JPH05152095A - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリを使用したコードレス式のＸ線発生
装置において、１回のＸ線曝射で発生させるＸ線量を増
大させる。 【構成】 コンデンサ１８の充電電圧を検出する充電電
圧検出回路２７とＸ線管２３のフィラメント加熱回路に
管電流切り換え回路２８を設けた。充電電圧検出回路２
７はＸ線曝射中のコンデンサ１８の降下充電電圧を検出
し、所定値まで降下すると検出信号を出力する。管電流
切り換え回路２８は、前記検出信号を受けて管電流を小
管電流に切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に病院内を移動して
使用する回診用のＸ線発生装置（Ｘ線装置ともいう）に
関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、回診用のＸ線装置は従来のコンデン
サ式から安定した高電圧を発生することのできるインバ
ータ式に移行しつつある。その中でもバッテリーを搭載
したコードレスＸ線装置は、コンセントの無い部屋でも
使用できるため、現在回診用Ｘ線装置の主流となり、広
く用いられている。 従来のコードレス・インバータ式
回診用Ｘ線装置の構成および作用を図２に基ずいて説明
する。まず、電源のある部屋で、プラグ３１をコンセン
トに差し込み、バッテリー３４を充電する。これを詳し
く述べると、プラグ３１をからのＡＣ電圧（通常１００
Ｖ）はバッテリー充電回路４１のオートトランス３２に
より約６００Ｖに昇圧される。これよりのＡＣ電流は整
流回路３３によりＤＣ電流に整流され、数十個の単位セ
ル（電圧１２Ｖ）が直列に接続されたバッテリー３４を
充電する。

【０００３】この回診用Ｘ線装置を使用するときは、バ
ッテリー３４から供給されるＤＣ電流をインバータ回路
３５によりＡＣ電流に変換し、高圧発生トランス３６に
入力する。高圧発生トランス３６により生成される４０
−１２５ｋＶ程度の高電圧を整流回路３７により整流
し、Ｘ線管３９に印加する。この間、Ｘ線管３９に印加
される電圧は管電圧検出回路３８により検出され、制御
回路４０にフィードバックされて、インバータ３５の制
御に用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記Ｘ線装置では、次
のような理由から、Ｘ線管３９に十分大きな電力Ｐを与
えることができないという問題があった。すなわち、高
圧発生トランス３６の一次側で考えると、電力Ｐは電圧
と電流との積であるため、電力Ｐを大きくするためには
一次電圧または一次電流を大きくする必要がある。回診
用Ｘ線発生装置では移動のために一次側電源としてバッ
テリー３４を使用するが、バッテリーはその特性上、そ
れ自身に流すことの出来る電流に制限がある。

【０００５】このため、大電力を得るのにはバッテリー
電圧を上げるしかない。ところが、容易に入手できる標
準的なバッテリーセルの電圧は１個当り１２Ｖで有るた
め、回診用Ｘ線装置として必要な電力を得るためには、
このようなバッテリーセルを数十個直列に接続する必要
がある。この様な回診用Ｘ線装置はバッテリーだけでも
容積がかさみ、重量も数百kgとなって、非常に扱い難い
操作性も悪いものとなる。

【０００６】このような問題を解決すべく、バッテリー
とＸ線管との間に６００Ｖ程度の中電位で蓄電するコン
デンサを設けたＸ線装置が本願発明者等によって提案さ
れた（特願平３−９７３６２号）。

【０００７】このＸ線装置の構成および作用を図３に基
ずいて説明する。本装置を実際にしようする前に、ま
ず、電源のある部屋で、プラグ１１をコンセントに差し
込み、バッテリー１４を充電する。バッテリー１４を充
電するため回路２５には、プラグ１１の他、降圧トラン
ス１２および整流回路１３が含まれる。図２に示した回
路と異なり、図３の装置ではバッテリー１４は標準的な
１２Ｖバッテリーセルを２個しか使用しないため、バッ
テリー充電回路２５のトランス１２は商用電源である１
００Ｖを降圧するものとなっている。

【０００８】バッテリー１４の充電が終了したのち、本
Ｘ線装置は使用可能となる。使用時には、バッテリー１
４から供給されるＤＣ電流をインバータ１５によりＡＣ
電流に変換し、絶縁トランス１６により数百Ｖ程度（例
えば６００Ｖ程度）の中電圧に昇圧する。中圧程度に昇
圧されたＡＣ電流を整流回路１７によりＤＣ電流に変換
し、これによりコンデンサ１８を充電する。コンデンサ
１８の充電が完了した時点でＸ線発生が可能となる。

【０００９】Ｘ線を発生するために操作者が図示せぬス
イッチを操作すると、制御回路２４がインバータ１９を
動作させる。インバータ１９により、コンデンサ１８か
ら放電されるＤＣ電流がＡＣ電流に変換され、高圧トラ
ンス２０により高圧の管電圧（例えば６５ｋＶ）まで昇
圧される。このＡＣ電流は整流回路２１によりふたたび
ＤＣ電流に変換されＸ線管２３に印加される。

【００１０】図２のＸ線装置と同様、管電圧は管電圧検
出回路２２によりモニターされ、制御回路２４にフィー
ドバックされる。制御回路２４はコンデンサ充電回路２
６のインバータ１５および高圧回路のインバータ１９を
制御し、高圧インバータ１９の方ではモニターした管電
圧をもとに、Ｘ線管２３に印加される電圧が所定の値に
なるように制御する。

【００１１】図３のＸ線発生装置ではバッテリーにはそ
う高い電圧を必要としないため、バッテリーの容積及び
重量を非常に小さくすることが出来るという特徴を有す
る。しかし、この装置では、１回のＸ線曝射で発生させ
るＸ線量がコンデンサ１８の容量により制限されるとい
う問題がある。図３のＸ線発生装置のコンデンサ１８の
充電電圧およびＸ線管２３の管電圧のＸ線発生時の変化
を図４に示すが、コンデンサ１８の電圧ＶｃはＸ線管の
発生に伴いカーブａの様に下がる。

【００１２】この電圧Ｖｃが、Ｘ線管電圧Ｖｔを高圧ト
ランス２０の巻き数ｎで除した値（これをＶ２とする）
以上でないと所定のＸ線管電圧を維持することが出来
ず、制御不能となる。すなわち、Ｘ線曝射終了時のコン
デンサ１８の電圧Ｖｃが、Ｘ線管電圧Ｖｔを高圧トラン
ス２０の巻き数ｎで除した値Ｖ２と等しい場合の発生Ｘ
線量が最大値であり、これ以上のＸ線量は発生すること
が出来ない。

【００１３】これにより、厚い被写体のＸ線写真を撮っ
たときに、Ｘ線量が不足して濃度の薄い写真になってし
まうという問題があった。１回のＸ線曝射で発生される
Ｘ線量を増やすために、コンデンサ１８の容量を増やす
事が考えられるが、この様な回診用Ｘ線装置はコンデン
サーだけでも容積がかさみ、重量も大きくなって、非常
に扱い難い、操作性も悪いものとなり、実用的でない。

【００１４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、バッテ
リーを使用したコードレス式のＸ線発生装置において、
容積及び重量の増大をまねくことなく、１回のＸ線曝射
で発生されるＸ線量を増やす事である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明では、バッテリーに蓄えられた電気を
昇圧してコンデンサに蓄え、コンデンサに蓄えられた電
気を昇圧してＸ線管に供給することによりＸ線を発生す
るＸ線発生装置において、Ｘ線曝射中のコンデンサの充
電電圧を検出する充電電圧検出回路と、この充電電圧検
出回路の出力信号でＸ線曝射中にＸ線管電流を小管電流
に切り換える管電流切り換え回路とを備えることを特徴
とする。

【００１６】

【作用】充電電圧検出回路は、Ｘ線曝射中に降下するコ
ンデンサ充電電圧を検出し、それが所定値になると出力
信号を発する。管電流切り換え回路は、前記充電電圧検
出回路の出力で管電流を小管電流値に切り換える。その
ため、コンデンサの充電電圧の降下が押えられるので、
所定の管電圧での曝射時間が長くなり、１回のＸ線曝射
で発生されるＸ線量が増やすことができる。 また、Ｘ
線管電流が小管電流に切り換わり、小さくなるので、バ
ッテリーからの出力電流は十分小さく、定格範囲内にお
さまり、過負荷になることはない。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例であるコードレス・インバ
ータ式回診用Ｘ線装置の構成を図１に示す。本実施例の
基本的構成は図３に示したＸ線装置と同じであり、同一
の要素には同一の番号を付した。本実施例のＸ線装置に
おいて、プラグ１１をコンセントに差込み、Ｘ線管２３
に高圧を印加してＸ線を発生するまでの作用は、図３に
ついてすでに述べた通りである。

【００１８】本実施例の装置が図３の装置と異なる点
は、コンデンサ１８の両端に接続された充電電圧検出回
路２７、Ｘ線管２３のフィラメント加熱回路に設けられ
Ｘ線管管電流を切り換える管電流切り換え回路２８を備
えていることである。以下に、Ｘ線管２３からのＸ線発
生（Ｘ線曝射）が始まった以降のこれらの回路の作用を
図１及び図４により述べる。

【００１９】Ｘ線曝射中に、コンデンサ１８の充電電圧
がしきい値Ｖ１を下回ると、充電電圧検出回路２７は検
出信号を制御回路２４に送る。制御回路２４はこの検出
信号を受け、コンデンサ充電回路２６および管電流切り
換え回路２８に制御信号を送る。これにより、コンデン
サ充電回路２６が動作し、バッテリー１４の電気エネル
ギーをＸ線管に供給する。これにより、コンデンサ１８
の充電電圧はＸ線管管電圧Ｖｔを高圧トランス２０の巻
き数ｎで除した値Ｖ２以下に下がることはなく、所定の
管電圧を維持することが出来る。この時の管電圧波形を
図４のｄに示す。また同時に、管電流切り換え回路２８
が動作し、Ｘ線管電流はＸ線管フィラメント（図示せ
ず）の熱慣性により決定される時間Ｔｄののちに十分小
さな値となる（例えば１００ｍＡから１０ｍＡに切り変
わる）。このため、バッテリー１４からの出力電流は十
分小さく、定格範囲内におさまっているので、異常な発
熱もなく、寿命を縮める事もない。

【００２０】しきい値Ｖ１は、熱慣性による時間遅れＴ
ｄを考慮して、Ｘ線管電圧Ｖｔを高圧トランス２０の巻
き数ｎで除した値Ｖ２よりも若干高めに設定してあるた
め、Ｘ線曝射中にコンデンサ１８の充電電圧ＶｃがＶ２
をしたまわって制御不能になることはない。

【００２１】なお、実施例では、コンデンサ１８の充電
電圧をＸ線曝射中一定に維持し所定管電圧での長時間Ｘ
線曝射を実現するために充電電圧検出回路２７の検出信
号で、管電流切り換え回路２８とコンデンサ充電回路２
６の両者が動作するようにしたが、前者のみ動作するよ
うにしてもよい。この場合のコンデンサ１８の電圧Ｖｃ
は図４のｅのように変化する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、装置を大型にする事な
く、Ｘ線曝射中に管電流を切り換え小さくするので、コ
ンデンサの充電電圧の降下が押えられ、所定の管電圧で
のＸ線曝射時間を長くすることが可能となり、その結果
１回のＸ線曝射で発生されるＸ線量を増やす事が出来
る。

【００２３】また、管電流が小電流に切り換えられるの
で、曝射時間の延長により過負荷になることはない。さ
らに実施例のように管電流の切り換えと同時にコンデン
サを充電するようにすれば、よりＸ線量を増大すること
がき、且つ過負荷にすることもない。

【００２４】さらにまた、管電流の切り換えで１回のＸ
線曝射で発生させるＸ線量の増大を計っているので、コ
ンデンサの容量を大きくする必要がなく、その結果、容
積及び重量を小さくすることができるため、回診用Ｘ線
装置をコンパクトなものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるコードレス・インバー
タ式回診用Ｘ線装置の回路図。

【図２】従来のコードレス・インバータ式回診用Ｘ線装
置の回路図。

【図３】図２の装置の改良型である、コンデンサを使用
したコードレス・インバータ式回診用Ｘ線装置の回路
図。

【図４】Ｘ線装置のＸ線発生時におけるコンデンサ充電
電圧とＸ線管管電圧の変化を示す図。

【符号の説明】

１４：バッテリ ２６：コンデンサ
充電回路 １５，１９：インバータ ２７：充電電圧検
出回路 ２３：Ｘ線管 ２８：管電流切り
換え回路 ２５：バッテリ充電回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリーに蓄えられた電気を昇圧して
   コンデンサに充電し、コンデンサに蓄えられた電気を昇
   圧してＸ線管に供給することによりＸ線を発生するＸ線
   発生装置において、Ｘ線曝射中の前記コンデンサ充電電
   圧を検出する充電電圧検出回路と、この検出回路の出力
   信号でもってＸ線曝射中にＸ線管電流を小管電流に切り
   換える管電流切り換え回路とを備えることを特徴とする
   Ｘ線発生装置。