JPH0620845A - 回転体への給電機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給電部分で摩耗を生じることがなく、しかも
回転体の重量が過大にならないようにした回転体への給
電機構を提供する。 【構成】 環状の真空外囲器１内に環状の固定陽極２
と、フィラメント４を備えた環状の回転陰極３とが対向
配置され、回転陰極３が電磁マグネット装置５によって
磁気浮上されて回転駆動される。回転陰極３には、これ
と略同芯状の２次コイル１２が取り付けられ、この２次
コイル１２を挟む込むように、１次コイル１４が巻回さ
れたコア１３が配備されている。交流電源１５で１次コ
イル１４を通電することにより形成される磁気回路１６
は、２次コイル１２に鎖交するので、２次コイル１２に
電流が誘起され、フィラメント４が非接触給電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転陰極Ｘ線管装置
に備えられた回転陰極への給電等に利用される回転体へ
の給電機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、提案されている回転陰極Ｘ線管装
置は、環状の真空外囲器内に環状の陽極を固定設置し、
この陽極に対向するように熱電子放出用のフィラメント
を備えた回転陰極を配備し、前記回転陰極を磁気浮上さ
せながら回転駆動することにより、真空外囲器の中心孔
に挿入された被検体の全周囲に、前記陽極からＸ線を照
射するように構成されている。このような回転陰極Ｘ線
管装置において、回転陰極への給電は、回転陰極に取り
付けられたスリップリングに給電用ブラシを摺動接触さ
せることによって行われている。

【０００３】

【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、上述した従来の給電機構によれば、給
電用ブラシの摩耗により粉塵が発生して真空外囲器内に
離散し、真空外囲器の真空度が低下したり、耐電圧性能
が低下するという問題点がある。また、従来の給電機構
は、給電部分の摩耗により寿命が比較的短いという問題
点もある。

【０００４】そこで、最近では、上記の問題点を解消す
るために、回転体への非接触給電機構が種々提案されて
いる。そのなかの一つに、図６に示したような、いわゆ
る回転トランスを使用した非接触給電機構を備えた回転
陰極Ｘ線管装置がある。

【０００５】この回転陰極Ｘ線管装置は、環状の真空外
囲器１内に環状の陽極２を固定設置し、この陽極２に対
向して環状の回転陰極３が配備されている。回転陰極３
には、熱電子放出用のフィラメント４が備えられてい
る。真空外囲器１の外周面には、回転陰極３を磁気浮上
させるための電磁マグネットや、磁気浮上された回転陰
極３を回転駆動するためのステータを備えた電磁マグネ
ット装置５が取り付けられている。

【０００６】回転陰極３に備えられたフィラメント４へ
の非接触給電機構は次のように構成されている。すなわ
ち、２次コイル６が巻回された複数個の『コ』の字状の
コア７を回転陰極３の適宜な個所に取り付け、２次コイ
ル６のリード線をフィラメント４に接続する。一方、回
転陰極３側のコア７に対向して、１次コイル８が巻回さ
れた『コ』の字状のコア９を真空外囲器１に取り付け、
１次コイル８を交流電源１０に接続する。回転陰極３が
電磁マグネット装置５によって磁気浮上されて回転して
いる状態で、１次コイル８に通電すると、コア７がコア
９に対向する位置に来たときに、両コア７，９間に磁気
回路が形成され、回転陰極３側の２次コイル６に電流が
誘起されることにより、フィラメント４が非接触給電さ
れる。これによりフィラメント４から熱電子が放出され
て陽極２に衝突し、陽極２からＸ線が真空外囲器１の中
心側に向けて照射される。

【０００７】しかしながら、上述したような非接触給電
機構によれば、回転体である回転陰極３に複数個のコア
７を取り付ける必要があるので、回転陰極３の重量が重
くなり、これを磁気浮上および回転駆動するための電磁
マグネット装置５の負荷が大きくなるという問題点があ
る。また、コア７とコア９とが対向したときに、両コア
７，９間のギャップに吸引力が働くので、この吸引力に
よる回転陰極３の変位を回避するために、電磁マグネッ
ト装置５を複雑に制御しなければならいという問題点も
ある。

【０００８】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、給電部分で摩耗を生じることがな
く、しかも回転体の重量が過大にならないようにして、
回転体への非接触給電を比較的簡単に行うことができる
回転体への給電機構を提供することを目的とする。

【０００９】

【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、回転体に非接触状態で給電する機構で
あって、前記回転体に同芯状に取り付けられた２次コイ
ルと、前記２次コイルに鎖交した磁気回路を形成する１
次コイルと、前記１次コイルに接続される交流電源とを
備えたものである。

【００１０】

【作用】この発明の作用は次のとおりである。交流電源
に接続された１次コイルに通電すると、この１次コイル
によって磁気回路が形成される。この磁気回路は、回転
体に取り付けられた２次コイルに鎖交するので、２次コ
イルに電流が誘起され、回転体が非接触給電される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１２】＜第１実施例＞図１は、第１実施例に係る
回転陰極Ｘ線管装置の概略構成を示した断面図である。
図中、符号１は環状の真空外囲器であり、この真空外囲
器１内に環状の陽極２が固定設置されている。この陽極
２に対向して、断面が略『Ｔ』の字状の環状の回転陰極
３が配備されている。回転陰極３には熱電子放出用のフ
ィラメント４が陽極２に対向する位置に設けられてい
る。真空外囲器１の外周部には、回転陰極３を磁気浮上
させるための電磁マグネットや、磁気浮上された回転陰
極３を、例えば１０Ｈｚ程度の高速度で回転駆動するた
めのステータを備えた電磁マグネット装置５が取り付け
られている。上述した回転体としての回転陰極３に設け
られたフィラメント４への非接触給電機構は、次のよう
に構成されている。

【００１３】回転陰極３において、フィラメント４が設
けられた側と反対側に、複数本の支柱１１が略等間隔に
立設されており、これらの支柱１１の先端部分を周回す
るように、２次コイル１２が回転陰極３と略同芯状に巻
回されている。この２次コイル１２から導出されたリー
ド線はフィラメント４に接続されている。また、真空外
囲器１内には、２次コイル１２を挟み込むととともに、
支柱１１の回転移動を許容する、略『Ｃ』の字状の数個
のコア１３が図示しない支持機構によって固定設置され
ている。各コア１３には１次コイル１４が巻回されてお
り、各１次コイル１４は交流電源１５に接続されてい
る。交流電源１５としては、商用周波数の電源でもよい
が、本実施例ではコア１３を小型化するために、約１ｋ
Ｈｚの高周波電源を用いている。

【００１４】以上のように構成された回転陰極Ｘ線管装
置において、電磁マグネット装置５によって回転陰極３
は磁気浮上しながら回転駆動される。このとき、交流電
源１５によって１次コイル１４に通電すると、２次コイ
ル１２を挟み込むコア１３によって、２次コイル１２と
鎖交する磁気回路１６（図中に鎖線でしめす）が形成さ
れる。その結果、２次コイル１２に電流が誘起され、フ
ィラメント４が給電される。フィラメント４への給電に
より、フィラメント４から陽極２へ向けて熱電子が放出
されて陽極２へ衝突し、陽極２から真空外囲器１の中心
側へ向けてＸ線が照射される。フィラメント４からの熱
電子放出は、回転陰極３を高速回転させながら行われる
ので、真空外囲器１の中心孔に挿通された図示しない被
検体の全周囲からＸ線が照射される。

【００１５】上述したフィラメント４への非接触給電機
構の等価回路を図２に示す。同図より明らかなように、
フィラメント４は、１次コイル１４と２次コイル１２に
よって構成されるトランスの作用によって給電されてい
る。ここで、２次コイル１２とフィラメント４とで構成
される２次側回路に注目すると、２次側回路にはフィラ
メント４の抵抗値の他に、２次コイル１２のリアクタン
ス成分が加わった形態になっている。２次コイル１２の
リアクタンス成分は交流抵抗として作用するので、フィ
ラメント４への給電の妨げになる。そこで、図３に示す
ように、２次コイル１２のリアクタンス成分を打ち消す
ようなコンデンサ１７を２次側回路（具体的には、回転
陰極３上の適宜な位置）に設ければ、フィラメント４へ
の給電を効率良く行うことができる。

【００１６】＜第２実施例＞図４は、第２実施例に係る
回転陰極Ｘ線管装置の概略構成を示した断面図である。
図中、図１の符号と同一の符号で示した構成部分は、第
１実施例と同様の構成であるのでここでの説明は省略す
る。

【００１７】本実施例に係る回転陰極Ｘ線管装置の非接
触給電機構は次のように構成されている。すなわち、真
空外囲器１の周囲の数個所に『ロ』の字状のコア２０が
配備されており、各コア２０の真空外囲器１の内側にあ
たる側辺を除いた３側辺に１次コイル２１が巻回され、
この１次コイル２１に交流電源１５が接続されている。
１次コイル２１が通電されることにより、コア２０に沿
って形成される磁気回路２２は、回転陰極３に取り付け
られた２次コイル１２に鎖交するので、第１実施例と同
様に、回転体である回転陰極３が非接触給電される。

【００１８】本実施例では、２次コイル１２と鎖交する
コア２０は、第１実施例のコア１３のように磁気ギャッ
プをもたないので、２次コイル１２に誘起される電流を
大きくすることが可能であるが、その反面、真空外囲器
１、陽極２および回転陰極３が、それぞれ磁気回路２２
に鎖交した、いわゆるワンターンコイルを形成するの
で、真空外囲器１等にも電流が誘起され、真空外囲器１
等が温度上昇しやすくなるいう難点と、コア２０によっ
てＸ線が一瞬遮られるという難点がある。第１実施例で
は、その構成上、前記のようなワンターンコイルが形成
されないので、真空外囲器１等の温度上昇や、Ｘ線の遮
断という問題は生じない。本実施例において、真空外囲
器１等への電流誘起を回避するためには、電流通路を遮
断するように、真空外囲器１等に例えばセラミックス等
の絶縁体を嵌め付ければよい。また、Ｘ線の遮断を回避
するには、Ｘ線経路にあたるコア２０の一部に間隙を設
ければよいが、そうすることによって２次コイル１２に
誘起される電流が幾分低下することは避けられない。

【００１９】上述した各実施例では回転陰極Ｘ線管装置
を例に採って説明したが、この発明は回転陰極Ｘ線管装
置に限定されない。例えば、図５にしたような普及型の
Ｘ線断層撮影装置におけるＸ線管への給電にも適用する
ことができる。図中、符号３０は図示しない駆動機構に
よって回転駆動される環状の回転板であり、この回転板
３０にＸ線管３１とＸ線検出器３２とが対向配置されて
いる。Ｘ線管３１への給電機構は、第１実施例の場合と
同様で、回転板３０に周設された複数本の支柱１１にＸ
線管３１に接続された２次コイル１２を巻回し、この２
次コイル１２を挟み込むように『Ｃ』の字状の複数個の
コア１３を配設し、各コア１３に巻回された１次コイル
１４を交流電源１５を接続して通電することにより、Ｘ
線管３１に非接触給電することができる。

【００２０】なお、この発明はＸ線管への非接触給電だ
けでなく、モータ等のような各種の回転体への非接触給
電にも適用することが可能である。

【００２１】

【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、回転体に同芯状に２次コイルを取り付け、
この２次コイルに鎖交した磁気回路を形成する１次コイ
ルに交流電源を接続しているので、１次コイルに通電す
ることにより２次コイルに電流が誘起がされ、回転体を
非接触給電することができる。したがって、スリップリ
ングと給電用ブラシを用いた接触給電機構のように、ブ
ラシの摩耗による粉塵が生じることがなく、また、寿命
の長い給電機構が実現できる。また、この発明によれ
ば、回転体に取り付けられるのは、軽量な２次コイルで
あるので、回転体の駆動機構に対する負荷が比較的軽く
なり、回転体への実用的な非接触給電機構を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る回転陰極Ｘ線管装
置の概略構成を示した断面図である。

【図２】第１実施例装置の等価回路図である。

【図３】第１実施例装置において、２次コイルによるリ
アクタンス成分を取り除くための構成を示した等価回路
図である。

【図４】第２実施例に係る回転陰極Ｘ線管装置の概略構
成を示した断面図である。

【図５】その他の実施例の概略構成を示した断面図であ
る。

【図６】先に提案された非接触給電機構を備えた回転陰
極Ｘ線管装置の概略構成を示した断面図である。

【符号の説明】

１…真空外囲器 ２…陽極 ３…回転陰極 ４…フィラメント ５…電磁マグネット装置 １２…２次コイル １３，２０…コア １４，２１…１次コイル １５…交流電源 １６，２２…磁気回路 １７…コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に非接触状態で給電する機構であ
   って、前記回転体に同芯状に取り付けられた２次コイル
   と、前記２次コイルに鎖交した磁気回路を形成する１次
   コイルと、前記１次コイルに接続される交流電源とを備
   えたことを特徴とする回転体への給電機構。