JPH06114047A - 回転陰極ｘ線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転陰極の回転の停止の際の回転陰極の発熱
を防止する回転陰極Ｘ線管を提供する。 【構成】 真空容器１内に内装した環状の回転陰極３の
側壁に、回転停止用磁石２１が付設された複数本の支持
軸２０を立設し、回転停止用磁石２１を挟み、かつ、回
転停止用磁石２１の回転移動を許容するコア２２が回転
停止用磁石２１に近接したり離れたりできるように移動
可能に真空容器１に支持されている。各コア２２には回
転停止用コイル２４が巻かれている。回転陰極３の回転
を停止するときには、回転停止用コイル２４を回転して
いる回転停止用磁石に近接させ、回転陰極３の回転エネ
ルギーを電気エネルギーに変換して、回転陰極３の回転
を停止させる。このとき、回転陰極３には渦電流が発生
せず、発熱も防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被検体の全周方向か
らＸ線を照射して高速に断層撮影を行なう超高速Ｘ線Ｃ
Ｔ装置に使用される回転陰極Ｘ線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年提案されている回転陰極Ｘ線管は、
被検体の全周囲を取り囲む環状の真空容器内に、磁気浮
上される環状の回転陰極と、設置固定される環状の固定
陽極とを対向配置したもので、回転陰極には、熱電子を
固定陽極に向けて放出するフィラメントが取り付けられ
ている。フィラメントから熱電子を固定陽極に向けて放
出させながら回転陰極を高速回転させると、熱電子と固
定陽極との衝突点（Ｘ線焦点）は被検体の周囲で円軌道
を描き、被検体の全周方向からＸ線が曝射される。

【０００３】ところで、従来、この回転陰極の回転を停
止させる手段としては、ステータから回転中の回転陰極
に直流磁場を与え、回転陰極に渦電流を発生させること
に基づく電磁力によって回転陰極の回転を停止させるも
のがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、回転陰極の回転を停止させるために、
回転陰極に渦電流を流すので、真空中に浮上している回
転陰極に熱が蓄積し易くなり、そのため、回転陰極等か
らガスが発生して真空容器内の真空度が劣化したり、回
転陰極が熱膨張してＸ線焦点が変位するという問題点が
ある。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、回転陰極の回転の停止の際の回転陰
極の発熱を防止する回転陰極Ｘ線管を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明は、Ｘ線発生用の電子線放出部を支持して
回転する環状の回転陰極と、前記回転陰極の対向位置に
固定設置される環状の固定陽極とを環状の真空容器に内
装してある回転陰極Ｘ線管において、前記回転陰極に回
転停止用磁石を設けるとともに、前記回転停止用磁石に
近接した位置と待機位置とを移動自在に構成された回転
停止用コイルを前記真空容器内に設け、前記回転陰極の
回転を停止させるときに、前記回転停止用コイルを前記
回転停止用磁石に近接させることにより、前記回転陰極
の回転を停止させるように構成したものである。

【０００７】

【作用】この発明の作用は次のとおりである。すなわ
ち、回転陰極の回転を停止させるときに、回転停止用コ
イルを回転陰極に設けられた回転停止用磁石に近接させ
ることにより、回転陰極の回転エネルギーを、回転停止
用コイルに励起される電気エネルギーに変換し、回転陰
極の回転を停止させるものである。従って、回転陰極に
渦電流が発生しないので、回転陰極の発熱が防止され
る。なお、回転停止用コイルの待機位置は、真空容器内
において、回転停止用コイルと回転陰極に設けられた回
転停止用磁石とが最も離れた状態になる位置である。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はこの発明の一実施例に係る回転陰極Ｘ
線管の概略構成を示す断面図である。図中、符号１は環
状の真空容器を示し、この真空容器１は被検体の全周囲
を取り囲む。真空容器１の内部は真空ポンプ２によって
１０^-6〜１０^-7torrの真空状態に維持されている。真空
容器１内には、図示しない磁気浮上用電磁石により磁気
浮上される環状の回転陰極３が内装されている。

【０００９】この回転陰極３は例えばアルミニウム等で
形成され、側壁には熱電子放出用のフィラメント４が取
り付けられている。このフィラメント４に対向するよう
に環状の陽極５が真空容器１の内周壁に傾斜されて設置
固定されている。そして、フィラメント４から放出され
た熱電子が陽極５に衝突して発生したＸ線は、真空容器
１の内周壁に設けられた環状のＸ線透過窓６から真空容
器１外に放出される。このＸ線透過窓６はＸ線を透過す
るアルミニウム等で形成されている。また、フィラメン
ト４に対して熱電子発生用の電力は、給電部７から供給
されている。

【００１０】給電部７は、回転陰極３に略等間隔に立設
された複数本の支柱８に、回転陰極３と略同芯状に巻回
された２次コイル９と、その２次コイル９を挟み込むと
ともに、支柱８の回転移動を許容する複数個のコア１０
に巻回された１次コイル１１によって構成されている。
１次コイル１１には図示しない交流電源が接続されてお
り、一方、２次コイル９はフィラメント４に接続されて
いる。回転陰極３の回転中、１次コイル１１に通電する
と２次コイル９に電流が誘起され、フィラメント４から
熱電子が放出されるように構成されている。

【００１１】真空容器１の外部の外周壁には、複数個の
ステータ１２が取り付けられており、回転陰極３に対し
て交流磁場を与えことにより、インダクションモータの
原理により回転陰極３を回転駆動するように構成されて
いる。

【００１２】また、回転陰極３の側壁（フィラメント４
を設けた側壁と反対側の側壁）には、複数本の支持軸２
０が略等間隔に立設されており、その支持軸２０の先端
部付近には回転停止用磁石２１が付設されている。この
回転停止用磁石２１は永久磁石により構成されており、
回転陰極３の回転に付随して回転する。一方、この回転
停止用磁石２１を挟み込むとともに、回転停止用磁石２
１の回転移動を許容する複数個のコア２２がそれぞれ移
動支持軸２３の一方の端部付近に支持されており、各コ
ア２２には回転停止用コイル２４がそれぞれ巻回されて
いる。回転停止用コイル２４の導出線２９は、真空容器
１の外部まで延ばされ抵抗３０に接続されている。各移
動支持軸２３は軸受け２５を介して真空容器１の外部ま
で延ばされ、矢印方向にスライド移動可能に真空容器１
に支持されている。また、各移動支持軸２３の真空容器
１の外部側の端部には連動プレート２６が取り付けら
れ、その連動プレート２６にはシリンダ２７のロッド２
８も取り付けられている。すなわち、シリンダ２７のロ
ッド２８を伸縮させて、移動支持軸２３を介して回転停
止用コイル２４を（図の実線で示した位置まで）前述し
た回転停止用磁石２１に近接させたり、（図の二点鎖線
で示した位置まで）後退させたりすることを可能とする
ように構成している。なお、軸受け２５は移動支持軸２
３を支持するとともに、真空容器１内の真空状態を維持
する働きもする。また、図の二点鎖線で示した位置は、
この発明における回転停止用コイルの待機位置に相当す
る。

【００１３】次に、上述した構成を有する回転陰極Ｘ線
管における回転陰極３の回転の停止時の動作を説明す
る。各回転停止用コイル２４は、通常、二点鎖線で示す
待機位置で待機させらている。また、回転陰極３は、上
述したようにステータ１２により回転させられている。
この回転陰極３の回転を停止するときには、各シリンダ
２７のロッド２８をそれぞれ収縮して、実線に示すよう
に回転停止用磁石２１を各コア２２で挟み込む状態ま
で、各回転停止用コイル２４を移動させる。この状態を
詳述すると、実線で示す位置まで延ばされたコア２２が
真空容器１内の複数個所に点在しており、それらの各コ
ア２２の中を、回転陰極３に付随して回転する各回転停
止用磁石２１が図２に示すように出たり入ったりする動
作を繰り返している。このように、各回転停止用コイル
２４に対して、各回転停止用磁石２１が近接と離反とを
繰り返すように移動することにより、回転陰極３の回転
エネルギーは、各回転停止用コイル２４で励起される電
気エネルギーに変換されることになる。そして、このよ
うにして得られた電気エネルギーは、導出線２９を介し
て真空容器１の外部に設けられた抵抗３０で発熱して消
費される。なお、抵抗３０の発熱は真空容器１の外部で
行われるので、真空容器１内の真空度を劣化させること
はない。上述の動作を継続すれば、回転陰極３は回転エ
ネルギーが（電気エネルギーに変換されることにより）
全て奪われ、回転は次第に停止されることになる。

【００１４】なお、上述の回転陰極３の回転の停止動作
中、各コア２２に各回転停止用磁石２１が近接したり離
反したりすることにより、各コア２２に渦電流が発生し
その渦電流により各コア２２は発熱することになる。こ
のように、真空容器１内にあるコア２２が発熱すれば、
真空容器１内の真空度が劣化するという弊害が起こるこ
とがある。このような弊害を防止するためには、各コア
２２を相互に絶縁された磁性板（例えば、けい素鋼板
等）を積層して形成すればよい。各コア２２をそのよう
に形成すれば、渦電流の発生が防止され、発熱による弊
害も防止することができる。

【００１５】また、上述の実施例の構成では、回転停止
用コイル２４で励起された電気エネルギーは、抵抗で発
熱して消費されるように構成したが、その電気エネルギ
ーを別の機器で使用するように、例えば、回転陰極３を
磁気浮上する磁気浮上用電磁石に供給する電源として使
用するように構成すれば、得られた電気エネルギーを有
効に利用することができる。

【００１６】ところで、上述の実施例では、回転停止用
磁石２１を永久磁石で構成したが、永久磁石の代わりに
電磁石を用いても、上述と同様に回転陰極３の回転エネ
ルギーを電気エネルギーに変換して回転陰極３の回転を
停止させることが可能である。ただし、回転停止用磁石
２１を電磁石によって構成する場合には、回転陰極３内
に整流回路を組み込む必要がある。これは、回転停止用
磁石２１として構成する電磁石に給電するためには、給
電部７から回転陰極３に給電されている電力を使うこと
になるが、給電部７から回転陰極３に対しては交流電流
が供給されており、一方、回転停止用磁石２１から回転
停止用コイル２４に対しては直流磁場を与えてやる必要
がある。従って、回転停止用磁石２１を構成する電磁石
に対して直流電流を供給するために、回転陰極３に供給
された交流電流を直流電流に変換する整流回路を回転陰
極３に組み込んでやる必要がある。

【００１７】なお、上述の実施例では、複数個の回転停
止用磁石２１を回転陰極３に付設するように構成した
が、この発明はこれに限らず、例えば、回転停止用磁石
２１として環状の磁石を回転陰極３と同心円を形成する
ように突設してもよい。このように構成したとき、回転
陰極３の回転の停止動作中には、図３に示すようにコア
２２の中を環状の磁石（回転停止用磁石２１）が連続し
て移動していくが、回転停止用コイル２４に与えられる
磁場は回転停止用コイル２４に対して変動しているの
で、回転陰極３の回転エネルギーを回転停止用コイル２
４で電気エネルギーに変換することができる。

【００１８】また、上述の実施例では、複数個の回転停
止用コイル２４を設けるように構成したが、例えば、回
転停止用コイル２４を１個だけ設けるように構成しても
回転陰極３の回転を停止させることは可能である。ただ
し、回転エネルギーを効率よき電気エネルギーに変換さ
せるためには、回転停止用コイル２４の数を増やす必要
があるので、回転停止用コイル２４を１個だけ設ける構
成では、回転陰極３の回転を停止させるための時間が長
くなることになる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、回転陰極に回転停止用磁石を設け、その回
転停止用磁石に近接する位置と待機位置とを移動可能な
回転停止用コイルを真空容器内に設けており、回転陰極
の回転を停止させるときに、回転停止用コイルを回転陰
極に設けられた回転停止用磁石に近接させることによ
り、回転陰極の回転エネルギーを、回転停止用コイルに
誘電される電気エネルギーに変換し、回転陰極の回転を
停止させるので、回転陰極に渦電流が発生するのを防止
することができ、回転陰極の発熱が防止できる。従っ
て、真空容器内の真空度の劣化や、回転陰極が熱膨張し
て回転陰極の形状を変動させるという弊害を回避するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る回転陰極Ｘ線管の概
略構成を示す断面図である。

【図２】回転陰極の回転の停止動作中のコアに対する回
転停止用磁石の動作を示す図である。

【図３】この発明の変形例において、回転陰極の回転の
停止動作中のコアに対する回転停止用磁石の動作を示す
図である。

【符号の説明】

１ … 真空容器 ３ … 回転陰極 ４ … フィラメント ５ … 陽極 ７ … 給電部 １２ … ステータ ２１ … 回転停止用磁石 ２２ … コア ２３ … 移動支持軸 ２４ … 回転停止用コイル ２７ … シリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線発生用の電子線放出部を支持して回
   転する環状の回転陰極と、前記回転陰極の対向位置に固
   定設置される環状の固定陽極とを環状の真空容器に内装
   してある回転陰極Ｘ線管において、 前記回転陰極に回転停止用磁石を設けるとともに、前記
   回転停止用磁石に近接した位置と待機位置とを移動自在
   に構成された回転停止用コイルを前記真空容器内に設
   け、前記回転陰極の回転を停止させるときに、前記回転
   停止用コイルを前記回転停止用磁石に近接させることに
   より、前記回転陰極の回転を停止させるように構成した
   ことを特徴とする回転陰極Ｘ線管。