JP5618473B2 - X-ray tube device - Google Patents
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Description
この発明は、Ｘ線管装置に関する。 The present invention relates to an X-ray tube apparatus.
医療診断機器等に用いられるＸ線管装置は、高電圧発生装置から高電圧ケーブルを介して高電圧が供給され作動する。高電圧ケーブルの先端には高電圧コネクタが設けられており、Ｘ線管装置側の高電圧コネクタ接続部に着脱自在に取り付けられて、Ｘ線管装置のカソードまたはアノードに高電圧を供給している。 An X-ray tube apparatus used for medical diagnostic equipment or the like operates by being supplied with a high voltage from a high voltage generator via a high voltage cable. A high-voltage connector is provided at the tip of the high-voltage cable. The high-voltage connector is detachably attached to the high-voltage connector connection portion on the X-ray tube device side, and supplies a high voltage to the cathode or anode of the X-ray tube device. Yes.
例えば、Ｘ線管装置の高電圧コネクタ接続部に圧力をかけて取り付けられる方式の高電圧コネクタが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。圧力により高電圧コネクタの電気絶縁ゴムと、Ｘ線管装置の高電圧コネクタ接続部の電気絶縁部材の間の空気層が取り除かれ、互いの表面がしっかりと密着する。この結果、密着界面に沿った放電通路を断つことが可能となる。このような方式の高電圧コネクタを使用することのメリットは、高電圧絶縁のために絶縁油を使用した場合に比べて、Ｘ線管装置がコンパクトになることである。
上述したＸ線管装置では、次のような問題があった。すなわち、上記した高電圧コネクタとＸ線管装置の高電圧コネクタ接続部の組合せでは、Ｘ線管の発熱が増加した場合には、カソードまたはアノードから伝わってくる熱の放熱機能に限界があるため、高電圧コネクタの電気絶縁性ゴム部材が許容温度を越えて変形し、Ｘ線管の高電圧コネクタ接続部の電気絶縁性部材との密着が低下してしまう。この結果、高電圧コネクタとＸ線管装置の高電圧コネクタ接続部の密着界面に沿った放電が比較的早期に発生する問題がある。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高いＸ線管装置を提供することにある。
The X-ray tube apparatus described above has the following problems. That is, in the combination of the high voltage connector and the high voltage connector connecting portion of the X-ray tube device, when the heat generation of the X-ray tube increases, the heat dissipation function of heat transmitted from the cathode or anode is limited. Then, the electrically insulating rubber member of the high voltage connector is deformed beyond the allowable temperature, and the close contact with the electrically insulating member of the high voltage connector connecting portion of the X-ray tube is lowered. As a result, there is a problem that the discharge along the adhesion interface between the high voltage connector and the high voltage connector connection portion of the X-ray tube apparatus occurs relatively early.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an X-ray tube apparatus that can improve heat release characteristics and has high reliability over a long period of time.
上記課題を解決するため、本発明の態様に係るＸ線管装置は、
陽極ターゲット、電子を放出する陰極、並びに前記陽極ターゲット及び陰極を収納した真空外囲器を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収納したハウジングと、
前記ハウジングの内部に充填された冷却液と、
前記冷却液に直接若しくは熱伝達促進部を介して間接的に接した側面を有する筒部、並びに前記筒部の一端側を閉塞し前記ハウジングの外側に露出した底部を有し、前記真空外囲器の一部を形成する高電圧絶縁部材と、
前記底部に設けられ前記陽極ターゲットに高電圧を供給する高電圧供給端子と、
前記筒部の内面に接合された接合部を含み、前記真空外囲器の内部に位置し前記陽極ターゲットを支持する支持体と、を備えている。
In order to solve the above problems, an X-ray tube apparatus according to an aspect of the present invention provides:
An X-ray tube having an anode target, a cathode for emitting electrons, and a vacuum envelope containing the anode target and the cathode;
A housing containing the X-ray tube;
A coolant filled in the housing;
The coolant Wakashi directly Ku has cylindrical portion having a side surface between a tangent to contact via a heat transfer accelerating portion, and the bottom portion exposed to the outside of the closure to the housing with one end of said tubular portion, said A high voltage insulating member forming part of the vacuum envelope;
A high voltage supply terminal provided at the bottom for supplying a high voltage to the anode target;
A support that includes a joint joined to the inner surface of the cylinder and is located inside the vacuum envelope and supports the anode target.
また、本発明の他の態様に係るＸ線管装置は、
陽極ターゲット、電子を放出する陰極、並びに前記陽極ターゲット及び陰極を収納した真空外囲器を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収納したハウジングと、
前記ハウジングの内部に充填された冷却液と、
前記冷却液に直接若しくは熱伝達促進部を介して間接的に接した側面を有する筒部、並びに前記筒部の一端側を閉塞し前記ハウジングの外側に露出した底部を有し、前記真空外囲器の一部を形成する高電圧絶縁部材と、
前記底部に設けられ前記陰極に高電圧を供給する高電圧供給端子と、
前記筒部の内面に接合された接合部を含み、前記真空外囲器の内部に位置し前記陰極を支持する支持体と、を備えている。
In addition, an X-ray tube apparatus according to another aspect of the present invention includes:
An X-ray tube having an anode target, a cathode for emitting electrons, and a vacuum envelope containing the anode target and the cathode;
A housing containing the X-ray tube;
A coolant filled in the housing;
A cylindrical portion having a side surface that is in direct contact with the cooling liquid or indirectly through a heat transfer promoting portion, and a bottom portion that is closed at one end of the cylindrical portion and exposed to the outside of the housing; A high voltage insulating member forming part of the enclosure;
A high voltage supply terminal provided at the bottom for supplying a high voltage to the cathode;
A support that includes a joint joined to the inner surface of the cylindrical part and is located inside the vacuum envelope and supports the cathode.
この発明によれば、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高いＸ線管装置を提供することができる。また、高電圧絶縁部材は冷却液に接するため、陽極ターゲット又は陰極からの熱を効果的に冷却液に放散できるため、高電圧絶縁部材に接続された高電圧コネクタの温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタの絶縁性を確保することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an X-ray tube apparatus that can improve heat release characteristics and has high reliability over a long period of time. In addition, since the high voltage insulating member is in contact with the cooling liquid, heat from the anode target or the cathode can be effectively dissipated into the cooling liquid, so that the temperature of the high voltage connector connected to the high voltage insulating member can be lowered for a long time. The insulation property of the high voltage connector can be ensured.
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線管装置１０について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線管装置１０を示す縦断面図である。Ｘ線管装置１０は、有底筒状であるハウジング２０と、ハウジング２０内に収容されたＸ線管３０と、ハウジング２０の内部に充填された冷却液７と、Ｘ線管３０をハウジング２０から支持するための高電圧絶縁部材４０、５０とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an
ハウジング２０には、ゴムベローズ２１が設けられ、冷却液７の圧力調整が行われている。ハウジング２０の外部には、冷却液７の流れを作り出す冷却液循環ポンプ２２が設けられている。さらに、ハウジング２０の外部には、冷却液７の熱を外部に放出させる熱交換器２３が設けられている。なお、図１中には、出力窓２４、それぞれ高電圧絶縁部材４０、５０をハウジング２０に対し液密に支持する円環状の支持部材２５、２６を示している。
The
Ｘ線管３０は、全体が真空外囲器３１で構成されている。真空外囲器３１は、金属材製の金属容器３２と、高電圧絶縁部材４０とを備えている。高電圧絶縁部材４０には、陽極３５（陽極ターゲット３５ａ）が設けられ、金属容器３２には、陰極３６が設けられている。真空外囲器３１の中央部には陽極３５と同電位とされた反跳電子トラップ３７が配置されている。
The
金属容器３２には出力窓３２ａが設けられ、反跳電子トラップ３７には出力窓３７ａが設けられている。陽極３５と陰極３６との間に高電圧を印加すると、陰極３６から放出された電子が陽極ターゲット３５ａに衝突する。電子ビームの衝突で陽極ターゲット３５ａがＸ線を放射し、出力窓３２ａ、３７ａからＸ線が出力される。なお、陽極ターゲット３５ａに衝突した電子ビームの一部はほとんどエネルギを失うことなく反射する。この反射した電子（反跳電子）は反跳電子トラップ３７に捉えられるため、陽極ターゲット３５ａや、高電圧絶縁部材４０、５０や、真空外囲器３１の表面に衝突することがなくなる。これにより、Ｘ線管３０の焦点がぼやけることや、高電圧絶縁部材４０、５０のチャージアップを防止することができる。
The
高電圧絶縁部材４０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材４０は、冷却液７に直接接した筒部４６と、筒部４６の一端側を閉塞し、ハウジング２０の外側に露出した底部４７とを有している。ここでは、底部４７は、ハウジング２０の外側に露出した平坦な外部端面４１を有している。
The high
底部４７には高電圧供給端子４４が設けられている。高電圧供給端子４４は、底部４７の一部を貫通して設けられている。高電圧供給端子４４は、陽極ターゲット３５ａに高電圧を供給するものである。
A high
陽極３５は、陽極ターゲット３５ａと、支持体３５ｂとを有している。支持体３５ｂは、底部４７に間隔を置いて位置している。支持体３５ｂは、筒部４６の内面に接合された接合部３５ｃを含み、真空外囲器３１の内部に位置し、陽極ターゲット３５ａを支持するものである。接合部３５ｃは、支持体３５ｂのコア部にろう付けされている。接合部３５ｃを含み、陽極３５は、金属で形成されている。
The
図１、図２及び図３に示すように、接合部３５ｃは、可撓性を示すものである。このため、接合部３５ｃは、高温時に弾性変形し熱応力の少なくとも一部を緩和するものである。この実施の形態において、接合部３５ｃは、筒部４６の内面に対向した凹凸面３５ｄを有している。凸部３５ｅは、接合部３５ｃの周りに互いに隣合って並べられている。筒部４６の内面に、接合部３５ｃの凸部３５ｅが接合されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
図１に示すように、高電圧絶縁部材４０の内面には、メタライズ層１１が形成されている。メタライズ層１１は、高電圧供給端子４４及び接合部３５ｃに接続されている。このため、高電圧供給端子４４、メタライズ層１１及び支持体３５ｂを介して陽極ターゲット３５ａに高電圧が供給される。この実施の形態において、メタライズ層１１は銅で形成されている。このため、メタライズ層１１を形成する際、接合部３５ｃを筒部４６に銅付けすることができる。高電圧供給端子４４及び接合部３５ｃを繋ぐメタライズ層１１の形状を幅の狭い帯状とすることにより、メタライズ層１１を介した陽極３５からの不要な熱伝導を抑制することができる。
As shown in FIG. 1, the metallized
高電圧絶縁部材５０は、柱体状に形成され、下端側にハウジング２０の外部に露出する外部端面５１、下端側に真空外囲器３１の内部に位置する内部端面５２、及び冷却液７に接する側面５３を有している。このため、高電圧絶縁部材５０も真空外囲器３１の一部を形成している。
The high-
高電圧絶縁部材５０の内部には、陰極３６に接続され、外部端面５１側へ導出する高電圧供給端子５４が設けられている。高電圧供給端子５４は、高電圧絶縁部材５０に対し、低膨張合金であるＫＯＶ部材５５で支持されている。ＫＯＶ部材５５及び陰極３６間、並びにＫＯＶ部材５５及び高電圧絶縁部材５０間は、ろう付けされている。
Inside the high
高電圧絶縁部材４０、５０は、熱伝導率の大きい窒化アルミニウムやベリリア等のセラミクスを用いて形成した方が好ましい。また、セラミクスとして、アルミナや窒化珪素等を用いても良い。
The high
高電圧コネクタ１００は、有底筒状のハウジング１０１と、ハウジング１０１内にその先端が挿入された高電圧ケーブル１０２と、ハウジング１０１内に充填され、高電圧ケーブル１０２の端子１０２ａをハウジング１０１の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部１０３と、この固定部１０３と底部４７の外部端面４１との間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート１０４とを備えている。
The high-
この実施の形態において、高電圧コネクタ１００の電気絶縁材としての固定部１０３は、底部４７の外部端面４１に間接的に密着されている。なお、固定部１０３は、外部端面４１に直接密着されていても良い。高電圧コネクタ１００は、高電圧供給端子４４に高電圧を与えるものである。
In this embodiment, the fixing
高電圧コネクタ２００は、有底筒状のハウジング２０１と、ハウジング２０１内にその先端が挿入された高電圧ケーブル２０２と、ハウジング２０１内に充填され、高電圧ケーブル２０２の端子２０２ａをハウジング２０１の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部２０３と、この固定部２０３と高電圧絶縁部材５０の外部端面５１との間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート２０４とを備えている。
The high-
このように構成されたＸ線管装置では、次のように用いられる。高電圧コネクタ１００、２００をハウジング２０に取り付ける際に、シリコーンプレート１０４、２０４が、それぞれ固定部１０３、２０３と、高電圧絶縁部材４０、５０の外部端面４１、５１とに密着するように押圧する。
The X-ray tube apparatus configured as described above is used as follows. When the
次に、高電圧コネクタ１００、２００に所定の高電圧を印加すると、陰極３６から陽極３５表面の陽極ターゲット３５ａに電子ビームが放射され、陽極ターゲット３５ａからＸ線が出力窓３２ａ、３７ａから外部へ照射される。
Next, when a predetermined high voltage is applied to the
上記のように構成されたＸ線管装置によれは、Ｘ線の照射が続くと、陽極３５及び陰極３６の温度が上昇する。陽極３５の熱は、高電圧絶縁部材４０に伝達される。陰極３６の熱は、高電圧供給端子５４を介して高電圧絶縁部材５０に伝達される。高電圧絶縁部材４０、５０は、これらの側面が冷却液７に接しているため、冷却されている。すなわち、陽極３５及び陰極３６の熱は、冷却液７に放散され、高電圧コネクタ１００、２００の温度を低くでき、長期にわたって絶縁性を確保することができる。
接合部３５ｃは、可撓性を示すものである。このため、陽極３５と高電圧絶縁部材４０との良好な接続状態の安定化を図ることができる。
According to the X-ray tube apparatus configured as described above, the temperature of the
The
冷却液７は、冷却液循環ポンプ２２で循環され、熱交換器２３により熱が外部に放出される。なお、冷却液７として、熱伝達率が最も高い、水を主成分とする水系冷却液を用いることができるため、高電圧絶縁部材４０、５０を効率よく冷却できる。水系の冷却液７は、熱伝達率が高いため、冷却液７全体がより均一な温度となる。また、水系の冷却液７は、絶縁油に比べて、比熱が大きい（絶縁油の約２倍）ため、Ｘ線管３０の放熱による冷却液の温度上昇が低く抑えられる。
The
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高いＸ線管装置１０を提供することができる。また、高電圧絶縁部材４０、５０は冷却液に接するため、陽極ターゲット３５ａ及び陰極３６からの熱を効果的に冷却液７に放散できるため、高電圧絶縁部材４０、５０に接続された高電圧コネクタ１００、２００の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタの絶縁性を確保することができる。
As described above, it is possible to improve the heat release characteristics, and to provide the
ここで、図４及び図５に示すように、上記Ｘ線管装置１０において、高電圧絶縁部材４０は、冷却液７に接した熱伝達促進部１６をさらに備えていても良い。熱伝達促進部１６は、筒部４６の側面に、例えばろう付けにより接合された襞状の包囲体である。熱伝達促進部１６は、それぞれＶ字形の断面を有し、筒部４６の延出した方向に沿って延び、筒部４６の側面から外側に向かって突出し、筒部４６を中心に筒部４６の側面の周りに互いに隣接して並べられた複数の凸部１６ａで形成されている。熱伝達促進部１６は、金属等の熱伝導率の高い材料で形成されている。なお、筒部４６は、熱伝達促進部１６を介して冷却液７に間接的に接している。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, in the
この場合、筒部４６の側面に熱伝達促進部１６が設けられているため、熱伝達促進部１６を設けない場合に比べ冷却液７と接する表面積が増える。つまり、高電圧絶縁部材４０を一層冷却することができ、高電圧コネクタ１００の変形を一層抑制することができ、高電圧コネクタ１００及び外部端面４１の密着界面に沿った放電を一層抑制することができる。
In this case, since the heat
熱伝達促進部１６の形状は、上記した例に限定されるものではなく、種々変形可能であり、形状を変えても冷却液７と接する総表面積を大きくできれば良く、これにより、高電圧コネクタ１００の変形を抑制することができ、高電圧コネクタ１００及び外部端面４１の密着界面に沿った放電を抑制することができる。
The shape of the heat
また、図６及び図７に示すように、接合部３５ｃの形状は、上記した例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、凸部３５ｅは、接合部３５ｃの延出した方向に沿って互いに隣合って並べられていても良い。
Moreover, as shown in FIG.6 and FIG.7, the shape of the
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線管装置１０について説明する。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線管装置１０を示す縦断面図である。図８において、図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Next, an
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an
Ｘ線管装置１０においては、高電圧絶縁部材５０が陰極３６にのみ用いられている。陽極３５は、ケーブル３８により外部に接続され、その周囲はゴム材３９で防水が施されている。真空外囲器３１は、高電圧絶縁部材５０及び高電圧絶縁部材５０の一端側を閉塞した蓋部３３で形成されている。蓋部３３は金属材料で形成され、陽極３５及びケーブル３８は、真空外囲器３１の内側で接続されている。
In the
高電圧絶縁部材５０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材５０は、冷却液７に直接接した筒部５６と、筒部５６の一端側を閉塞し、ハウジング２０の外側に露出した底部５７とを有している。ここでは、底部５７は、ハウジング２０の外側に露出した平坦な外部端面５１を有している。高電圧供給端子５４は、底部５７の一部を貫通して設けられている。高電圧供給端子５４は、陰極３６に高電圧を供給するものである。筒部５６には、出力窓５６ａが形成されている。
The high
支持体３６ｂは、底部５７に間隔を置いて位置している。支持体３６ｂは、筒部５６の内面に接合された接合部３６ｃを含み、真空外囲器３１の内部に位置し、陰極３６を支持するものである。接合部３６ｃは、可撓性を示すものである。このため、接合部３６ｃは、高温時に弾性変形し熱応力の少なくとも一部を緩和するものである。ＫＯＶ部材５５及び陰極３６間、並びにＫＯＶ部材５５及び支持体３６ｂ間は、ろう付けされている。
The
上記のように構成されたＸ線管装置によれは、Ｘ線の照射が続くと、陽極３５及び陰極３６の温度が上昇する。陽極３５の熱は、蓋部３３に伝達される。陰極３６の熱は、高電圧供給端子５４及び支持体３６ｂを介して高電圧絶縁部材５０に伝達される。蓋部３３及び高電圧絶縁部材５０は、外面が冷却液７に接しているため、冷却されている。すなわち、陽極３５及び陰極３６の熱は、冷却液７に放散され、高電圧コネクタ２００の温度を低くでき、長期にわたって絶縁性を確保することができる。
接合部３６ｃは、可撓性を示すものである。このため、支持体３６ｂと高電圧絶縁部材５０との良好な接続状態の安定化を図ることができる。
According to the X-ray tube apparatus configured as described above, the temperature of the
The joining
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高いＸ線管装置１０を提供することができる。また、高電圧絶縁部材５０は冷却液に接するため、陰極３６からの熱を効果的に冷却液７に放散できるため、高電圧絶縁部材５０に接続された高電圧コネクタ２００の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタの絶縁性を確保することができる。
As described above, it is possible to improve the heat release characteristics, and to provide the
次に、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線管装置１０について説明する。
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線管装置１０を示す縦断面図である。図９において、図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Next, an
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an
Ｘ線管装置１０においては、高電圧絶縁部材４０が陽極３５にのみ用いられている。陰極３６は、ケーブル３８により外部に接続され、その周囲はゴム材３９で防水が施されている。真空外囲器３１は、高電圧絶縁部材４０及び高電圧絶縁部材４０の一端側を閉塞した蓋部３３で形成されている。蓋部３３は金属材料で形成されている。筒部４６には、出力窓４６ａが形成されている。
In the
上記のように構成されたＸ線管装置によれは、Ｘ線の照射が続くと、陽極３５及び陰極３６の温度が上昇する。陽極３５の熱は、支持体３５ｂを介して高電圧絶縁部材４０に伝達される。陰極３６の熱は、蓋部３３に伝達される。高電圧絶縁部材４０及び蓋部３３は、外面が冷却液７に接しているため、冷却されている。すなわち、陽極３５及び陰極３６の熱は、冷却液７に放散され、高電圧コネクタ１００の温度を低くでき、長期にわたって絶縁性を確保することができる。
接合部３５ｃは、可撓性を示すものである。このため、支持体３５ｂと高電圧絶縁部材４０との良好な接続状態の安定化を図ることができる。
According to the X-ray tube apparatus configured as described above, the temperature of the
The
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高いＸ線管装置１０を提供することができる。また、高電圧絶縁部材４０は冷却液に接するため、陽極３５からの熱を効果的に冷却液７に放散できるため、高電圧絶縁部材４０に接続された高電圧コネクタ１００の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタの絶縁性を確保することができる。
As described above, it is possible to improve the heat release characteristics, and to provide the
次に、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線管装置１０について説明する。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線管装置１０を示す縦断面図である。図１０において、図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
Next, an
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an
Ｘ線管装置１０は、ステータコイル９１０、ロータ９２０、軸受け９３０、固定体１及び回転体２を備えている。固定体１は円柱状に形成され、このテーパ部は、支持体３５ｂのテーパ穴に嵌合され、固定されている。支持体３５ｂには、円環状のスリット溝が形成されている。回転体２は筒状に形成され、固定体１と同軸的に設けられている。回転体２の外面にロータ９２０が取り付けられている。
The
高電圧は、高電圧コネクタ１００から、高電圧供給端子４４、メタライズ層１１、支持体３５ｂ、固定体１及び回転体２を介して陽極ターゲット３５ａに供給される。
The high voltage is supplied from the
このように構成されたＸ線管装置１０では、ステータコイル９１０に所定の電流を印加することでロータ９２０が回転し、陽極ターゲット３５ａ（陽極３５）が回転する。次に、高電圧コネクタ１００、２００に所定の高電圧を印加すると、陰極３６から陽極ターゲット３５ａの表面に電子ビームが放射され、陽極ターゲット３５ａからＸ線が出力窓３２ａ、３７ａから外部へ照射される。
In the
上記のように構成されたＸ線管装置によれは、Ｘ線の照射が続くと、陽極３５及び陰極３６の温度が上昇する。陽極３５の熱は、高電圧絶縁部材４０に伝達される。陰極３６の熱は、高電圧絶縁部材５０に伝達される。高電圧絶縁部材４０、５０は、これらの側面が冷却液７に接しているため、冷却されている。すなわち、陽極３５及び陰極３６の熱は、冷却液７に放散され、高電圧コネクタ１００、２００の温度を低くでき、長期にわたって絶縁性を確保することができる。
接合部３５ｃは、可撓性を示すものである。このため、支持体３５ｂと高電圧絶縁部材４０との良好な接続状態の安定化を図ることができる。
According to the X-ray tube apparatus configured as described above, the temperature of the
The
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高いＸ線管装置１０を提供することができる。また、高電圧絶縁部材４０、５０は冷却液に接するため、陽極ターゲット３５ａ及び陰極３６からの熱を効果的に冷却液７に放散できるため、高電圧絶縁部材４０、５０に接続された高電圧コネクタ１００、２００の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタの絶縁性を確保することができる。
As described above, it is possible to improve the heat release characteristics, and to provide the
ここで、図１１に示すように、上記Ｘ線管装置１０において、高電圧絶縁部材４０は、冷却液７に接した熱伝達促進部１６をさらに備えていても良い。熱伝達促進部１６を設けた場合、熱伝達促進部１６を設けない場合に比べ冷却液７と接する高電圧絶縁部材４０の表面積が増える。つまり、高電圧絶縁部材４０を一層冷却することができ、高電圧コネクタ１００の変形を一層抑制することができ、高電圧コネクタ１００及び外部端面４１の密着界面に沿った放電を一層抑制することができる。
Here, as shown in FIG. 11, in the
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
例えば、高電圧供給端子４４及び支持体３５ｂを接続する部材は、メタライズ層１１に限定されるものではなく、種々変形可能であり、高電圧供給端子４４及び支持体３５ｂを接続するように構成されていれば良い。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］陽極ターゲット、電子を放出する陰極、並びに前記陽極ターゲット及び陰極を収納した真空外囲器を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収納したハウジングと、
前記ハウジングの内部に充填された冷却液と、
前記冷却液に直接若しくは間接的に接した筒部、並びに前記筒部の一端側を閉塞し前記ハウジングの外側に露出した底部を有し、前記真空外囲器の一部を形成する高電圧絶縁部材と、
前記底部に設けられ前記陽極ターゲットに高電圧を供給する高電圧供給端子と、
前記筒部の内面に接合された接合部を含み、前記真空外囲器の内部に位置し前記陽極ターゲットを支持する支持体と、を備えたＸ線管装置。
［２］陽極ターゲット、電子を放出する陰極、並びに前記陽極ターゲット及び陰極を収納した真空外囲器を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収納したハウジングと、
前記ハウジングの内部に充填された冷却液と、
前記冷却液に直接若しくは間接的に接した筒部、並びに前記筒部の一端側を閉塞し前記ハウジングの外側に露出し底部を有し、前記真空外囲器の一部を形成する高電圧絶縁部材と、
前記底部に設けられ前記陰極に高電圧を供給する高電圧供給端子と、
前記筒部の内面に接合された接合部を含み、前記真空外囲器の内部に位置し前記陰極を支持する支持体と、を備えたＸ線管装置。
［３］前記高電圧絶縁部材の内面に形成され、前記接合部に接続されたメタライズ層をさらに備え、
前記高電圧供給端子は、前記底部の一部を貫通して前記メタライズ層に接続されている［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
［４］前記接合部は、可撓性を示し、高温時に弾性変形し熱応力の少なくとも一部を緩和する［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
［５］前記接合部は、前記筒部の内面に対向した凹凸面を有し、
前記筒部の内面に、前記接合部の凸部が接合されている［４］に記載のＸ線管装置。
［６］前記高電圧絶縁部材は、前記冷却液に接した熱伝達促進部をさらに有している［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
［７］前記熱伝達促進部は、前記高電圧絶縁部材自体の表面に形成された凹凸パターンである［６］に記載のＸ線管装置。
［８］前記熱伝達促進部は、金属で形成されている［６］に記載のＸ線管装置。
［９］前記冷却液は、水系冷却液である［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
［１０］前記高電圧供給端子に高電圧を与える高電圧コネクタをさらに備え、
前記底部は、前記ハウジングの外側に露出した平坦な端面を有し、
前記高電圧コネクタの電気絶縁材は、前記底部の端面に直接または間接的に密着されている［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
［１１］前記冷却液の流れを前記ハウジング内に作り出す冷却液循環ポンプをさらに備えている［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
［１２］前記冷却液の熱を外部に放出する熱交換器をさらに備えている［１］又は［２］に記載のＸ線管装置。
For example, the member that connects the high
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[1] An X-ray tube having an anode target, a cathode for emitting electrons, and a vacuum envelope containing the anode target and the cathode;
A housing containing the X-ray tube;
A coolant filled in the housing;
A high voltage insulation that has a cylindrical portion that is in direct or indirect contact with the coolant, and a bottom portion that is closed at one end of the cylindrical portion and exposed outside the housing, and forms a part of the vacuum envelope. Members,
A high voltage supply terminal provided at the bottom for supplying a high voltage to the anode target;
An X-ray tube apparatus comprising: a support that includes a joint joined to an inner surface of the cylindrical part, and that is positioned inside the vacuum envelope and supports the anode target.
[2] An X-ray tube having an anode target, a cathode for emitting electrons, and a vacuum envelope containing the anode target and the cathode;
A housing containing the X-ray tube;
A coolant filled in the housing;
High voltage insulation that forms a part of the vacuum envelope having a cylindrical part directly or indirectly in contact with the cooling liquid, a bottom part exposed to the outside of the housing by closing one end side of the cylindrical part Members,
A high voltage supply terminal provided at the bottom for supplying a high voltage to the cathode;
An X-ray tube apparatus comprising: a support member that includes a joint part joined to an inner surface of the cylinder part and is positioned inside the vacuum envelope and supports the cathode.
[3] It further includes a metallized layer formed on the inner surface of the high-voltage insulating member and connected to the joint,
The X-ray tube device according to [1] or [2], wherein the high voltage supply terminal is connected to the metallized layer through a part of the bottom.
[4] The X-ray tube device according to [1] or [2], wherein the joint portion exhibits flexibility, elastically deforms at a high temperature, and relieves at least a part of thermal stress.
[5] The joining portion has an uneven surface facing the inner surface of the cylindrical portion,
The X-ray tube device according to [4], wherein a convex portion of the joint portion is joined to an inner surface of the cylindrical portion.
[6] The X-ray tube device according to [1] or [2], wherein the high-voltage insulating member further includes a heat transfer promoting portion in contact with the coolant.
[7] The X-ray tube device according to [6], wherein the heat transfer promoting portion is a concavo-convex pattern formed on a surface of the high-voltage insulating member itself.
[8] The X-ray tube device according to [6], wherein the heat transfer promotion unit is made of metal.
[9] The X-ray tube device according to [1] or [2], wherein the coolant is an aqueous coolant.
[10] A high voltage connector for applying a high voltage to the high voltage supply terminal is further provided,
The bottom has a flat end surface exposed to the outside of the housing;
The X-ray tube device according to [1] or [2], wherein the electrical insulating material of the high-voltage connector is in direct or indirect contact with the end surface of the bottom.
[11] The X-ray tube device according to [1] or [2], further including a coolant circulation pump that creates a flow of the coolant in the housing.
[12] The X-ray tube device according to [1] or [2], further including a heat exchanger that releases the heat of the cooling liquid to the outside.
７…冷却液、１０…Ｘ線管装置、１１…メタライズ層、１６…熱伝達促進部、１６ａ…凸部、２０…ハウジング、２２…冷却液循環ポンプ、２３…熱交換器、３０…Ｘ線管、３１…真空外囲器、３５…陽極、３５ａ…陽極ターゲット、３５ｂ…支持体、３５ｃ…接合部、３５ｄ…凹凸面、３５ｅ…凸部、３６…陰極、３６ｂ…支持体、３６ｃ…接合部、４０…高電圧絶縁部材、４１…外部端面、４４…高電圧供給端子、４６…筒部、４７…底部、５０…高電圧絶縁部材、５１…外部端面、５４…高電圧供給端子、５６…筒部、５６ａ…出力窓、５７…底部、１００…高電圧コネクタ、１０４…シリコーンプレート、２００…高電圧コネクタ、２０４…シリコーンプレート。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記Ｘ線管を収納したハウジングと、
前記ハウジングの内部に充填された冷却液と、
前記冷却液に直接若しくは熱伝達促進部を介して間接的に接した側面を有する筒部、並びに前記筒部の一端側を閉塞し前記ハウジングの外側に露出した底部を有し、前記真空外囲器の一部を形成する高電圧絶縁部材と、
前記底部に設けられ前記陽極ターゲットに高電圧を供給する高電圧供給端子と、
前記筒部の内面に接合された接合部を含み、前記真空外囲器の内部に位置し前記陽極ターゲットを支持する支持体と、を備えたＸ線管装置。 An X-ray tube having an anode target, a cathode for emitting electrons, and a vacuum envelope containing the anode target and the cathode;
A housing containing the X-ray tube;
A coolant filled in the housing;
The coolant Wakashi directly Ku has cylindrical portion having a side surface between a tangent to contact via a heat transfer accelerating portion, and the bottom portion exposed to the outside of the closure to the housing with one end of said tubular portion, said A high voltage insulating member forming part of the vacuum envelope;
A high voltage supply terminal provided at the bottom for supplying a high voltage to the anode target;
An X-ray tube apparatus comprising: a support that includes a joint joined to an inner surface of the cylindrical part, and that is positioned inside the vacuum envelope and supports the anode target.
前記Ｘ線管を収納したハウジングと、
前記ハウジングの内部に充填された冷却液と、
前記冷却液に直接若しくは熱伝達促進部を介して間接的に接した側面を有する筒部、並びに前記筒部の一端側を閉塞し前記ハウジングの外側に露出した底部を有し、前記真空外囲器の一部を形成する高電圧絶縁部材と、
前記底部に設けられ前記陰極に高電圧を供給する高電圧供給端子と、
前記筒部の内面に接合された接合部を含み、前記真空外囲器の内部に位置し前記陰極を支持する支持体と、を備えたＸ線管装置。 An X-ray tube having an anode target, a cathode for emitting electrons, and a vacuum envelope containing the anode target and the cathode;
A housing containing the X-ray tube;
A coolant filled in the housing;
A cylindrical portion having a side surface that is in direct contact with the cooling liquid or indirectly through a heat transfer promoting portion, and a bottom portion that is closed at one end of the cylindrical portion and exposed to the outside of the housing; A high voltage insulating member forming part of the enclosure;
A high voltage supply terminal provided at the bottom for supplying a high voltage to the cathode;
An X-ray tube apparatus comprising: a support member that includes a joint part joined to an inner surface of the cylinder part and is positioned inside the vacuum envelope and supports the cathode.
前記高電圧供給端子は、前記底部の一部を貫通して前記メタライズ層に接続されている請求項１又は２に記載のＸ線管装置。 A metallized layer formed on the inner surface of the high-voltage insulating member and connected to the joint;
The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the high voltage supply terminal is connected to the metallized layer through a part of the bottom.
前記筒部の内面に、前記接合部の凸部が接合されている請求項４に記載のＸ線管装置。 The joining portion has an uneven surface facing the inner surface of the cylindrical portion,
The X-ray tube apparatus according to claim 4, wherein a convex portion of the joint portion is joined to an inner surface of the cylindrical portion.
前記底部は、前記ハウジングの外側に露出した平坦な端面を有し、
前記高電圧コネクタの電気絶縁材は、前記底部の端面に直接または間接的に密着されている請求項１又は２に記載のＸ線管装置。 A high voltage connector for applying a high voltage to the high voltage supply terminal;
The bottom has a flat end surface exposed to the outside of the housing;
The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the electrical insulating material of the high-voltage connector is in direct or indirect contact with the end surface of the bottom portion.
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