JPH05275038A - フェライトコア付フィラメント変圧器を備えたｘ線管 - Google Patents
フェライトコア付フィラメント変圧器を備えたｘ線管Info
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- JPH05275038A JPH05275038A JP5015965A JP1596593A JPH05275038A JP H05275038 A JPH05275038 A JP H05275038A JP 5015965 A JP5015965 A JP 5015965A JP 1596593 A JP1596593 A JP 1596593A JP H05275038 A JPH05275038 A JP H05275038A
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＣＴスキャナ等に使用するための改良された強
力Ｘ線管を提供すること。 【構成】陽極Ａが拔気外囲器Ｃに接続されており、陰極
組立体Ｂは、外囲器内に回転自在に取付けられ手いる。
１対の磁石４４，４６が、陽極と外囲器の回転中陰極組
立体を静止状態に保持する。フェライトコア付変圧器６
０は、外囲器の外部に固定的に取付けられたフェライト
コア付一次巻線６６と、外囲器の内部で陰極組立体に取
付けられた二次巻線６４を含む。二次巻線は、フェライ
トコア７０を有し、その一部分がセラミック製誘電ボビ
ン７６によって囲包されている。このボビンは、壁８０
によって互いに分離されたらせん溝７８を有する。この
らせん溝内に不絶縁ワイヤ８２が巻装されている。ワイ
ヤ８２は陰極フィラメント５２に接続されている。一次
巻線は、二次巻線との約２０％の低い結合効率を保証す
るために二次フェライトコアの約５倍の断面積を有す
る。一次コアの磁極面９４は、磁束を二次フェライトコ
アの磁極面７２，７４に向き得て焦点合わせするように
テーパさせることが好ましい。
力Ｘ線管を提供すること。 【構成】陽極Ａが拔気外囲器Ｃに接続されており、陰極
組立体Ｂは、外囲器内に回転自在に取付けられ手いる。
１対の磁石４４，４６が、陽極と外囲器の回転中陰極組
立体を静止状態に保持する。フェライトコア付変圧器６
０は、外囲器の外部に固定的に取付けられたフェライト
コア付一次巻線６６と、外囲器の内部で陰極組立体に取
付けられた二次巻線６４を含む。二次巻線は、フェライ
トコア７０を有し、その一部分がセラミック製誘電ボビ
ン７６によって囲包されている。このボビンは、壁８０
によって互いに分離されたらせん溝７８を有する。この
らせん溝内に不絶縁ワイヤ８２が巻装されている。ワイ
ヤ８２は陰極フィラメント５２に接続されている。一次
巻線は、二次巻線との約２０％の低い結合効率を保証す
るために二次フェライトコアの約５倍の断面積を有す
る。一次コアの磁極面９４は、磁束を二次フェライトコ
アの磁極面７２，７４に向き得て焦点合わせするように
テーパさせることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線管に関し、特に、
ＣＴスキャナ等に使用するための強力Ｘ線管に関する。
ＣＴスキャナ等に使用するための強力Ｘ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、強力Ｘ線管は、約７５Ｗ（ワッ
ト）の電力を供給するのに十分な電圧で約５Ａ（アンペ
ア）の電流を通す陰極フィラメントを備えており、その
電流が該フィラメントを加熱して１群の電子を放出させ
る、即ち熱電子放出を行わせる。１００ｋＶ台の高い電
位が陰極と陽極の間に印加され、その電位が、電子を外
囲器の内部の拔気領域（拔気された領域、即ち真空領
域）を通して陰極と陽極の間に流動させる。一般に、こ
の電子ビーム即ち電流は、１０〜５００ｍＡ程度であ
る。この電子ビームが陽極に衝突してＸ線を発生し、副
産物として大きな熱を発生する。強力Ｘ線管の場合は、
電子ビームが陽極の小さな区域にのみ留まって陽極の熱
変形を惹起するのを防止するために陽極を高速度で回転
させる。かくして、電子ビームによって加熱された陽極
上のスポットは、陽極が１回転する間に、従って再度加
熱される前に冷却する。径の大きい陽極は周囲長が長
く、従って熱負荷が大きい。従来の陽極回転型Ｘ線管の
場合、一般に、陽極が外囲器内で回転し、外囲器と陰極
が静止状態に保持される。この構成では、Ｘ線発生に伴
う熱は、熱放射により真空領域を横切って外囲器の外部
へ放散される。陽極と外囲器の外部との間に直接的な熱
伝達は存在しない。
ト）の電力を供給するのに十分な電圧で約５Ａ（アンペ
ア）の電流を通す陰極フィラメントを備えており、その
電流が該フィラメントを加熱して１群の電子を放出させ
る、即ち熱電子放出を行わせる。１００ｋＶ台の高い電
位が陰極と陽極の間に印加され、その電位が、電子を外
囲器の内部の拔気領域（拔気された領域、即ち真空領
域）を通して陰極と陽極の間に流動させる。一般に、こ
の電子ビーム即ち電流は、１０〜５００ｍＡ程度であ
る。この電子ビームが陽極に衝突してＸ線を発生し、副
産物として大きな熱を発生する。強力Ｘ線管の場合は、
電子ビームが陽極の小さな区域にのみ留まって陽極の熱
変形を惹起するのを防止するために陽極を高速度で回転
させる。かくして、電子ビームによって加熱された陽極
上のスポットは、陽極が１回転する間に、従って再度加
熱される前に冷却する。径の大きい陽極は周囲長が長
く、従って熱負荷が大きい。従来の陽極回転型Ｘ線管の
場合、一般に、陽極が外囲器内で回転し、外囲器と陰極
が静止状態に保持される。この構成では、Ｘ線発生に伴
う熱は、熱放射により真空領域を横切って外囲器の外部
へ放散される。陽極と外囲器の外部との間に直接的な熱
伝達は存在しない。
【０００３】陽極からの熱の除去を助成するために、陽
極と真空ハウジング（即ち、外囲器）とを一緒に回転さ
せ、ハウジング内の陰極フィラメントを静止状態に保持
するようにした強力Ｘ線管が例えば米国特許第４，７８
８，７０５号及び４，８７８，２３５号に提案されてい
る。この構成は、陽極がその熱を直接冷却流体内へ放出
することを可能にするが、この構成の難点の１つは、回
転する外囲器内の静止陰極へ電気エネルギーを供給する
ことが困難なことである。拔気外囲器内へその真空を劣
化させることなく５Ａの電流を供給するのは、上記各米
国特許に開示されているようにエアギャップコイル又は
エアギャップ変圧器を用いることによって達成すること
ができる。しかしながら、このエアギャップコイル又は
エアギャップ変圧器式の１つの欠点は、陰極フィラメン
トの電流を直接測定することができないことである。変
圧器の一次側電流だけしか測定できないのであるが、そ
の一次側電流は、変圧器のコアの温度、磁束密度、エア
ギャップの長さ等の複素関数であり、簡単には測定でき
ない。上記各米国特許の構成の第２の欠点は、陰極構造
体が振動すると、外部の一次側と内部の二次側とを連結
している磁束に変化を誘起することである。磁束連結に
おけるこのような振動誘起変動は、それに対応してフィ
ラメント電流に変動を惹起し、その結果、フィラメント
の電子放出を不安定にする。上記各米国特許の構成の第
３の欠点は、エアギャップコイル又はエアギャップ変圧
器が約０．０２４ｍｍの銅表皮深さに相当する約１３．
５６ｍＨｚで作動することである。電流がそのような浅
い表皮深さに制限されるので、フィラメントへの低抵抗
導線の設計に問題が生じるばかりでなく、フィラメント
自体に局部的ホットスポットが発生するという問題に遭
遇する。更に、二次巻線の多数の巻きが存在する場合
は、ワイヤ絶縁材が、真空拔気することと、粒子に関連
して重大な問題を提起する。
極と真空ハウジング（即ち、外囲器）とを一緒に回転さ
せ、ハウジング内の陰極フィラメントを静止状態に保持
するようにした強力Ｘ線管が例えば米国特許第４，７８
８，７０５号及び４，８７８，２３５号に提案されてい
る。この構成は、陽極がその熱を直接冷却流体内へ放出
することを可能にするが、この構成の難点の１つは、回
転する外囲器内の静止陰極へ電気エネルギーを供給する
ことが困難なことである。拔気外囲器内へその真空を劣
化させることなく５Ａの電流を供給するのは、上記各米
国特許に開示されているようにエアギャップコイル又は
エアギャップ変圧器を用いることによって達成すること
ができる。しかしながら、このエアギャップコイル又は
エアギャップ変圧器式の１つの欠点は、陰極フィラメン
トの電流を直接測定することができないことである。変
圧器の一次側電流だけしか測定できないのであるが、そ
の一次側電流は、変圧器のコアの温度、磁束密度、エア
ギャップの長さ等の複素関数であり、簡単には測定でき
ない。上記各米国特許の構成の第２の欠点は、陰極構造
体が振動すると、外部の一次側と内部の二次側とを連結
している磁束に変化を誘起することである。磁束連結に
おけるこのような振動誘起変動は、それに対応してフィ
ラメント電流に変動を惹起し、その結果、フィラメント
の電子放出を不安定にする。上記各米国特許の構成の第
３の欠点は、エアギャップコイル又はエアギャップ変圧
器が約０．０２４ｍｍの銅表皮深さに相当する約１３．
５６ｍＨｚで作動することである。電流がそのような浅
い表皮深さに制限されるので、フィラメントへの低抵抗
導線の設計に問題が生じるばかりでなく、フィラメント
自体に局部的ホットスポットが発生するという問題に遭
遇する。更に、二次巻線の多数の巻きが存在する場合
は、ワイヤ絶縁材が、真空拔気することと、粒子に関連
して重大な問題を提起する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点を解決することを課題とするものであ
り、外囲器と陰極とが応対回転する構成のＸ線管の陰極
フィラメントへ電力を供給するための新規な優れた技術
を提供することを企図する。
来技術の問題点を解決することを課題とするものであ
り、外囲器と陰極とが応対回転する構成のＸ線管の陰極
フィラメントへ電力を供給するための新規な優れた技術
を提供することを企図する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、拔気外囲器（拔気された外囲器即ち真空
外囲器）と、該外囲器内に配設され、外囲器に対して相
対的に回転するようになされた陰極フィラメント（以
下、単に「フィラメント」とも称する）を有する陰極組
立体を含むＸ線管であって、拔気外囲器内にフェライト
コア付二次巻線を配設し、該二次巻線を前記熱電子放出
陰極手段に接続し、フェライトコア付一次巻線を拔気外
囲器の外部に配設し、一次巻線のフェライトコアを外囲
器を横切って二次巻線のフェライトコアに対置し、二次
巻線のフェライトコアに磁束結合されるように取付けた
ことを特徴とするＸ線管を提供する。
決するために、拔気外囲器（拔気された外囲器即ち真空
外囲器）と、該外囲器内に配設され、外囲器に対して相
対的に回転するようになされた陰極フィラメント（以
下、単に「フィラメント」とも称する）を有する陰極組
立体を含むＸ線管であって、拔気外囲器内にフェライト
コア付二次巻線を配設し、該二次巻線を前記熱電子放出
陰極手段に接続し、フェライトコア付一次巻線を拔気外
囲器の外部に配設し、一次巻線のフェライトコアを外囲
器を横切って二次巻線のフェライトコアに対置し、二次
巻線のフェライトコアに磁束結合されるように取付けた
ことを特徴とするＸ線管を提供する。
【０００６】本発明のより限定的な側面によれば、外囲
器の外部に配設された一次巻線のフェライトコアの横断
面を外囲器の内部に配設された二次巻線のフェライトコ
アの横断面より相当に大きくする。
器の外部に配設された一次巻線のフェライトコアの横断
面を外囲器の内部に配設された二次巻線のフェライトコ
アの横断面より相当に大きくする。
【０００７】本発明の別の側面によれば、二次巻線には
電気絶縁材を被覆せず、絶縁性のボビンに形成されたら
せん溝内に巻装する。従って、絶縁性ボビンのらせん溝
の壁が、二次巻線の不絶縁（絶縁材を被覆されていな
い）ワイヤの互いに隣接した巻きと巻きを電気的に絶縁
する。
電気絶縁材を被覆せず、絶縁性のボビンに形成されたら
せん溝内に巻装する。従って、絶縁性ボビンのらせん溝
の壁が、二次巻線の不絶縁（絶縁材を被覆されていな
い）ワイヤの互いに隣接した巻きと巻きを電気的に絶縁
する。
【０００８】本発明の別の側面によれば、陰極と陽極を
比較的高い電位差に維持する。フェライトコア付変圧器
の一次巻線と二次巻線は、陰極の電位と同じ電位に維持
する。フェライトコア付変圧器を他の回路から隔絶する
ために、一次巻線と交流電源との間に絶縁変圧器を配設
する。
比較的高い電位差に維持する。フェライトコア付変圧器
の一次巻線と二次巻線は、陰極の電位と同じ電位に維持
する。フェライトコア付変圧器を他の回路から隔絶する
ために、一次巻線と交流電源との間に絶縁変圧器を配設
する。
【０００９】本発明の別の側面によれば、一次巻線をｋ
Ｈｚ単位の比較的低い周波数の交流電源に接続する。
Ｈｚ単位の比較的低い周波数の交流電源に接続する。
【００１０】本発明の別の側面によれば、複数のフィラ
メントを設け、各フィラメントを異なる二次巻線に接続
する。
メントを設け、各フィラメントを異なる二次巻線に接続
する。
【００１１】本発明の別の側面によれば、複数のフィラ
メントを共通の二次巻線に接続し、それらのフィラメン
トの１つが選択的に二次巻線からの電位を受けるように
外囲器の外部から制御することができるスイッチ手段を
設ける。
メントを共通の二次巻線に接続し、それらのフィラメン
トの１つが選択的に二次巻線からの電位を受けるように
外囲器の外部から制御することができるスイッチ手段を
設ける。
【００１２】
【実施例】ここでは、本発明を強力Ｘ線管に適用した場
合に関連して説明するが、本発明は強力Ｘ線管以外にも
適用することができることを理解されたい。図１を参照
して説明すると、本発明のＸ線管は、陽極組立体（以
下、単に「陽極」とも称する）Ａと、陰極組立体（以
下、単に「陰極」とも称する）Ｂを有する。拔気（真
空）外囲器Ｃは、陰極から陽極へ放出された電子ビーム
が真空空間を通るように拔気されている。陽極Ａと外囲
器Ｃは、回転手段Ｄによって陰極組立体Ｂに対して回転
される。
合に関連して説明するが、本発明は強力Ｘ線管以外にも
適用することができることを理解されたい。図１を参照
して説明すると、本発明のＸ線管は、陽極組立体（以
下、単に「陽極」とも称する）Ａと、陰極組立体（以
下、単に「陰極」とも称する）Ｂを有する。拔気（真
空）外囲器Ｃは、陰極から陽極へ放出された電子ビーム
が真空空間を通るように拔気されている。陽極Ａと外囲
器Ｃは、回転手段Ｄによって陰極組立体Ｂに対して回転
される。
【００１３】陽極Ａは、外囲器Ｃの一方の端板又は端壁
として形成されており、陰極組立体Ｂから放出される電
子ビーム１２によって衝撃されてＸ線ビーム１４を発生
する斜切環状陽極表面１０を有している。この環状陽極
表面１０は、タングステンので形成されている。陽極全
体をタングステンの単一体から機械加工することによっ
て製造してもよい。あるいは別法として、斜切環状陽極
表面１０は、高電熱性のディスク又は板に連結したタン
グステンの環状ストリップとすることができる。通常、
陽極と外囲器は、冷却手段へ循環される油系誘電流体即
ち冷却流体内に浸漬される。陽極表面１０の動作面を低
温に維持するために、陽極の、表面１０と冷却流体との
間の部分は、高熱伝導性とすべきである。
として形成されており、陰極組立体Ｂから放出される電
子ビーム１２によって衝撃されてＸ線ビーム１４を発生
する斜切環状陽極表面１０を有している。この環状陽極
表面１０は、タングステンので形成されている。陽極全
体をタングステンの単一体から機械加工することによっ
て製造してもよい。あるいは別法として、斜切環状陽極
表面１０は、高電熱性のディスク又は板に連結したタン
グステンの環状ストリップとすることができる。通常、
陽極と外囲器は、冷却手段へ循環される油系誘電流体即
ち冷却流体内に浸漬される。陽極表面１０の動作面を低
温に維持するために、陽極の、表面１０と冷却流体との
間の部分は、高熱伝導性とすべきである。
【００１４】陽極Ａは、真空外囲器Ｃの一端を構成す
る。外囲器の他端は、陰極端板２２である。陽極Ａと陰
極端板２２の間にセラミック製シリンダ２０が連結され
ている。従って、外囲器Ｃのシリンダ２０の、少くとも
陽極Ａに近接した部分は、Ｘ線ビーム１４を放出する窓
を形成するようにＸ線に対して透過性にする。陽極Ａと
陰極端板２２との間に高い電圧差を維持することができ
るように、シリンダ２０の少くとも一部分は誘電材で形
成するのが好ましい。好ましい実施例では、陰極端板２
２は、陰極組立体Ｂの電位（通常、約１００ｋＶ又は陽
極より高い負バイアス）にまでバイアスされる。
る。外囲器の他端は、陰極端板２２である。陽極Ａと陰
極端板２２の間にセラミック製シリンダ２０が連結され
ている。従って、外囲器Ｃのシリンダ２０の、少くとも
陽極Ａに近接した部分は、Ｘ線ビーム１４を放出する窓
を形成するようにＸ線に対して透過性にする。陽極Ａと
陰極端板２２との間に高い電圧差を維持することができ
るように、シリンダ２０の少くとも一部分は誘電材で形
成するのが好ましい。好ましい実施例では、陰極端板２
２は、陰極組立体Ｂの電位（通常、約１００ｋＶ又は陽
極より高い負バイアス）にまでバイアスされる。
【００１５】回転手段Ｄは、第１静止取付部分３０及び
第２静止取付部分３２と、第１静止取付部分３０を端板
２２に連結する第１軸受３４と、第２静止取付部分３２
を陽極Ａに連結する第２軸受３６と、陽極Ａと外囲器Ｃ
の組合せ体を静止取付部分３０，３２に対して回転させ
るモータ３８を有している。モータ３８は、絶縁駆動連
結器３９を介して陽極Ａに電気的に絶縁されて連結され
ている。
第２静止取付部分３２と、第１静止取付部分３０を端板
２２に連結する第１軸受３４と、第２静止取付部分３２
を陽極Ａに連結する第２軸受３６と、陽極Ａと外囲器Ｃ
の組合せ体を静止取付部分３０，３２に対して回転させ
るモータ３８を有している。モータ３８は、絶縁駆動連
結器３９を介して陽極Ａに電気的に絶縁されて連結され
ている。
【００１６】陰極組立体Ｂと外囲器Ｃを相対的に回転さ
せることができるように陰極Ｂと外囲器Ｃの間にグリー
ス無し陰極軸受４０が介設されている。陰極組立体Ｂ
は、保持手段４２によって回転する外囲器Ｃに対して静
止状態に保持される。好ましい実施例では、保持手段４
２は、陰極組立体Ｂにそれと共に回転するように取付け
られた磁石４４と、外囲器Ｃの外部の静止構造体に取付
けられた磁石４６から成る。これらの磁石は、互いに反
対の極性の極が向い合うように配置され、外囲器Ｃと陽
極Ａが回転する間静止磁石４６が、磁石４４及び陰極組
立体Ｂを静止状態に保持する。
せることができるように陰極Ｂと外囲器Ｃの間にグリー
ス無し陰極軸受４０が介設されている。陰極組立体Ｂ
は、保持手段４２によって回転する外囲器Ｃに対して静
止状態に保持される。好ましい実施例では、保持手段４
２は、陰極組立体Ｂにそれと共に回転するように取付け
られた磁石４４と、外囲器Ｃの外部の静止構造体に取付
けられた磁石４６から成る。これらの磁石は、互いに反
対の極性の極が向い合うように配置され、外囲器Ｃと陽
極Ａが回転する間静止磁石４６が、磁石４４及び陰極組
立体Ｂを静止状態に保持する。
【００１７】陰極組立体Ｂは、陰極軸受４０の外レース
に取付けられた陰極取付板５０を有している。陰極取付
板５０は、第１（大）熱フィラメント（「陰極フィラメ
ント」又は単に「フィラメント」とも称する）５２と第
２（小）熱フィラメント５４を支持している。これらの
大／小フィラメント５２と５４は、電子を放出する温度
にまで加熱され、それぞれ強Ｘ線ビーム又は弱Ｘ線ビー
ムを発生するのに十分な電流を選択的に供給される。随
意選択として、フィラメント５２，５４に近接したとこ
ろにビーム１２の焦点合わせを行うための追加のコイ
ル、プレート又はその他の電子デバイス（図示せず）を
設けることができる。フィラメント５２，５４及び焦点
合わせのための電子デバイスは、外囲器Ｃの外部の交流
電源６２からの電力を外囲器の内部真空空間内のフィラ
メント５２，５４へ供給するためのフェライト付変圧器
６０に接続される。
に取付けられた陰極取付板５０を有している。陰極取付
板５０は、第１（大）熱フィラメント（「陰極フィラメ
ント」又は単に「フィラメント」とも称する）５２と第
２（小）熱フィラメント５４を支持している。これらの
大／小フィラメント５２と５４は、電子を放出する温度
にまで加熱され、それぞれ強Ｘ線ビーム又は弱Ｘ線ビー
ムを発生するのに十分な電流を選択的に供給される。随
意選択として、フィラメント５２，５４に近接したとこ
ろにビーム１２の焦点合わせを行うための追加のコイ
ル、プレート又はその他の電子デバイス（図示せず）を
設けることができる。フィラメント５２，５４及び焦点
合わせのための電子デバイスは、外囲器Ｃの外部の交流
電源６２からの電力を外囲器の内部真空空間内のフィラ
メント５２，５４へ供給するためのフェライト付変圧器
６０に接続される。
【００１８】図１と共に、図２及び３を参照して説明す
ると、フェライトコア付変圧器６０は、真空外囲器Ｃの
内部に配設された二次巻線６４と、外囲器Ｃの外部に配
設された一次巻線６６を含む。内部二次巻線６４は、外
囲器Ｃのシリンダ２０に干渉しないように近接し、シリ
ンダ２０の円筒形状に合致する形状を有する磁極面７
２，７４を両端に有する相対的にＵ字形のフェライトコ
ア即ち鉄製コア部材（二次コア）７０を備えている。こ
のフェライトコアの素材であるニッケル−亜鉛／マグネ
シウム−亜鉛合金は、真空状態で約５００℃までの温度
に手適合することができる。フェライトコア７０の中央
部分を囲包するセラミック製のボビン７６が設けられて
いる。ボビン７６は、らせん状の分離壁８０によって互
いに分離されたらせん溝７８を有する。このらせん溝７
８内に不絶縁（絶縁材を被覆されていない）銅ワイヤ８
２が巻装されている。ワイヤ８２の互いに隣接した巻き
と巻きは、分離壁８０によって電気的に絶縁される。分
離壁８０の幅は、二次巻線のワイヤ８２によって伝送さ
れる電流（好ましい実施例では５Ａ程度）がアークを生
じないように、セラミック製ボビン７６の誘電特性に関
連して選択される。図３に示された好ましい実施例で
は、ボビン７６は、２つの半分体から成るものとして示
されている。
ると、フェライトコア付変圧器６０は、真空外囲器Ｃの
内部に配設された二次巻線６４と、外囲器Ｃの外部に配
設された一次巻線６６を含む。内部二次巻線６４は、外
囲器Ｃのシリンダ２０に干渉しないように近接し、シリ
ンダ２０の円筒形状に合致する形状を有する磁極面７
２，７４を両端に有する相対的にＵ字形のフェライトコ
ア即ち鉄製コア部材（二次コア）７０を備えている。こ
のフェライトコアの素材であるニッケル−亜鉛／マグネ
シウム−亜鉛合金は、真空状態で約５００℃までの温度
に手適合することができる。フェライトコア７０の中央
部分を囲包するセラミック製のボビン７６が設けられて
いる。ボビン７６は、らせん状の分離壁８０によって互
いに分離されたらせん溝７８を有する。このらせん溝７
８内に不絶縁（絶縁材を被覆されていない）銅ワイヤ８
２が巻装されている。ワイヤ８２の互いに隣接した巻き
と巻きは、分離壁８０によって電気的に絶縁される。分
離壁８０の幅は、二次巻線のワイヤ８２によって伝送さ
れる電流（好ましい実施例では５Ａ程度）がアークを生
じないように、セラミック製ボビン７６の誘電特性に関
連して選択される。図３に示された好ましい実施例で
は、ボビン７６は、２つの半分体から成るものとして示
されている。
【００１９】別法として、フェライトコア７０を一体の
円筒形ボビンに挿入することができるように、フェライ
トコア７０の方を複数の部片で構成してもよい。更に別
の方法として、真空は比較的良好な電気絶縁体であるか
ら、連続した分離壁８０の代わりに、ボビンの表面にワ
イヤ案内手段を設けてもよい。例えば、アークを生じな
いように二次巻線のワイヤの隣接する巻きを十分に離隔
させるためにボビンの表面に誘電性のピンを間隔を置い
て突設することができる。随意選択として、多重層のワ
イヤ巻線を巻装するために小径のボビンの周りに巻装さ
れたワイヤ巻線の層に大径のボビンを被せ、その大径の
ボビンの周りにワイヤ巻線を巻装することができる。
円筒形ボビンに挿入することができるように、フェライ
トコア７０の方を複数の部片で構成してもよい。更に別
の方法として、真空は比較的良好な電気絶縁体であるか
ら、連続した分離壁８０の代わりに、ボビンの表面にワ
イヤ案内手段を設けてもよい。例えば、アークを生じな
いように二次巻線のワイヤの隣接する巻きを十分に離隔
させるためにボビンの表面に誘電性のピンを間隔を置い
て突設することができる。随意選択として、多重層のワ
イヤ巻線を巻装するために小径のボビンの周りに巻装さ
れたワイヤ巻線の層に大径のボビンを被せ、その大径の
ボビンの周りにワイヤ巻線を巻装することができる。
【００２０】変圧器６０の一次巻線６６は、総体的にＵ
字形の鉄製コア部材９０と、その周りに巻装された一次
巻線ワイヤ９２から成る。鉄製コア部材９０は、二次巻
線の鉄製コア部材７０より相当に大きい径を有する。一
次巻線と二次巻線の間の磁束結合効率は、比較的低く、
２０％程度である。従って、一次巻線は、それ自体が飽
和する前に二次巻線を飽和させることができる磁束の約
５倍の磁束を創生するように設計される。それによっ
て、一次巻線を、それが飽和する前に二次巻線の飽和点
にまで付勢させることができる。更に、一次巻線のコア
（一次コア）の磁極面の径を大きくすることにより一次
巻線と二次巻線を整合させるのを簡単にする。
字形の鉄製コア部材９０と、その周りに巻装された一次
巻線ワイヤ９２から成る。鉄製コア部材９０は、二次巻
線の鉄製コア部材７０より相当に大きい径を有する。一
次巻線と二次巻線の間の磁束結合効率は、比較的低く、
２０％程度である。従って、一次巻線は、それ自体が飽
和する前に二次巻線を飽和させることができる磁束の約
５倍の磁束を創生するように設計される。それによっ
て、一次巻線を、それが飽和する前に二次巻線の飽和点
にまで付勢させることができる。更に、一次巻線のコア
（一次コア）の磁極面の径を大きくすることにより一次
巻線と二次巻線を整合させるのを簡単にする。
【００２１】別法として、一次コア９０の両端の磁極面
９４，９４を二次コア７０の磁極面７２，７４に類似し
た小さい面９６に向けてテーパさせることができる。そ
れによって、磁束を小さい面９６に向けて焦点合わせす
ることができる。
９４，９４を二次コア７０の磁極面７２，７４に類似し
た小さい面９６に向けてテーパさせることができる。そ
れによって、磁束を小さい面９６に向けて焦点合わせす
ることができる。
【００２２】複数のフィラメントと、ビーム１２の焦点
合わせを行うための追加のプレート又は電子デバイスを
設けた場合、それらに対応する追加の二次巻線６４' を
設ける。１時点に１つのフィラメントだけが付勢される
ようにするために、一次巻線６６を１つの二次巻線から
次ぎの二次巻線へ順次に回転させることができる。１つ
のフィラメントが焼き切れたような場合にバックアップ
（後備）フィラメントとして用いることができる追加の
フィラメントは、陰極取付板５０の周りに等間隔に取付
けることができる。これらのフィラメントがその作動位
置へ回転されるのと併行して対応する二次巻線も一次巻
線と整合する位置へ回転される。
合わせを行うための追加のプレート又は電子デバイスを
設けた場合、それらに対応する追加の二次巻線６４' を
設ける。１時点に１つのフィラメントだけが付勢される
ようにするために、一次巻線６６を１つの二次巻線から
次ぎの二次巻線へ順次に回転させることができる。１つ
のフィラメントが焼き切れたような場合にバックアップ
（後備）フィラメントとして用いることができる追加の
フィラメントは、陰極取付板５０の周りに等間隔に取付
けることができる。これらのフィラメントがその作動位
置へ回転されるのと併行して対応する二次巻線も一次巻
線と整合する位置へ回転される。
【００２３】更に別の変型例として、複数のフィラメン
トを共通の二次巻線に選択的に接続するスイッチ手段１
００を設けることができる。例えばリードスイッチ、共
振フィルタ等の形とすることができるスイッチ手段１０
０は、選択された陰極フィラメントを二次巻線に接続す
るために真空外囲器Ｃの外部から制御することができ
る。
トを共通の二次巻線に選択的に接続するスイッチ手段１
００を設けることができる。例えばリードスイッチ、共
振フィルタ等の形とすることができるスイッチ手段１０
０は、選択された陰極フィラメントを二次巻線に接続す
るために真空外囲器Ｃの外部から制御することができ
る。
【００２４】更に別の実施例として、外囲器の外部に配
設した２つ以上の別個の一次巻線を外囲器の外部に配設
した同数の別個の二次巻線に磁気的に結合することがで
きる。各二次巻線を共通の陰極組立体Ｂに配設した別個
の陰極フィラメント（例えば、フィラメント５２，５
４）に作動的に接続する。かくして、１つのフィラメン
ト又は２つ以上のフィラメントを同時に又は独立して作
動させるための手段が構成される。
設した２つ以上の別個の一次巻線を外囲器の外部に配設
した同数の別個の二次巻線に磁気的に結合することがで
きる。各二次巻線を共通の陰極組立体Ｂに配設した別個
の陰極フィラメント（例えば、フィラメント５２，５
４）に作動的に接続する。かくして、１つのフィラメン
ト又は２つ以上のフィラメントを同時に又は独立して作
動させるための手段が構成される。
【００２５】高電圧源１１０は、陽極Ａと陰極Ｂとの間
に通常１５０ｋＶ台の高い電位を創生する。陰極取付板
５０に取付けられた二次巻線６４は、陰極Ｂと実質的に
同じ電位を有する。一次巻線６６を他の関連する回路か
ら電圧的に隔絶することができるようにするために、一
次巻線６６と交流電源６２との間に絶縁変圧器１１２を
設ける。それによって、変圧器の最適の性能を発揮させ
るために一次巻線６６と二次巻線６４の両方を陰極の電
位にバイアスさせることができる。
に通常１５０ｋＶ台の高い電位を創生する。陰極取付板
５０に取付けられた二次巻線６４は、陰極Ｂと実質的に
同じ電位を有する。一次巻線６６を他の関連する回路か
ら電圧的に隔絶することができるようにするために、一
次巻線６６と交流電源６２との間に絶縁変圧器１１２を
設ける。それによって、変圧器の最適の性能を発揮させ
るために一次巻線６６と二次巻線６４の両方を陰極の電
位にバイアスさせることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明のＸ線管の１つの利点は、その安
定性にある。本発明のＸ線管の他の利点は、その簡略性
にある。本発明のＸ線管の他の利点は、従来技術のもの
に比べて安い電力費で高い性能を提供することである。
定性にある。本発明のＸ線管の他の利点は、その簡略性
にある。本発明のＸ線管の他の利点は、従来技術のもの
に比べて安い電力費で高い性能を提供することである。
【００２７】以上、本発明を実施例に関連して説明した
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
【図１】図１は、本発明によるＸ線管の長手断面図であ
る。
る。
【図２】図２は、図１のフィラメント変圧器組立体の線
２−２に沿ってみた横断面図である。
２−２に沿ってみた横断面図である。
【図３】図３は、図２のフェライトコア付変圧器の１つ
の二次巻線を示す分解図である。
の二次巻線を示す分解図である。
Ａ：陽極組立体 Ｂ：陰極組立体 Ｃ：拔気（真空）外囲器 Ｄ：回転手段 １０：環状の陽極表面 ２０：セラミック製シリンダ ２２：陰極端板又は端壁 ３４，３６：軸受 ３８：モータ ４０：内部軸受 ４２：陰極組立体を保持する手段 ４４，４６：磁石 ５２：第１陰極フィラメント（大フィラメント） ５４：第２陰極フィラメント（小フィラメント） ６０：フェライトコア付変圧器 ６２：交流電源 ６４：二次巻線 ６６：一次巻線 ７０：二次巻線のフェライトコア（二次フェライトコ
ア） ７２，７４：二次フェライトコアの磁極面 ７６：セラミック製誘電ボビン（誘電部材） ７８：らせん溝 ８０：らせん壁（分離壁） ８２：二次巻線の不絶縁（絶縁材を被覆されていない）
銅ワイヤ ９０：一次巻線のフェライトコア（一次フェライトコ
ア） ９２：一次巻線のワイヤ ９４：一次フェライトコアの磁極面 １００：スイッチ手段 １１２：絶縁変圧器
ア） ７２，７４：二次フェライトコアの磁極面 ７６：セラミック製誘電ボビン（誘電部材） ７８：らせん溝 ８０：らせん壁（分離壁） ８２：二次巻線の不絶縁（絶縁材を被覆されていない）
銅ワイヤ ９０：一次巻線のフェライトコア（一次フェライトコ
ア） ９２：一次巻線のワイヤ ９４：一次フェライトコアの磁極面 １００：スイッチ手段 １１２：絶縁変圧器
フロントページの続き (72)発明者 レスター ミラー アメリカ合衆国 イリノイ州 60130，フ ォリスト パーク，ディスプレインズ ア ヴェニュ 228 (72)発明者 サルヴァトーレ ジー． ペルノ アメリカ合衆国 イリノイ州 60190，ウ ィンフィールド，フォリスト 05 329
Claims (20)
- 【請求項１】拔気外囲器と、該外囲器内に配設されてお
り、電気的刺激に応答して電子を放出する熱電子放出陰
極手段を含む陰極組立体と、該外囲器内に配設された陽
極表面と、該陰極組立体と外囲器との間の相対回転を許
すための手段を含むＸ線管であって、 前記拔気外囲器内にフェライトコア付二次巻線を配設
し、該二次巻線を前記熱電子放出陰極手段に接続し、 フェライトコア付一次巻線を前記拔気外囲器の外部に配
設し、該一次巻線のフェライトコアを該外囲器を横切っ
て前記二次巻線のフェライトコアに対置し、二次巻線の
フェライトコアに磁束結合されるように取付けたことを
特徴とするＸ線管。 - 【請求項２】前記二次巻線のフェライトコアの少くとも
一部分がセラミック製誘電ボビンで囲包されており、該
二次巻線は、該ボビンの周りにらせん状に巻装された不
絶縁ワイヤを含むことを特徴とする請求項１に記載のＸ
線管。 - 【請求項３】前記ボビンは、前記不絶縁ワイヤを受容す
るらせん溝と、該不絶縁ワイヤの隣接する巻きを分離す
るセラミック製誘電壁を有していることを特徴とする請
求項２に記載のＸ線管。 - 【請求項４】前記一次巻線のフェライトコアは、前記二
次巻線のフェライトコアより相当に大きい横断面を有し
ていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線管。 - 【請求項５】高電圧源によって前記陽極と陰極組立体の
間に高い電位が創生されるようになされており、 前記二次巻線は、該陰極組立体に取付けられて実質的に
陰極組立体の電位に保持され、前記一次巻線は、二次巻
線の電位と実質的に同じ電位に保持され、 前記一次巻線を交流電源から隔絶し、それによって一次
巻線と二次巻線を前記交流電源から隔絶するための絶縁
変圧器が設けられていることを特徴とする請求項２に記
載のＸ線管。 - 【請求項６】前記一次巻線のフェライトコアは、前記二
次巻線のフェライトコアより大きい横断面を有している
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。 - 【請求項７】高電圧源によって前記陽極と陰極組立体の
間に高い電位が創生されるようになされており、 前記二次巻線は、該陰極組立体に取付けられて実質的に
陰極組立体の電位に保持され、前記一次巻線は、二次巻
線の電位と実質的に同じ電位に保持され、 前記一次巻線を交流電源から隔絶するための絶縁変圧器
が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ
線管。 - 【請求項８】拔気外囲器と、 該外囲器の一端に近接して少くとも環状の表面に沿って
形成された陽極と、 該外囲器によって回転自在に支持されており、電気的刺
激に応答して電子を放出する熱電子放出陰極手段を含む
陰極組立体と、 前記外囲器と陽極を回転させるための回転手段と、 該外囲器と陽極の回転中前記陰極組立体を静止状態に保
持するための保持手段と、 前記外囲器の外部に一次巻線と一次フェライトコアを有
し、該外囲器の内部に二次巻線と二次フェライトコアを
有するフェライトコア付変圧器とから成り、該二次巻線
は、前記陰極組立体への交流電流経路を設定するように
該陰極組立体に接続されていることを特徴とする陽極回
転型Ｘ線管。 - 【請求項９】前記陰極手段は、複数のフィラメントを含
み、各フィラメントは、前記外囲器内で前記陰極組立体
に取付けられたフェライトコアを取巻く複数の追加の二
次巻線の対応する１つに接続されていることを特徴とす
る請求項８に記載のＸ線管。 - 【請求項１０】前記二次フェライトコアの両端の端面
は、前記一次フェライトコアと磁束結合された近接関係
をなして前記外囲器の内表面に合致する形状であり、二
次フェライトコアの少くとも一部分が誘電部材によって
囲包されており、前記二次巻線は、前記誘電部材の周り
に巻きと巻きの間に間隔を置いて巻装された絶縁材不被
覆ワイヤを含み、該ワイヤは前記陰極組立体に接続され
ていることを特徴とする請求項８に記載のＸ線管。 - 【請求項１１】前記誘電部材は、アークの発生を防止す
るために前記絶縁材不被覆ワイヤの互いに隣接したらせ
ん状の巻きを離隔状態に拘束するように該互いに隣接し
たらせん状の巻きと巻きの間に介設された誘電手段を含
むことを特徴とする請求項１０に記載のＸ線管。 - 【請求項１２】前記二次フェライトコアの両端の端面
は、前記外囲器の内表面に近接しており、該内表面に合
致する形状であり、 前記一次フェライトコアの両端の端面は、該外囲器の外
表面に近接しており、該外表面に合致する形状であり、 該一次フェライトコアの両端の端面と二次フェライトコ
アの両端の端面とは、一次フェライトコアからの磁束が
二次フェライトコアに達するように互いに十分に近接し
て配置されており、 該一次フェライトコアは、二次フェライトコアの横断面
より大きい横断面を有していることを特徴とする請求項
１０に記載のＸ線管。 - 【請求項１３】前記二次フェライトコアの両端の端面
は、前記外囲器の内表面に近接しており、該内表面に合
致する形状であり、 前記一次巻線は、該外囲器の外表面に近接し該外表面に
合致する形状の両端端面を有するフェライトコアを含
み、 該一次フェライトコアの両端の端面と二次フェライトコ
アの両端の端面とは、一次フェライトコアからの磁束が
二次フェライトコアに達するように互いに十分に近接し
て配置されており、 該一次フェライトコアは、二次フェライトコアの横断面
の少くとも２倍の大きさの横断面を有していることを特
徴とする請求項１０に記載のＸ線管。 - 【請求項１４】拔気外囲器と、 該外囲器の一端に近接して少くとも環状の表面に沿って
形成された陽極と、 該外囲器によって回転自在に支持されており、電気的刺
激に応答して電子を放出する熱電子放出陰極手段を含む
陰極組立体と、 前記外囲器の外部に一次フェライトコアと該一次フェラ
イトコアを取巻いた一次巻線とを有し、該外囲器の内部
に二次フェライトコア該二次フェライトコアを取巻いた
二次巻線とを有するフェライトコア付変圧器とから成
り、該一次フェライトコアの両端の端面は、該外囲器の
外表面に近接しており、該外表面に合致する形状であ
り、前記二次フェライトコアの両端の端面は、前記外囲
器の内表面に近接しており、該内表面に合致する形状で
あり、該一次フェライトコアの両端の端面と二次フェラ
イトコアの両端の端面とは、一次フェライトコアからの
磁束が二次フェライトコアに達するように互いに十分に
近接して配置されており、該二次巻線は、前記陰極手段
に接続されていることを特徴とするＸ線管。 - 【請求項１５】前記陰極組立体は、複数の陰極フィラメ
ントと、前記外囲器内で該陰極組立体に取付けられた複
数のフェライトコアを取巻く複数の二次巻線を含み、各
フィラメントは、該二次巻線の対応する１つに接続され
ていることを特徴とする請求項１４に記載のＸ線管。 - 【請求項１６】前記各フィラメントを前記二次巻線の１
つに選択的に接続するためのスイッチ手段が前記外囲器
内に配設されていることを特徴とする請求項１４に記載
のＸ線管。 - 【請求項１７】前記スイッチ手段は、リードスイッチを
含むことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線管。 - 【請求項１８】前記二次フェライトコアの少くとも一部
分が誘電部材によって囲包されており、前記二次巻線
は、前記誘電部材の周りに巻きと巻きの間に間隔を置い
て巻装された絶縁材不被覆ワイヤを含み、該ワイヤは前
記陰極手段に接続されていることを特徴とする請求項１
４に記載のＸ線管。 - 【請求項１９】前記誘電部材は、前記絶縁材不被覆ワイ
ヤの互いに隣接したらせん状の巻きを離隔状態に拘束す
るように該互いに隣接したらせん状の巻きと巻きの間に
介設された誘電手段を含むことを特徴とする請求項１８
に記載のＸ線管。 - 【請求項２０】前記一次フェライトコアは、二次フェラ
イトコアの横断面より大きい横断面を有していることを
特徴とする請求項１４に記載のＸ線管。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US81729692A | 1992-01-06 | 1992-01-06 | |
| US07/817,296 | 1992-01-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275038A true JPH05275038A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3451557B2 JP3451557B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=25222757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01596593A Expired - Fee Related JP3451557B2 (ja) | 1992-01-06 | 1993-01-05 | フェライトコア付フィラメント変圧器を備えたｘ線管 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5291538A (ja) |
| EP (1) | EP0550983B1 (ja) |
| JP (1) | JP3451557B2 (ja) |
| DE (1) | DE69213202T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5475729A (en) * | 1994-04-08 | 1995-12-12 | Picker International, Inc. | X-ray reference channel and x-ray control circuit for ring tube CT scanners |
| US5550890A (en) * | 1995-06-06 | 1996-08-27 | Anderson; Weston A. | Magnetically supported cathode X-ray source |
| US5978446A (en) * | 1998-02-03 | 1999-11-02 | Picker International, Inc. | Arc limiting device using the skin effect in ferro-magnetic materials |
| US6164820A (en) * | 1998-05-06 | 2000-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | X-ray examination system particulary for computed tomography and mammography |
| US6256364B1 (en) | 1998-11-24 | 2001-07-03 | General Electric Company | Methods and apparatus for correcting for x-ray beam movement |
| US6229870B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-05-08 | Picker International, Inc. | Multiple fan beam computed tomography system |
| US6125167A (en) * | 1998-11-25 | 2000-09-26 | Picker International, Inc. | Rotating anode x-ray tube with multiple simultaneously emitting focal spots |
| US7693265B2 (en) * | 2006-05-11 | 2010-04-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Emitter design including emergency operation mode in case of emitter-damage for medical X-ray application |
| CN102355790A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-15 | 南京创能电力科技开发有限公司 | 等离子高频引弧发生器 |
| US8953298B2 (en) * | 2011-11-30 | 2015-02-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Electrostatic chuck robotic system |
| CN102723251B (zh) * | 2012-06-28 | 2015-10-28 | 珠海瑞能真空电子有限公司 | 外壳旋转ct-x射线管 |
| EP3933881A1 (en) | 2020-06-30 | 2022-01-05 | VEC Imaging GmbH & Co. KG | X-ray source with multiple grids |
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|---|---|---|---|---|
| US2111412A (en) * | 1928-12-08 | 1938-03-15 | Gen Electric | X-ray apparatus |
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| US4045672A (en) * | 1975-09-11 | 1977-08-30 | Nihon Denshi Kabushiki Kaisha | Apparatus for tomography comprising a pin hole for forming a microbeam of x-rays |
| US4068127A (en) * | 1976-07-08 | 1978-01-10 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health, Education And Welfare | X-ray generating apparatus comprising means for rotating the filament |
| GB1604252A (en) * | 1977-06-03 | 1981-12-09 | Emi Ltd | X-ray generating arrangements |
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| FR2415876A1 (fr) * | 1978-01-27 | 1979-08-24 | Radiologie Cie Gle | Tube a rayons x, notamment pour tomodensitometre |
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| DE2855379A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-07-03 | Siemens Ag | Roentgendiagnostikgeraet fuer die erzeugung von schichtbildern eines aufnahmeobjektes |
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