JPS61153932A - Ｘ線管装置の回転機構評価方法およびそれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野〕 この発明は回転陽極形Ｘ線管装置の回転機構の評価方法
、およびこの評価方法の実施に直接使用する評価装置に
関する。

〔発明の技術的背景〕

回転陽極形Ｘ線管装置は、第８図および第９図に示すよ
うにＸ線管１−１がその真空容器１２の内部に回転陽極
ターゲット１３および陰極構体１４が相対向して設けら
れてなる。陽極ターゲット１３はロータ７５に支持され
、このロータ１５は一対のボールベアリング１６．１７
を介して陽極支柱１８のシリンダ一部１９に回転可能に
支持されている。陽極支柱１８の端面には固定用の雌ネ
ジ２０が穿設されている。このＸ線管ノー１は、ハクベ
と称されるＸ線管収容容器２−１内に、陰極側が３個の
ホルダ２２．２２・・・により保持固定され、陽極支柱
１８が硬質プラスチック製ホルダ２３にボルト２４でネ
ジ止めされている。このホルダ２３は３本の支持脚２５
．２５・・・を有し、これがハウベの内側７ランジ２６
．２６・・・にネジにより固定されている。

なお、ロータの外周に対応してステータ２７が配置され
、外部から供給される駆動電力によりロータおよび陽極
ターゲットが例えば１１００００ｒｐで回転させられる
ようになっている。

ところでこのようなＸ線管装置は、医療分野でＣＴスキ
ャナーのようなＸ線撮影装置として使用される。このよ
うな分野ではこの装置が常に正常に動作することが必須
である。Ｘ線管装置の故障が予測外の時に生ずることは
、その交換等のために一定期間稼動しえなくなるため避
けなければならない。一方、回転陽極形Ｘ線管装置は、
前述のようにボールベアリングを有し、高速回転がくり
返し行なわれることと、ターゲットからの熱伝導のため
、ベアリングの摩耗はさけられない。このためベアリン
グを中心とする回転機構の劣化がこの装置の故障の重要
な要因の１つである。したがって、このＸ線管装置の回
転機構の潤滑状態、回転各部の間１！ｉ（クリアランス
）や予圧機構の状態などを使用経過の任意つ時に評価、
判定できる方法とそれに用いる評価装置が望まれている
。七うすれば医療装置として一般置後も、Ｘ線管回転機
構の摩耗状態を常に把握しながら使用でき、また寿命予
測もでき、装置の効果的で信頼性の高い運転が可能とな
る。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、以上の事情に鑑みて表されたもので
、精度の高い回転陽極形Ｘ線管装置の回転機構の評価方
法、およびこの評価方法の実施に直接用いる評価装置を
提供することである０ 〔発明の概要〕 この発明は、回転陽極形Ｘ線管装置の、使用当初の回転
撮動の周波数特性を振動センサにより測定してこの振動
周波数特性を記憶又は記憶しておき、次に同一のＸ線管
装置の使用経過中又は使用経過後に同様の振動周波数特
性を測定し、これを当初の特性と比較しそれらの間にお
ける特性差からＸａ管装置の回転機構の劣化状態を検出
、評価することを特徴とする回転機構評価方法である。

また、この評価を行なうための装置は、Ｘ線管収容容器
内に固定された回転陽極形Ｘ線管に取付けられた振動セ
ンサと、この振動センサから得らねる電気信号を受けて
その周波数成分を計測する周波数成分測定器と、この周
波数成分測定器の出力を記憶又は記憶するデータ格納装
置と、このデータ格納装置から振動周波数成分を導出し
て表示するデータ比較・表示装置とを具備してなる回転
機構評価装置である。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照してその実施例を説明する。

なお、同一部分は同一符号であられす。

第１図に示す実施例は、回転陽極形Ｘ線管装置の陽極支
柱１８を保持する絶縁体製ホルダ２３の一部に１プラス
チツク製の振動伝達ブロック３１を介して振動センサ３
２を振動工学的に密に結合しである。この振動セ／す２
３は振動レベルを電気信号としてとり出すことができる
センサである。振動センサ２３の出力信号はリード線３
３によりノ・ウベの外へ導出され、評価装置の周波数成
分測定器３４に伝えられる。

評価装置はさら釦データ格納装置３５、およびデータ比
較・表示装置３６を備えている。評価装置の構成例を第
２図に示す。振動センサ３２からの出力信号はアンプ３
７および電気的フィルタ３８を介して周波数成分測定装
置３９に入力される。ここで撮動の周波数成分がディジ
タルデータとしてデータマルチプレクサ４ｏを通してデ
ィジタルデータ記憶装置４１に格納される。ところで、
振動の周波数成分を陽極ターゲットの回転開始時から最
大回転到達時まで、時系列的に検出するため、その間の
一定時間ごとのデータを個別に記憶又は記録しておく。

この目的のため回転起動を基準としてクロック４２が作
動して起動後の所定時間別に振動周波数成分のデータを
データマルチプレフタ４ｏで時系列的に撮り分け、複数
の記憶素子４１　ａ　、　４１ａ・・・Ｋ格納されるよ
うになっている。なお、ターゲットの最大回転数に到達
したあと、さらに回転駆動電源を切って回転数が減少す
る過程でも同様にデータを測定、記憶又は記録しておく
ようにしてもよい○そして各時間ごとの振動周波数成分
の信号を各記憶素子からとり出し、振動特性図構成装置
４３を介してディスプレイ４４又はデータ比較装置４５
に入力するようになっている。

まず、あるＸ線管装置について、その使用開始時の陽極
ターゲットの回転起動から所定の最大回転数までの各時
間毎の振動周波数成分を測定する。その得られたデータ
の例を第３図に示す。同図（、）は回転起動直後の振動
周波数特性図であり、横軸に周波数成分子１縦軸に振動
レベルをあられしている。同図（ｂ）は回転開始から一
定時間経過後の特性図、同図（、）はさらにそれから一
定時間経過後の特性図、同図（ｄ）はターゲット回転数
が最大となったときの特性図である。

各図で振動レベルと周波数成分は異なり、各時間毎の回
転数に対応する共振振動周波数ｆＯ＋ｆ１　、ｆ、、ｆ
、で共振による最大振動レベルがあられれている。なお
、同図を評価すれば、ベアリンーグの回転機構各部のク
リアランスや潤滑が良好なので、回転数に対応する共振
周波数付近では急峻な振動レベルをあられし、それ以外
の周波数成分でのレベルは比較的小さいという特徴があ
られれている。

これに対し、Ｘ線管装置をある期間使用したあとでは、
回転機構の各部の摩耗がすすみ、それが回転振動の周波
数成分の特性にあられれることは当然予測される。そこ
で本発明者が種々分析した典形的な回転機構劣化状態で
のデータを第４図および第５図に示す。第４図（、）乃
至（ｄ）はベアリングの過熱でベアリングボールと内外
レースとの間の間隙が過少となり回転の摩擦が正常な場
合よりも上昇して不具合となった場合の特性（実線曲線
）である。なお、比較のために第３図に相当する当初の
正常な回転機構部の特性を点線曲線であられしている。

両特性を比較すると、ターゲットの各回転数に対応する
周波数ｆ。？　ｆ　ｌ　・・・で振動レベルが当初のレ
ベルよりも低くなるとともにその周波数成分を中心に広
い周波数範囲で逆に高いレベルの振動が観察される特徴
がある。他方、第５図（ａ）乃至（ｄ）に示す特性図は
、潤滑剤の消耗によりベアリングドールとレースとの間
のクリアランスが必要板とに大きくなってしまった場合
（実線曲線）でちる。この場合は当初の特性（点線曲線
）に比（て毎時間とも低い周波数成分の撮動を伴なっＣ
あられれる特徴を示す。

このように、回転機構の種々の劣化状態にお：する振動
周波数成分の特徴を把握することが可能であり、これを
あらかじめ認識あるいけデータ比較装置に記憶させてお
き、当初の特性と任意時点の特性データとを比較してそ
の差から劣化原因を分析し、予測することができる。そ
して、Ｘ線管装置に個別にデータを記憶、保存しておき
、定期的に上述の特性を比較するようにすれば、回転機
構の状態変化を高い精度で把握できる。また、Ｘ１Ｉｉ
ｌ管装置が故障に至る前に寿命を予測して医療診断等に
支障にならない時期に交換することもできる。

なお、第４図あるいは第５図に示すデータに関して、こ
れらの比較特性図は両比較特性曲線とも同じ回転同期周
波数ｆ、、ｆ、、ｆ、、ｆ。

となった時点での特性を対比したものであるが、実際に
はターゲットの回転起動開始から例えば周波数ｆ、に相
当する回転数に至るまでの経過時間は、回転機構の劣化
状態によって異なる。

したがって回転起動から一定時間経過毎の回転同期の振
動周波数の当初データとの比較情報も、回転機構の劣化
原因の予測精度を高めうる１つのパラメータとなる。つ
まり例えば回転機構の摩擦が大きくなった場合は、ター
ゲットの起動からある一定時間の経過時の回転数は当初
データよりも低い回転数となってあられれるので、この
差を劣化原因の予測の一要素に加えることができるわけ
である。また、これらの劣化原因の予測は、以上のよう
な種々の情報をコンピュータにより処理して自動的に判
定・表示させるように構成しうろことはいうまでもない
。

振動センサの装着位置は、Ｘ線管装置の振動機構の振動
状態をより忠実にこの振動センサに伝えるため、陽極支
柱に直接又はその近傍にとりつけることが望ましい。ま
た、ノ・ウペ中に充填された絶縁油やハクベ内壁の鉛板
の存在のために、陽極支柱から遠く離れた位置に振動セ
ンサを装着すると低周波成分が著しく減衰してしまい忠
実な測定ができない。したがって、この場合は陽極支柱
と撮動センサとの間に前記実施例の場合のような摂動伝
達部材を介在させることが望ましい。

第６図に示す実施例は、ハクベ２−１の外部に振動セン
サ３２を装着したものである。この場合、ハクペの一部
に振動板５１を接合し、その内側に振￥Ｊｈ伝達ブロッ
ク３ノを設けこれによりホルダ２３を介して陽極支柱１
８に振動伝達可能に接続しである。

第７図に示す実施例は、ハウベ２−ＩＫ加振器５２をホ
ルダ脚部２５の外側に当接し、これを周波数可変電源５
３で駆動して外部から振動をＸ線管に与えながら回転機
構の振動特性を振動センサ３−２で検出し測定するよう
に構成したものである。そして、振動センサ３２の出力
信号と周波数可変電源５３からのトリガ信号とを測定器
３４に与えて検出する。この場合は振動源をターゲット
の回転に求めず、加振器からの振動入力によりＸ線管装
置の振動特性を測定・評価することができる。

なおこの発明は、回転陽櫃形Ｘ線管をハウベにとりつけ
た状態で振動特性を測定する場合に限られず、Ｘ線管単
体のみで測定・分析することが可能である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、以上説明したようにＸ線管装置の回
転機構の状態、例えばその劣化原因などを高い確率で推
定でき、また、寿命予測をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す装置の概略構成図、
第２図はその評価装置の一例を示すブロック図、第３図
（ａ）乃至（ｄ）は使用当初の回転振動周波数成分の一
例を示す特性図、第４図及び第５図は同じく比較特性図
、第６図はこの発明の他の実施例を示す要部断面図、第
７図は同Ｌ１・・・Ｘ線管、１３川陽極ターゲツト、ノ
８・・・陽極支柱、２３・・・ホルダ、３ノ・・・振動
伝達部材、３２・・・振動センサ、３４・・・周波数成
分測定器、３５・・・データ格納装置、３６・・・デー
タ比較・表示装置、５２・・・加振器。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦−ｒ全 Δ′／） 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転陽極形Ｘ線管装置の、使用当初の回転振動の
   周波数特性を振動センサにより測定してこの振動周波数
   特性を記憶又は記録しておき、 次に上記同一のＸ線管装置の使用経過中又 は使用経過後に同様の振動周波数特性を測定し、 これを前記当初の特性と比較し、それらの 間における特性差から上記Ｘ線管装置の回転機構の劣化
   状態を検出、評価することを特徴とする回転陽極形Ｘ線
   管装置の回転機構評価方法。
2. （２）Ｘ線管収容容器内に固定された回転陽極形Ｘ線管
   に、直接又は他の部材を介して取付けられた振動センサ
   と、 この振動センサから得られる電気信号を受 けてその周波数成分を計測する周波数成分測定器と、 この周波数成分測定器の出力を記憶又は記 録するデータ格納装置と、 このデータ格納装置から振動周波数成分を 導出して表示するデータ比較・表示装置とを具備してな
   る回転陽極形Ｘ線管装置の回転機構評価装置。
3. （３）振動センサは、Ｘ線管の陽極支柱に直接又はこの
   陽極支柱をＸ線管収容容器に保持する保持部材に固定し
   てなる特許請求の範囲第２項記載の回転陽極形Ｘ線管装
   置の回転機構評価装置。