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発明の名称 回転陽極X線管装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−273890
公開日 平成8年(1996)10月18日
出願番号 特願平7−76239
出願日 平成7年(1995)3月31日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】西岡 義明
発明者 竹本 吉範
要約 目的
回転陽極X線管装置において、陽極の回転状況を的確に把握することを目的とするもの。

構成
X線管の回転子に対応して配置されている固定子をロードセルを介して外筒に固定し、回転子の反作用トルクを固定子を介してロードセルから検出しようとした回転陽極X線管装置。
特許請求の範囲
【請求項1】 回転子に一体的に固定される陽極部と、この陽極部に対向配置される陰極部とを内蔵するバブルと、このバブル外において回転子に対応して配置される固定子とから成る回転陽極X線管を外筒に内蔵支持するとともに上記固定子はロードセルを介して外筒に固定支持され、陽極の回転状況をロードセルの出力から検知できるようにした回転陽極X線管装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は回転陽極X線管装置、特にその陽極の回転状況を検知できるようにした回転陽極X線管装置の構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転陽極X線管(以下単にX線管と称す)は、陽極を回転させて陰極からの高速電子による陽極の焦点部分の溶解を防止し、許容負荷容量の増大を計っている。一般にX線管の許容される定格(印加電圧・管電流・電圧印加時間)は、その回転数により変化し、従って予め定められている回転数以下の回転数では、陽極部の溶解等の重大な事故を招くこととなり、逆に規定以上の回転を陽極に与えると回転支持部の破損、共振による管球自体の破壊の恐れがある。
【0003】従って回転陽極X線管装置にあっては、その陽極を略規定回転数で回転させる必要がある。この規定回転数に達しているかどうかを判別する方法は、従来から特開昭58−23199号公報に記載されているような固定子の主巻線と補助巻線の各々の電圧比を検出する方法が考案されているが、この方法では誤差が大きく規定回転数に達していないのに駆動を停止してしまい回転陽極に対し過負荷状態を招く危険性があった。
【0004】また、一般に用いられている方法としてあらかじめ駆動時間を設定し、この設定時間の間駆動することも行なわれているが過負荷状態を回避するため常に長めの駆動時間を設定する傾向があり回転陽極X線管装置全体の発熱が大きくなり、長時間の使用が制限されることにもなっていた。
【0005】また、回転性能を検出できないことから異常(回転停止など)を予見することができず、いわゆるダウンタイムを生じてしまうこともあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来の装置に関連して、この発明は簡単な構成でX線管の回転陽極の回転状況を検知できるようにしたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明にあっては、X線管の固定子をロードセル(トルク検出装置)を介して外筒に支持固定する構成としたものである。
【0008】
【作用】ロードセルを介して固定子を支持固定しているためX線管の陽極、つまり回転子がうける駆動トルクに対する反作用をロードセルがうけることにより、その結果、ロードセルの出力を検知することによってX線管の陽極の回転状況を直接的に検知できるのである。
【0009】
【実施例】図1は、この発明を実施した回転陽極X線管装置を説明する横断面図(一部切欠)である。
【0010】図において、1はX線管(バブル)で、この中には回転子2と一体に固定され回転する陽極3、およびこの陽極と対向配置される陰極4が設けられている。
【0011】5は外筒で、この外筒内の仕切板6、7でX線管1は空間支持されている。8は固定子で、上記の回転子2に対応してバブル外に配置され、かつ外筒5に対しロードセル9を介して固定されている。なお、10、11は接続端子で、10は、ロードセル9、あるいは固定子8への接続端子で、ロードセル9からの信号の取り出し、あるいは固定子へ電力を供給する場合等の端子であり、11は、陰極4へ電力を供給するものである。また12はX線照射窓である。13はフタ板でここを介して外筒内へ冷却油14が充填される。
【0012】以上の図において、ロードセル以外はほとんど一般の回転陽極X線管装置と略同一である。
【0013】図2は、図1における外筒5と固定子8とロードセル9と間の中空支持の位置関係を説明する図(一部切欠図)で、外筒の軸の垂直断面図である。
【0014】図において、固定子8に固定された止具15によって、固定子はロードセル9を介して外筒5の内面の凸部16に固定されている。この場合、回転子がうける駆動トルクに対する反作用を固定子を介してロードセルが受けるように各対向配置されたロードセルは、各凸部の反対側に固定されている。
【0015】以上の構成において、X線管1の陽極3を回転させる機構はX線管1の回転子(ロータ)3と外部にある固定子(ステータ)8とにより誘導モータを形成していることによる。
【0016】固定子8には駆動装置(図示せず)より電力が接続端子10を通じて供給される。陽極3の回転数は一般に3,000r.p.mまたは9,700r.p.mを規定回転とする場合が多く、駆動に要する時間は小型陽極で1.5 〜2秒、大型陽極で3.5 〜4秒に達する。しかしこの時間は同一の回転陽極X線管装置でも変化する。それは回転子2および固定子8の温度上昇によるもので、図3のように、X線管が冷えている場合(TUBE COLD)と、そうでない場合(TUBE HOT)とでは規定回転数に達する時間T1 又はT2 は異なる(T1 <T2 )。しかし従来の装置においては、この差を判別することができず、T2 時間以上駆動し続け、余分な電力を消費し、かつ発熱が大きくなる傾向があった。したがって固定子の巻線の電圧比から回転数を検出する方法も実施されていたが、この方法は誤差が大きく、誤動作も生じ易く十分利用されなかったが、これは駆動電源自体が180Hzにもなる高周波でノイズも多く、上記のような温度上昇による特性の変化がとらえ難いことに起因していた。
【0017】本考案では固定子を保持する部分にロードセルを配置し、回転子がうける駆動トルクに対する反作用のトルクを固定子がうけ、このトルクをロードセルで検出するように構成したものであるので、回転子の状況をそのままロードセルで検出できるのである。
【0018】また、陽極の回転数とトルクとの関係は図4のような関係にある。すなわち回転数が規定回転数まで上昇すると回転トルクそのものはほとんどゼロとなる。これは規定回転数が電源周波数からスリップ分をさしひいた周波数であることによる。すなわち同調した回転数以上には回転しないことを意味している。駆動装置において、この信号を例えばコンパレータによる比較で駆動を停止する信号として用いることは容易である。
【0019】また、上記の温度上昇によって図3に示すように駆動時間や到達回転数そのものが変化しても回転トルクの減少は、常に同じように生じるのでこのトルク変動を制御に利用することで、不都合は発生しない。
【0020】一方、回転性能の劣化は、駆動時のトルクの絶対値の増加を示す(図5)。
【0021】したがって駆動装置において、あらかじめあるしきい値を記憶させておき、その値と比較することで回転性能が劣化したもしくは調整・交換の必要がある等と表示させることが可能となる。
【0022】
【発明の効果】ロードセルを介して回転陽極X線管の固定子を支持することにより陽極の回転状況を固定子を介してロードセルの出力から判断できるので、適確な回転制御が可能となり余分な発熱をへらし、長時間使用における過熱などの不都合を避けることができる。また一方では回転異常を事前に予見し、調整・交換等を行なうことで、不測のダウンタイムを防止することもできる。




 

 


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