転子の位置制御が行われる。すなわ
ち、上記装置における前記磁極にはコイルが装着
され、また真空容器外部の回転子と対向する位置
に非接触変位検出器が設けられる。そして、この
検出器で回転子の軸方向および径方向位置を常に
監視させ、上記検出器からの信号に基づいて前記
コイルを付勢するようにしている。これによつ
て、回転子は、その変位を適切に修正され、常に
安定支承される。

ところが、上記非接触変位検出器は、一般にＸ
線のような電磁波に対し、非常に敏感に応答する
という性質を有している。したがつて、上述の装
置のように回転陽極と非接触変位検出器とが比較
的近い位置に配置される装置にあつては、容器内
部に散乱し検出器に侵入するＸ線の影響が無視で
きず、回転子の安定支承を行ううえでの不安定要
因の１つとなつていた。

また、この種のＸ線管装置は、装置の稼働時に
おいて、回転陽極の電子照射面が千数百度の高温
度に達する。このため、回転陽極で発生した熱は
輻射または熱伝導によつて回転子に伝達され、回
転駆動部全体の温度を非常に高めることになる。
この結果、磁石の特性劣化や非接触変位検出器の
検出性能低下を招き、これが回転子の安定支承を
損ねる他の要因ともなつていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる点に基づきなされたものであ
り、その目的とするところは、回転陽極から放出
される電磁波または熱が回転駆動部に直接的に与
える影響の抑制を図れ、もつて、回転陽極を常に
安定した位置で回転させることができるＸ線管装
置を提供すことにある。

〔発明の概要〕

本発明は、陰極から出射された電子が衝突され
てＸ線を放出する回転陽極と、この回転陽極を支
持する回転子を有するとともに上記回転子を磁気
力によつて完全非接触に支承する要素および回転
駆動する要素からなる回転駆動部との間に、Ｘ線
および熱を遮蔽する遮蔽部材を設けたことを特徴
としている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回転陽極と回転駆動部との間
に、単に遮蔽板を設けるだけという至つて簡単な
手段を講ずることにより、例えば電磁波や輻射熱
といつた回転子の安定支承を阻害する要因の直接
的な影響を取り除くことができる。したがつて、
これにより、回転駆動部における回転子の安定支
承性能を大幅に向上させることができる。

〔発明の詳細な説明〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき説
明する。

第１図において、１は筒状に形成された真空容
器である。この真空容器１は、それぞれ一端側を
開放した分割体１ａ，１ｂから構成され、これら
分割体１ａ，１ｂの両開放端を図中上下方向に重
合し、ねじ２によつて固定したものとなつてい
る。この重合部には、真空容器１の内部空間を図
中上下に二分する環状の遮蔽板３が固定されてい
る。

この遮蔽板３は、たとえば熱反射率の高い材料
または、熱反射率の高いコーテイング材を表面に
塗布したたとえばモリブデン、タングステン等の
導電性部材にて形成され、真空容器１の図中上下
の空間相互の電磁的および熱的な遮断機能を発揮
する。

真空容器１の内部の上記遮蔽板３ぜ区画された
図中上側の空間には、陰極７と、たとえば円板状
に形成された回転陽極８とが図中上下方向に離間
対向して配置されている。

陰極７には内部に図示しないフイラメントが装
着されている。そして、上記陰極７は導体９に接
続されている。導体９は、真空容器１の図中上壁
中央部を軸心線方向に気密に貫通する部分９ａ
と、この部分９ａの真空容器１内に位置する先端
部から、たとえば直角に延びる部分９ｂとから構
成されており、上記部分９ｂの先端部に前記陰極
７を固定している。なお、フイラメントの両端は
導体９内に配設された図示しない絶縁線を介して
真空容器１外へ導かれている。

回転陽極８は、その図中上面周辺部が常に陰極
７と対向する関係に配置されており、上記周辺部
上面は外周縁に近付くにしたがつて、所望のＸ線
を得るのに必要なテーパ面に形成されている。そ
して回転陽極８は後述するところの回転駆動機構
１０の回転子１１によつて支持されている。

一方、遮蔽板３の下端の空間には回転駆動機構
１０の回転子１１が収容されている。すなわち、
前記真空容器１の壁部で前記遮蔽板３の図中下面
に対向する部分には、この部分を上記遮蔽板３の
側へ向けて有底筒状に凹没させた凹没壁１５が形
成されており、さらに上記凹没壁１５の、いわゆ
る底壁中央部には、上記中央部を上記凹没壁１５
と同心的に、遮蔽板３とは反対側へ向けて凹没さ
せた内側凹没壁１６が形成されている。そして、
上記凹没壁１５とその外側に位置する筒状の壁部
１７との間に形成された筒状空間Ｐおよび前記内
側凹没壁１６内に回転子１１が回転自在に収容さ
れている。

回転子１１は大きく分けて、前記回転陽極８と
同軸的に配設され、図中上端部が上記回転陽極８
の図中下面中央部に連結されるとともに図中下端
側が前記遮蔽板３の孔３ａを貫通して前記内側凹
没壁１６で囲まれた空洞内に嵌入した導電性の補
助軸１９と、図中上端部が環状絶縁材２０を介し
て補助軸１９に接続されるとともに図中下端部が
前記筒状空間Ｐ内に嵌入した筒状の回転子本体２
１とで構成されている。上記回転子本体２１は、
外形が前記壁部１７の内径より小さく、また内径
が前記凹没壁１５の外形より大きい寸法に非磁性
材または常磁性材で形成された円筒体２４と、こ
の円筒体２４の内周面に図中上下に２段構成に形
成された環状溝２４ａ，２４ｂ内にそれぞれ装着
固定された高透磁率材性のリング２５ａ，２５ｂ
と、上記円筒体２４の例えば外周面中央部に固定
されたモータ２６のロータ２７とで構成されてい
る。また、前記内側凹没壁１６の内面には、非常
時等だけ前記補助軸１９を機械的に支持する軸受
２８ａ，２８ｂが、常時は、上記補助軸１９に対
して非接触に設けてある。さらに、補助軸１９の
図中下端面にはピン２９が突設してある。このピ
ン２９に対向する位置には接触板３０が配設さ
れ、これら接触板３０とピン２９とで陽極電流導
入装置が構成されている。そして、上記接触板３
０は、内側凹没壁１６のいわゆる底壁を気密に貫
通した導電棒３１の先端に接続されている。

しかして、前記凹没壁１５で囲まれた空間内に
は上記凹没壁１５と同心的にヨーク３５が挿着さ
れている。このヨーク３５は、たとえば複数のブ
ロツクを組合わせて構成され、全体的に環状に形
成されており、中央部に前記内側凹没壁１６が嵌
入し得る孔３６を有している。そして、ヨーク３
５の外周面で図中上下端には、周方向へ90°の開
き角で突設された４つの磁極３７ａ，３７ｂ，３
７ｃおよび３７ｄ（但し、３７ｂ，３７ｄは図示
せず）を１組とする２組の半径方向位置制御用の
磁極群３８，３９が設けられている。なお、各磁
極群３８，３９の軸心線と直交する同一線上に突
設された磁極の磁極面間距離は前記凹没壁１５の
内径と略等しい値に設定されている。そして、各
磁極群３８，３９の各磁極の外周には、それぞれ
半径方向安定化用コイル４０が装着されている。
また各磁極群３８，３９との間の中央位置には、
軸心線回りに環状の軸方向位置制御用の磁極４５
が突設されており、この磁極４５の軸方向の両側
には、相互間で上記磁極４５を挟む関係に軸方向
安定化用コイル４６ａ，４６ｂが装着されてい
る。しかして、ヨーク３５の外周で、かつ磁極群
３８とコイル４６ａとの間および磁極群３９とコ
イル４６ｂとの間に位置する部分には、半径方向
に磁化された環状の永久磁石４７ａ，４７ｂが装
着されている。そして上記のようにコイル４０，
４６ａ，４６ｂ、永久磁石４７ａ，４７ｂの装着
されたヨーク３５は、前記凹没壁１５で囲まれた
空間内に装着されている。

しかして、前記真空容器１の壁部１７の外側に
は、上記壁部１７との間に所定の間隙Ｑをあけて
非磁性材または常磁性材で有底筒状に形成された
筒体４８が層着されている。そして、上記間隙Ｑ
内の図中上部および下部で前記磁極群３８，３９
の各磁極の磁極面に対向する位置には、前記回転
子本体２１の軸方向の直交する方向の変位を検出
する変位検出器５０および軸方向変位を検出する
変位検出器５１が設けてあり、また、上記間隙Ｑ
内の前記ロータ２７に対向する位置にはモータ２
６のステータ５２が取付けられている。上記ステ
ータ５２の電機子巻線５３は図示しないモータ駆
動用電源に接続され、また各変位検出器５０およ
び５１の出力端は図示しない回転子安定化制御装
置に接続されている。上記回転子安定化制御装置
は、実際には、半径方向の安定化を図るものと、
軸方向の安定化を図るものとで構成されている。
なお、第１図中５４はＸ線透過窓を示している。

以上の如く構成されたＸ線管装置においては、
永久磁石４７ａ，４７ｂによつて生じた磁束が、
永久磁石４７ａ，４７ｂ〜回転子１１の各リング
〜各磁極〜ヨーク〜永久磁石４７ａ，４７ｂの経
路を貫通して、複数の磁気ループを形成する。こ
れら各磁気ループは、各々の磁気ループを挟める
向きの磁気力を回転子１１に作用させる。この磁
気力によつて、回転子１１は完全非接触状態で支
承される。このとき、外力等によつて生じる回転
子１１の軸方向および径方向の変位は、各変位検
出器５０，５１によつて検出される。この検出信
号に基づいて、各磁極に巻装されたコイルは適宜
付勢され、回転子１１の変位は修正される。かく
して、ここに回転子１１の安定な非接触支承が実
現される。回転子１１はモータ２６によつて回転
駆動され、これによつて回転陽極８も回転する。

しかして、Ｘ線の照射時は、回転子１１を図中
下方へ移動させて補助軸１９に固定されたピン２
９と接触板３０とを接触させ、回転陽極８に高電
圧を印加する。これによつて、陰極７のフイラメ
ントから電子が出射され、加速されて回転陽極８
に衝突する。この結果、回転陽極８からはＸ線が
出射される。このＸ線は、その殆んどがＸ線透過
窓５４を通過して外部に照射されるが、通常、そ
の一部が真空容器１の内部に拡散される。

しかしながら、本実施例の構成であれば、回転
陽極と回転駆動機構１０との間に導電性の遮蔽板
３を設けているので、この遮蔽板３で上記拡散さ
れたＸ線を充分に吸収することができる。したが
つて、Ｘ線が回転駆動機構１０にまで拡散するこ
とがない。

また、Ｘ線の照射に伴なつて回転陽極８は、千
数百度に昇温する。しかし、本実施例では、回転
陽極８と回転駆動機構１０との間に設けた遮蔽板
３を熱反射率の高いものとしているので、上記遮
蔽板３が輻射熱の遮断機能を発揮する。このた
め、輻射熱によつて回転駆動機構１０が温度上昇
するのを有効に防止することができる。

このように、本実施例によれば前述した効果を
充分に奏することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定される
ものではない。たとえば、第２図に示すように、
環状の遮蔽板６０の内周に、非常時のみ補助軸１
９を機械的に支持する軸受２８ａを固定するよう
にしてもよい。このように遮蔽板６０が軸受２８
ａの支持部材をも兼ねるような構造とすれば、軸
受２８ａと軸受２８ｂとの相対位置を変えること
なしに、その絶対位置を図中上方へ移動させるこ
とができる。このため、真空容器１の内側凹没壁
１５で形成される空間を小型化することができ、
これによつて増加する余剰スペースを有効に利用
することができる。したがつて、第２図に示すよ
うにヨーク３５の外径を小型化して、全体の小型
化を図ることもできる。

また、第３図に示すように、遮蔽板７０の内部
に冷媒通路７１を形成し、遮蔽板７０の熱を外部
に効果的に放出するようにしもよい。この場合に
は、第３図に示す如く、たとえば遮蔽板７０の内
部に環状空間Ｒを形成する。さらに上記環状空間
Ｒを軸方向に二分して空間R₁，R₂を形成すると
ともに、これら空間R₁，R₂を上記環状空間Ｒの
内周部で連通するように、上記環状空間Ｒに環状
板７１を挿設する。そして、この遮蔽板７０の外
周部の半径方向に対向する位置に、それぞれ冷媒
の導入口７２および排出口７３を設けるようにす
ればよい。

この場合、遮蔽板７０に熱吸収性、熱伝導性の
高い部材を用いれば、回転陽極付近の温度を全体
的に下げることができる。そして、上記冷媒通路
７１に図示しない冷媒を通流させることにより熱
吸収性能を更に向上させることができ、本発明の
効果を更に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＸ線管装置の
縦断面図、第２図は本発明の他の実施例に係るＸ
線管装置の縦断面図、第３図は本発明の更に他の
実施例に係るＸ線管装置の一部を示す縦断面図で
ある。１……真空容器、３，６０，７０……遮蔽板、
７……陰極、８……回転陽極、９……導体、１０
……回転駆動機構、１１……回転子、１９……補
助軸、２５ａ，２５ｂ……リング、２６……モー
タ、２８ａ，２８ｂ……軸受、２９……ピン、３
０……接触板、３１……導電棒、３５……ヨー
ク、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，４５……磁極、４
０……半径方向安定化用コイル、４６ａ，４６ｂ
……軸方向安定化用コイル、４７ａ，４７ｂ……
永久磁石、５０，５１……変位検出器、５４……
Ｘ線透過窓。

Claims

【特許請求の範囲】１陰極と、この陰極から出射された電子が衝突
されてＸ線を放出する回転陽極と、この回転陽極
を支持する回転子を有するとともに上記回転子を
磁気力によつて完全非接触に支承する要素および
回転駆動する要素からなる回転駆動部とを具備し
たＸ線管装置において、前記回転陽極と前記回転
駆動部との間に、Ｘ線および熱を遮蔽する遮蔽部
材を設けたことを特徴とするＸ線管装置。２前記遮蔽部材は、導電性材料で構成されたも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のＸ線管装置。３前記遮蔽部材は、熱吸収率または熱伝導率の
高い材料にて構成されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
Ｘ線管装置。４前記遮蔽部材は、熱反射率の高い材料または
熱反射率の高いコーテイング剤を塗布した材料に
て構成されたものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項に記載のＸ線管装
置。５前記遮蔽部材は、内部に冷媒通路の形成され
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第３項のいずれかに記載のＸ線管装置。６前記遮蔽部材は、前記回転子を緊急時におい
て機械的に支持する機械軸受の支持材を兼ねたも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第５項のいずれかに記載のＸ線管装置。