DE112019001870T5

DE112019001870T5 - Röntgengenerator

Info

Publication number: DE112019001870T5
Application number: DE112019001870.1T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ishii
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2020-12-31
Also published as: JP2019186094A; TW201944853A; GB202016012D0; CN117082710A; CN111955057B; GB2587103A; TWI801535B; CN111955057A; JP6543378B1; WO2019198339A1; GB2587103B; US20210100088A1; US11147148B2

Abstract

Ein Röntgengenerator umfasst eine Röntgenröhre, einen Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt und eine Stromversorgungseinheit mit einem Innensubstrat, das eine Spannung an die Röntgenröhre anlegt und in einem Isolierblock eingeschlossen ist. Isolieröl befindet sich in einem Raum, der durch eine obere Fläche des Isolierblocks und eine Innenfläche des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts definiert ist. Auf der oberen Fläche ist eine Hochspannungs-Stromversorgungseinheit angeordnet, die mit einem Zielhalteabschnitt verbunden ist. Auf der oberen Fläche ist mindestens ein Vorsprungabschnitt vorgesehen, der zu einer Isolierventilseite über einen Begrenzungsabschnitt hinausragt, an dem die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit, die obere Fläche und das Isolieröl aufeinandertreffen und der die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit bei Betrachtung in Richtung der Röhrenachse umgibt. Ein Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts ist von einer imaginären Ebene getrennt, die einen Endabschnitt des Isolierventils einschließt und sich in einer Richtung orthogonal zu einer Röhrenachse erstreckt.

Description

Technisches Gebiet
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Röntgengenerator.
Stand der Technik
Gemäß dem Stand der Technik ist eine Konfiguration bekannt, bei der ein Metallbehälter (Abschnitt zur Aufnahme einer Röntgenröhre), in dem eine Röntgenröhre und Isolieröl untergebracht sind, auf der oberen Fläche eines Isolierblocks angebracht ist (siehe z.B. Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2). Eine Hochspannungserzeugungsschaltung zur Spannungsversorgung der Röntgenröhre ist in den Isolierblock eingegossen.
Patentliteratur 1 offenbart eine Konfiguration, bei der ein ringförmiger Wandabschnitt 2E, der den Bereich in der Nähe eines Hochspannungsanlegeabschnitts umgibt, der von einem Ventilabschnitt einer Röntgenröhre vorsteht, und vorsteht, um den Hochspannungsanlegeabschnitt von einem metallischen röhrenförmigen Element (Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt) abzuschirmen, auf einer oberen Fläche eines Isolierblocks vorgesehen ist. Patentliteratur 2 offenbart eine Konfiguration, in der ein ringförmiger Wandabschnitt 13h, der einen Basisendabschnitt (Hochspannungsanlegeabschnitt) einer stabförmigen Anode umgibt, auf einer oberen Fläche eines Isolierblocks vorgesehen ist. Ein solcher Wandabschnitt drosselt die Entladung von dem Hochspannungsanlegeabschnitt zu einem Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt und spielt eine Rolle bei der Drosselung der Kriechentladung, indem er die Kriechstrecke auf der oberen Fläche des Isolierblocks erhöht.
Zitationsliste
Patent-Literatur

[Patentliteratur 1] Japanisches Patent Nr. 4231288
[Patentliteratur 2] Japanisches Patent Nr. 4889979

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In den in Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 offenbarten Wandabschnitten besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Zirkulation von Isolieröl innerhalb eines Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts durch den Wandabschnitt behindert wird, wenn ein Wandabschnitt so geformt ist, dass er einen Bereich zwischen einem Ventilabschnitt einer Röntgenröhre und einer oberen Fläche eines Isolierblocks umgibt. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass Isolieröl, das mit einem Kontaktabschnitt eines Hochspannungsanlegeabschnitts der Röntgenröhre in Berührung gekommen ist und sich erwärmt hat, wahrscheinlich innerhalb dieses Bereichs bleibt. Infolgedessen besteht die Sorge, dass sich die Kühleffizienz der Röntgenröhre verschlechtern könnte.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Röntgengenerator bereitzustellen, der in der Lage ist, die Verschlechterung der Kühleffizienz einer Röntgenröhre einzudämmen, während die Kriechentladung an der Oberfläche eines Isolierblocks gedrosselt wird.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Röntgengenerator vorgesehen, der eine Röntgenröhre mit einem Ventilabschnitt und einem Hochspannungsanlegeabschnitt, der in dem Ventilabschnitt vorstehend vorgesehen ist, einen Röntgenröhrenunterbringungsabschnitt, der den Ventilabschnitt so aufnimmt, dass zumindest der Ventilabschnitt umgeben ist, wenn er in einer Röhrenachsenrichtung entlang einer Röhrenachse der Röntgenröhre betrachtet wird, und eine Stromversorgungseinheit mit einer Hochspannungserzeugungsschaltung, die eine Spannung an die Röntgenröhre anlegt, die innerhalb eines festen Isolierblocks aus einem Isoliermaterial eingeschlossen ist, umfasst. Eine Isolierflüssigkeit ist in einem Raum eingeschlossen, der durch eine der Röntgenröhre zugewandte Fläche des Isolierblocks und eine Innenfläche des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts definiert ist. Eine leitende Stromversorgungseinheit, die elektrisch mit dem Hochspannungsanlegeabschnitt verbunden ist, ist auf der Fläche des Isolierblocks angeordnet. Auf der Oberfläche des Isolierblocks ist mindestens ein Vorsprungabschnitt vorgesehen, der auf der Seite des Ventilabschnitts über einen Begrenzungsabschnitt hinausragt, an dem die Stromversorgungseinheit, die Oberfläche des Isolierblocks und die isolierende Flüssigkeit aufeinandertreffen und die Stromversorgungseinheit in Richtung der Röhrenachse umgeben. Ein Scheitelabschnitt des mindestens einen Vorsprungabschnitts ist von einer imaginären Ebene getrennt, die einen Endabschnitt des Ventilabschnitts auf der Oberflächenseite einschließt und sich in einer Richtung orthogonal zur Röhrenachse erstreckt.
Im Röntgengenerator ist gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung der Begrenzungsabschnitt zwischen der leitfähigen Stromversorgungseinheit und Isoliermaterialien zweier verschiedener Arten (die Oberfläche des Isolierblocks und die Isolierflüssigkeit) ein Abschnitt, in dem sich wahrscheinlich ein elektrisches Feld konzentriert und wahrscheinlich eine Entladung stattfindet. Hier, im Röntgengenerator, ist auf der Oberfläche des Isolierblocks, die dem Ventilabschnitt der Röntgenröhre zugewandt ist, ein Vorsprungabschnitt vorgesehen, der auf der Seite des Ventilabschnitts über den Begrenzungsabschnitt hinausragt und die Stromversorgungseinheit umgibt. Aufgrund eines solchen Vorsprungs kann der Begrenzungsabschnitt von dem die Röntgenröhre umgebenden Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt abgeschirmt werden. Dementsprechend kann die Entladung zwischen dem Begrenzungsabschnitt und dem Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt gedämpft werden. Darüber hinaus kann im Vergleich zu einem Fall, in dem die Oberfläche des Isolierblocks eine ebene Fläche ist, eine Kriechstrecke auf der Oberfläche des Isolierblocks verlängert werden, indem der Vorsprung auf der Oberfläche des Isolierblocks vorgesehen wird. Entsprechend kann die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks abgeschwächt werden. In der Zwischenzeit wird der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts von einer imaginären Ebene getrennt, die den oberflächenseitigen Endabschnitt des Ventilabschnitts einschließt und sich in einer Richtung rechtwinklig zur Röhrenachse erstreckt. Dementsprechend wird verhindert, dass die Zirkulation der Isolierflüssigkeit in einem Bereich zwischen dem Ventilabschnitt der Röntgenröhre und der Oberfläche des Isolierblocks behindert wird, wodurch die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre eingedämmt werden kann. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dem Röntgengenerator die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre gebremst werden, während die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks gebremst wird.
Die Oberfläche des Isolierblocks kann eine sich kontinuierlich verändernde Oberflächenform aufweisen. Auf diese Weise kann gemäß der Konfiguration, bei der auf der Oberfläche des Isolierblocks keine nicht kontinuierlich variierenden Eckabschnitte (d.h. Teile, in denen sich ein elektrisches Feld konzentrieren und Entladungen auftreten können) vorgesehen sind, die Konzentration eines elektrischen Feldes in einem bestimmten Teil (Eckabschnitt) auf der Oberfläche des Isolierblocks gebremst werden, wodurch das Auftreten von Entladungen wirksamer eingedämmt werden kann.
Der mindestens eine Vorsprungabschnitt kann einen ersten Vorsprung mit einer Ringform aufweisen, der die Stromversorgungseinheit in der Nähe der Stromversorgungseinheit umgibt. Gemäß dieser Konfiguration kann die Entladung zwischen dem Begrenzungsabschnitt und dem Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt durch den ersten Vorsprung besser eingedämmt werden, da der Begrenzungsabschnitt durch den ersten Vorsprung angemessen vom Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt abgeschirmt werden kann.
Der mindestens eine Vorsprungabschnitt kann einen zweiten Vorsprung mit einer Ringform enthalten, der einen Nutabschnitt zwischen dem zweiten Vorsprungabschnitt und der Innenfläche des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts bildet. Gemäß dieser Konfiguration kann aufgrund des zweiten Vorsprungabschnitts die Kriechstrecke auf der Oberfläche des Isolierblocks wirksam verlängert werden.
Ein ringförmiger Aussparungsabschnitt, der die Stromversorgungseinheit umgibt, und ein Neigungsabschnitt, der mit dem Aussparungsabschnitt verbunden ist und zum Aussparungsabschnitt hin geneigt ist, während er von der imaginären Ebene in Richtung der Röhrenachse getrennt ist, kann auf der Oberfläche des Isolierblocks vorgesehen werden. Gemäß dieser Konfiguration können im Isolieröl vorkommende Fremdstoffe oder dergleichen zum Aussparungsabschnitt geführt werden, indem sie entlang des Neigungsabschnitts bewegt werden. Entsprechend kann das Auftreten von Entladungen durch Fremdstoffe o.ä. im Isolieröl eingedämmt werden.
Vorabschnitthafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Röntgengenerator bereitzustellen, der in der Lage ist, die Verschlechterung der Kühleffizienz einer Röntgenröhre einzudämmen, während die Kriechentladung auf einer Oberfläche eines Isolierblocks gedrosselt wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild eines Röntgengenerators einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1.
3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration einer Röntgenröhre zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur einer oberen Fläche eines Isolierblocks zeigt.
5 ist eine Ansicht, die Modifikationsbeispiele von Isolierblöcken zeigt.

Beschreibung der Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Dieselben Bezugszeichen werden auf Teile angewandt, die in jedem Diagramm gleich sind oder sich entsprechen, und es wird auf eine redundante Beschreibung verzichtet. Darüber hinaus beruhen Wörter, die vorgegebene Richtungen angeben, wie z.B. „nach oben“ und „nach unten“, auf den in den Zeichnungen gezeigten Zuständen und werden der Einfachheit halber verwendet.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild eines Röntgengenerators gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1. Zum Beispiel ist ein Röntgengenerator 1, der in 1 und 2 gezeigt ist, eine Mikrofokus-Röntgenquelle, die in einer zerstörungsfreien Röntgenprüfung verwendet wird, bei der eine innere Struktur eines Prüfobjekts beobachtet wird. Der Röntgengenerator 1 hat ein Gehäuse 2. Im Inneren des Gehäuses 2 sind hauptsächlich eine Röntgenröhre 3, die Röntgenstrahlen erzeugt, und eine Stromversorgungseinheit 5, die die Röntgenröhre 3 mit Strom versorgt, untergebracht. Das Gehäuse 2 weist einen Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4, in dem ein Teil der Röntgenröhre 3 untergebracht ist, und einen Aufnahmeabschnitt 21 auf.
Der Aufnahmeabschnitt 21 ist ein Abschnitt, in dem hauptsächlich die Stromversorgungseinheit 5 untergebracht ist. Der Aufnahmeabschnitt 21 hat einen Bodenwandabschnitt 211, einen oberen Wandabschnitt 212 und Seitenwandabschnitte 213. Sowohl der untere Bodenwandabschnitt 211 als auch der obere Wandabschnitt 212 haben im Wesentlichen eine quadratische Form. Randabschnitte des unteren Wandabschnitts 211 und Randabschnitte des oberen Wandabschnitts 212 sind miteinander verbunden, wobei vier Seitenwandabschnitte 213 dazwischen angeordnet sind. Dementsprechend ist derAufnahmeabschnitt 21 so geformt, dass er im Wesentlichen eine rechteckige Parallelepipedform aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Einfachheit halber eine Richtung, in der der Bodenwandabschnitt 211 und der obere Wandabschnitt 212 einander zugewandt sind, als Z-Richtung definiert, die Seite des Bodenwandabschnitts 211 wird als Abwärtsseite und die Seite des oberen Wandabschnitts 212 als Aufwärtsseite definiert. Darüber hinaus werden Richtungen, die orthogonal zur Z-Richtung verlaufen und in denen die einander zugewandten Seitenwandabschnitte 213 einander zugewandt sind, als X-Richtung bzw. Y-Richtung bezeichnet. In einem mittleren Abschnitt des oberen Wandabschnitts 212 ist in Z-Richtung gesehen ein Öffnungsabschnitt 212a (kreisförmiges Durchgangsloch) vorgesehen.
Der Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 umfasst ein Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit (hohe Wärmeableitung). Beispiele für ein Material des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 sind Aluminium, Eisen, Kupfer und eine diese enthaltende Legierung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Material des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 Aluminium (oder eine Legierung daraus). Der Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 hat eine röhrenförmige Form mit Öffnungen an beiden Enden der Röntgenröhre 3 in Richtung der Röhrenachse (Z-Richtung). Die Röhrenachse des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 fällt mit der Röhrenachse AX der Röntgenröhre 3 zusammen. Der Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 umfasst einen Halteabschnitt 41, einen zylindrischen Abschnitt 42, einen sich verjüngenden Abschnitt 43 und einen Flanschabschnitt 44. Der Halteabschnitt 41 ist ein Teil, der die Röntgenröhre 3 in einem Flanschabschnitt 311 unter Verwendung eines Befestigungselements (in den Zeichnungen nicht dargestellt) hält und die Röntgenröhre 3 zusammen mit einer oberen Öffnung des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 luftdicht verschließt. Der zylindrische Abschnitt 42 ist ein Teil, der mit einem unteren Ende des Halteabschnitts 41 verbunden und so geformt ist, dass er eine zylindrische Form mit einer sich in Z-Richtung erstreckenden Wandfläche aufweist. Der sich verjüngende Abschnitt 43 ist ein Teil, der mit einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 42 verbunden ist und eine Wandfläche aufweist, deren Durchmesser kontinuierlich und leicht zunimmt, während sie sich vom zylindrischen Abschnitt 42 in Z-Richtung vom Endabschnitt weg erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 42 und der sich verjüngende Abschnitt 43 sind so miteinander verbunden, dass ein zwischen den Wandflächen des zylindrischen Abschnitts 42 und des sich verjüngenden Abschnitts 43 gebildeter Winkel, der im Querschnitt entlang einer ZX-Ebene und einer ZY-Ebene jeweils eine flache Oberflächenform aufweist, zu einem stumpfen Winkel wird. Der Flanschabschnitt 44 ist ein Teil, der mit einem Endabschnitt des sich verjüngenden Abschnitts 43 verbunden ist und sich in Z-Richtung zur Außenseite hin erstreckt. Der Flanschabschnitt 44 ist als ringförmiges Element mit einer Wanddicke ausgebildet, die dicker ist als die des zylindrischen Abschnitts 42 und des sich verjüngenden Abschnitts 43. Demgemäß weist er eine große Wärmekapazität auf, wodurch die Wärmeableitung verbessert wird. Der Flanschabschnitt 44 ist luftdicht an einer oberen Fläche 212e des oberen Wandabschnitts 212 an einer Stelle befestigt, die in Z-Richtung den Öffnungsabschnitt 212a des oberen Wandabschnitts 212 umgibt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Flanschabschnitt 44 thermisch mit der oberen Fläche 212e des oberen Wandabschnitts 212 verbunden (kommt mit der oberen Fläche 212e des oberen Wandabschnitts 212 wärmeleitend in Kontakt). Ein Isolieröl 45 (elektrisch isolierende Flüssigkeit) ist luftdicht im Inneren des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 eingeschlossen (füllt das Innere des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 aus).
Die Stromversorgungseinheit 5 ist ein Teil, das die Röntgenröhre 3 mit Strom in einem Bereich von etwa einigen kV bis zu einigen hundert kV versorgt. Die Stromversorgungseinheit 5 hat einen Isolierblock 51 aus einem festen Epoxidharz mit elektrisch isolierenden Eigenschaften und ein Innensubstrat 52 mit einer Hochspannungserzeugungsschaltung, die im Inneren des Isolierblocks 51 geformt ist. Der Isolierblock 51 ist so geformt, dass er im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds hat. Ein Oberflächenmittelabschnitt des Isolierblocks 51 durchdringt den Öffnungsabschnitt 212a des oberen Wandabschnitts 212 und steht vor. Währenddessen wird ein oberer Oberflächenrandabschnitt 51a des Isolierblocks 51 luftdicht an einer unteren Oberfläche 212f des oberen Wandabschnitts 212 befestigt. Eine Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 mit einer zylindrischen Buchse, die elektrisch mit dem Innensubstrat 52 verbunden ist, ist auf dem Oberflächenmittelabschnitt des Isolierblocks 51 angeordnet. Die Stromversorgungseinheit 5 ist über die Hochspannungsstromversorgungseinheit 54 elektrisch mit der Röntgenröhre 3 verbunden.
Der Außendurchmesser eines Teils (d.h. des Oberflächenmittelabschnitts) des durch den Öffnungsabschnitt 212a eingeführten Isolierblocks 51 ist gleich oder etwas kleiner als der Innendurchmesser des Öffnungsabschnitts 212a.
Als nächstes wird eine Konfiguration der Röntgenröhre 3 beschrieben. Wie in 3 dargestellt, handelt es sich bei der Röntgenröhre 3 um eine Röntgenröhre, die als sogenannte Reflexionsröhre bezeichnet wird. Die Röntgenröhre 3 enthält ein Vakuumgehäuse 10, das als Vakuumumhülle dient und das Innere in einem Vakuumzustand hält, eine Elektronenkanone 11, die als Elektronenerzeugungseinheit dient, und ein Ziel T. Die Elektronenkanone 11 umfasst beispielsweise eine Kathode C, die durch Imprägnieren eines Grundkörpers aus einem Metallmaterial o.ä. mit einem hohen Schmelzpunkt mit einer leicht Elektronen emittierenden Substanz erhalten wird. Darüber hinaus ist z.B. das Ziel T ein plattenförmiges Element aus einem Metallmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt, wie z.B. Wolfram. Der Mittelpunkt des Ziels T befindet sich auf der Röhrenachse AX der Röntgenröhre 3. Die Elektronenkanone 11 und das Ziel T sind innerhalb des Vakuumgehäuses 10 untergebracht, und Röntgenstrahlen werden erzeugt, wenn von der Elektronenkanone 11 emittierte Elektronen auf das Ziel T treffen. Von den Röntgenstrahlenkomponenten in Richtung einer Seite des Röntgenemissionsfensters 33a werden Röntgenstrahlen, die durch das Röntgenemissionsfenster 33a nach außen gezogen werden, als erforderliche Röntgenstrahlen verwendet.
Das Vakuumgehäuse 10 besteht hauptsächlich aus einem Isolierventil 12 (Ventilabschnitt), das aus einem Isoliermaterial (z.B. Glas) gebildet ist, und einem Metallabschnitt 13 mit dem Röntgenemissionsfenster 33a. Der Metallabschnitt 13 hat einen Hauptkörperabschnitt 31, in dem das Ziel T (Anode) untergebracht ist, und einen Elektronenkanonenaufnahmeabschnitt 32, in dem die Elektronenkanone 11 (Kathode) untergebracht ist.
Der Hauptkörperabschnitt 31 ist röhrenförmig ausgebildet und hat einen Innenraum S. Eine Deckelplatte 33 mit dem Röntgenemissionsfenster 33a ist an einem Endabschnitt (äußerer Endabschnitt) des Hauptkörperabschnitts 31 befestigt. Das Material des Röntgenemissionsfensters 33a ist ein strahlendurchlässiges Material und besteht z.B. aus Beryllium oder Aluminium. Die Deckelplatte 33 verschließt eine Stirnseite des Innenraums S. Der Hauptkörperabschnitt 31 hat den Flanschabschnitt 311 und einen zylindrischen Abschnitt 312. Der Flanschabschnitt 311 ist am Außenumfang des Hauptkörperabschnitts 31 vorgesehen. Der Flanschabschnitt 311 ist ein Teil, der am Halteabschnitt 41 des zuvor beschriebenen Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 befestigt ist. Der zylindrische Abschnitt 312 ist ein Teil, das so geformt ist, dass es auf einer Endabschnittsseite des Hauptkörperabschnitts 31 eine zylindrische Form aufweist.
Der Elektronenkanonenaufnahmeabschnitt 32 ist zylindrisch geformt und an einem Seitenabschnitt des Hauptkörperabschnitts 31 an einer Endabschnittsseite befestigt. Die Mittelachse des Hauptkörperabschnitts 31 (d.h. die Röhrenachse AX der Röntgenröhre 3) und die Mittelachse des Elektronenkanonenaufnahmeabschnitts 32 stehen im Wesentlichen senkrecht zueinander. Das Innere des Elektronenkanonenaufnahmeabschnitts 32 steht mit dem Innenraum S des Hauptkörperabschnitts 31 durch eine Öffnung 32a in Verbindung, die an einem Endabschnitt des Elektronenkanonenaufnahmeabschnitts 32 auf der Seite des Hauptkörperabschnitts 31 vorgesehen ist.
Die Elektronenkanone 11 enthält die Kathode C, ein Heizelement 111, eine erste Gitterelektrode 112 und eine zweite Gitterelektrode 113, wodurch der Durchmesser eines Elektronenstrahls, der durch das Zusammenwirken dieser Konfigurationen erzeugt wird, verringert werden kann (Mikrofokussierung kann durchgeführt werden). Die Kathode C, das Heizelement 111, die erste Gitterelektrode 112 und die zweite Gitterelektrode 113 sind über mehrere Stromversorgunsstifte 114, die sich parallel zueinander erstrecken, an einem Hauptsubstrat 115 befestigt. Die Stromversorgung der Kathode C, des Heizelements 111, der ersten Gitterelektrode 112 und der zweiten Gitterelektrode 113 erfolgt jeweils von außen über den entsprechenden Stromversorgungsstift 114.
Das Isolierventil 12 ist so geformt, dass es im Wesentlichen röhrenförmig ist. Eine Endseite des Isolierventils 12 ist mit dem Hauptkörperabschnitt 31 verbunden. Im Isolierventil 12 wird auf der anderen Endseite des Isolierventils 12 ein Zielhalteabschnitt 60 gehalten, in dem das Ziel T an einer Spitze befestigt ist. Der Zielhalteabschnitt 60 ist beispielsweise aus einem säulenförmigen Kupfermaterial o.ä. gebildet und erstreckt sich in Z-Richtung. Eine geneigte Fläche 60a, die von der Elektronenkanone 11 weg geneigt ist, während sie von der Seite des Isolierventils 12 zur Seite des Hauptkörperabschnitts 31 verläuft, ist auf der Spitzenseite des Zielhalteabschnitts 60 ausgebildet. Das Ziel T ist in einem Endabschnitt des Zielhalteabschnitts 60 so eingebettet, dass es mit der geneigten Fläche 60a bündig ist.
Ein Basisendabschnitt 60b des Zielhalteabschnitts 60 ragt säulenförmig nach außen über den unteren Endabschnitt des Isolierventils 12 hinaus und ist mit der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 der Stromversorgungseinheit 5 verbunden (siehe 2). D.h. ein Hochspannungsanlegeabschnitt (in der vorliegenden Ausführungsform der Basisendabschnitt 60b), an den durch die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 eine Spannung angelegt wird, ist im Isolierventil 12 vorstehend vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform hat das Vakuumgehäuse 10 (Metallabschnitt 13) ein Erdpotential, und die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 legt eine hohe positive Spannung an den Zielhalteabschnitt 60 an. Eine Form des Anlegens einer Spannung ist jedoch nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 die Form der oberen Fläche des Isolierblocks 51 im Detail beschrieben. Wie zuvor beschrieben, ist das Isolieröl 45 in einem Raum eingeschlossen, der durch eine der Röntgenröhre 3 zugewandte obere Fläche 51e (Oberfläche) des Isolierblocks 51 und eine Innenseite 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 definiert ist. Die obere Fläche 51e ist eine Fläche, die den zuvor beschriebenen Oberflächenmittelabschnitt und den Oberflächenrandabschnitt 51a einschließt. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch der Teil, der hauptsächlich den vorhergehenden Raum definiert, in dem das Isolieröl 45 eingeschlossen ist, insbesondere ein Teil, der den Öffnungsabschnitt 212a durchdringt, vorsteht und in die Innenseite des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 auf der obere Fläche 51e eindringt.
Mindestens ein ringförmiger Vorsprung Abschnitt 55, der die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 umgibt, ist auf der oberen Fläche 51e des Isolierblocks 51 vorgesehen. Der Vorsprungabschnitt 55 ist ein Teil, der auf der Seite des Isolierventils 12 über einen Begrenzungsabschnitt B hinaus vorsteht, an dem die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54, die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 und das Isolieröl 45 zusammentreffen. Der Vorsprungabschnitt 55 ist in einer torischen Form vorgesehen, die auf der Röhrenachse AX zentriert ist. Der Vorsprungabschnitt 55 ragt mit einem bogenförmigen Scheitelabschnitt hervor, wenn er in einer Richtung senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) betrachtet wird. Der Begrenzungsabschnitt B ist in einer ringförmigen Form entlang eines unteren Endkantenabschnitts der Hochspannungsversorgungseinheit 54 vorhanden. In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Vorsprungabschnitt 55 einen Vorsprungabschnitt 55A (erster Vorsprungabschnitt), der den Begrenzungsabschnitt B bedeckt und abgeschirmt, und einen Vorsprungabschnitt 55B (zweiter Vorsprungabschnitt), der auf einer Seite außerhalb des Vorsprungabschnitts 55A vorgesehen ist.
Der Vorsprungabschnitt 55A ist ein ringförmiger Vorsprung, der so vorgesehen ist, dass die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 direkt in der Nähe der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 umgeben ist. Der Vorsprungabschnitt 55A ist so vorgesehen, dass der Begrenzungsabschnitt B direkt umgeben, abgedeckt und von der Umgebung abgeschirmt ist. Die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 ist in einem hohlen Abschnitt (Aussparungsabschnitt) untergebracht, der in einem mittleren Bereich auf der Innenseite des Vorsprungabschnitts 55A ausgebildet ist. Durch diesen Vorsprungabschnitt 55A, der in der Nähe der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 vorgesehen ist, ist der Begrenzungsabschnitt B von der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 abgeschirmt. Genauer gesagt ist der Begrenzungsabschnitt B so abgeschirmt, dass er in einem Zustand, in dem die Röntgenröhre 3 an der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 angeschlossen ist, von der Innenfläche 4a der Röntgenröhrenaufnahme 4 nicht direkt sichtbar ist.
Der Vorsprungabschnitt 55B ist ein ringförmiger Vorsprungabschnitt, der so vorgesehen ist, dass ein ringförmiger Nutabschnitt 56 zwischen dem Vorsprungabschnitt 55B und der Innenfläche 4a (getrennt von der Innenfläche 4a mit einem Nutabschnitt 56 dazwischen) an einer Stelle nahe der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 gebildet wird. Der Vorsprungabschnitt 55B ist in Richtung der Röhrenachse (Z-Richtung) gesehen nicht dem Isolierventil 12 zugewandt. Genauer gesagt ist der Vorsprungabschnitt 55B an einer Position weg vom Isolierventil 12 in einer Richtung orthogonal zur Röhrenachse AX vorgesehen, so dass er, in Richtung der Röhrenachse gesehen, nicht einem Endabschnitt 12b des Isolierventils 12 auf der obere Fläche 51e (Seite der Bestimmungseinheit 5) und den Eckabschnitten R eines äußeren Randabschnitts davon gegenüberliegt. Ein Begrenzungsabschnitt B2, in dem die Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 (und die obere Fläche 212e des oberen Wandabschnitts 212), die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 und das Isolieröl 45 ringförmig zusammentreffen, ist in einem Bodenabschnitt des Nutabschnitts 56 vorgesehen. Das heißt, der Begrenzungsabschnitt B2 ist in einem Zustand, in dem er durch den Vorsprungabschnitt 55B von der Umgebung abgedeckt und abgeschirmt wird, so abgeschirmt, dass er insbesondere von der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54, dem Hochspannungsanlegeabschnitt (Basisendabschnitt 60b) der Röntgenröhre 3 und dem Begrenzungsabschnitt B nicht direkt gesehen werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 55B an einer Position, die höher liegt als der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 55A. Mit anderen Worten, der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 55B befindet sich an einer Position, die näher an einer imaginären Ebene P liegt, die den Endabschnitt 12b des Isolierventils 12 einschließt und sich in einer Richtung orthogonal zur Röhrenachse AX erstreckt, als der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 55A. Der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitt 55A kann sich jedoch an einer Position befinden, die höher liegt als der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitt 55B (näher an der imaginären Ebene P). In der vorliegenden Ausführungsform ist der Nutabschnitt 56 vom Vorsprungabschnitt 55B und der Innenfläche 4a des Flanschabschnitts 44 umgeben und so ringförmig ausgebildet, dass der Bereich in der Nähe des Vorsprungabschnitts 55B (über den gesamten Umfang von der Innenfläche 4a getrennt) umschlossen ist.
Währenddessen sind die Scheitelabschnitte des Vorsprungabschnitts 55A und des Vorsprungabschnitts 55B von der imaginären Ebene P getrennt, wenn sie in einer Richtung senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) betrachtet werden. Mit anderen Worten, wenn sie in einer Richtung senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) betrachtet werden, befinden sich die Scheitelabschnitte des Vorsprungabschnitts 55A und des Vorsprungabschnitts 55B auf einer Seite, die näher an der Seite der obere Fläche 51e (eine Seite, die näher an der Stromversorgungseinheit 5 liegt) als der Endabschnitt 12b des Isolierventils 12 liegt. Darüber hinaus ist die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 nicht zwischen dem Endabschnitt 12b des Isolierventils 12 und dem Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 55B (d.h. dem Scheitelabschnitt eines Vorsprungabschnitts der Vorsprungabschnitte 55 an der höchsten Position) vorhanden. Das heißt, jedes Teil auf der oberen Fläche 51e ist unterhalb des Endabschnitts 12b (gedachte Ebene P) des Isolierventils 12 in einer Richtung angeordnet, die sich in Richtung der Röhrenachse (Z-Richtung) erstreckt. Das heißt, auf der obere Fläche 51e ist kein Abschnitt der Wand vorgesehen, der die Zirkulation des Isolieröls 45 behindert. Zum Beispiel zeigt ein Wandabschnitt, der die Zirkulation des Isolieröls 45 behindert, einen ringförmigen Wandabschnitt (Abschirmung) an, der bis zu einer Position auf der gleichen Höhe wie der Endabschnitt 12b des Isolierventils 12 oder höher als der Endabschnitt 12b vorsteht, so dass ein Teil zwischen der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit und dem Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 in der Nähe (typischerweise eine Position, in der das Isolierventil 12 bei Betrachtung in Z-Richtung umgeben ist) der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit der Röntgenröhre 3 abgeschirmt ist.
Zusätzlich sind auf der obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 ein Aussparungsabschnitt 57 und ein Neigungsabschnitt 58 vorgesehen. Der Aussparungsabschnitt 57 ist ringförmig und hat einen bogenförmigen Querschnitt, wenn er in einer Richtung senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) betrachtet wird, so dass die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 umgeben ist. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 dargestellt, ist der Aussparungsabschnitt 57 so vorgesehen, dass er mit dem Vorsprungabschnitt 55A auf der Außenseite des Vorsprungabschnitts 55A verbunden ist. Das heißt, eine Außenfläche des Vorsprungabschnitts 55A und eine Innenfläche des Aussparungsabschnitts 57 sind miteinander verbunden. Der Aussparungsabschnitt 57 ist auf der Innenseite (Innensubstrat 52 (siehe 2) Seite) des Isolierblocks 51 vom Begrenzungsabschnitt B aus gesehen in einer Richtung senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) hohl.
Der Neigungsabschnitt 58 ist ein Teil, der einen großen Teil des mittleren Abschnitts der oberen Fläche des Isolierblocks 51 einnimmt und den Aussparungsabschnitt 57 und den Vorsprungabschnitt 55B miteinander verbindet. Der Neigungsabschnitt 58 ist zu einer durchgehenden Ebene geformt, die sich vom Vorsprungabschnitt 55B in Richtung des Aussparungsabschnitts 57 erstreckt. Der Neigungsabschnitt 58 neigt sich in Bezug auf eine Ebene (XY-Ebene) orthogonal zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung). Insbesondere ist der Neigungsabschnitt 58 eine geneigte Fläche, die kontinuierlich vom Vorsprungabschnitt 55B zum Aussparungsabschnitt 57 hin geneigt ist, während sie von der imaginären Ebene P entlang der Röhrenachse AX getrennt ist (d.h. nach unten in einer Richtung verläuft, die sich in Richtung der Röhrenachse (Z-Richtung) in 4 erstreckt). Mit anderen Worten, der Neigungsabschnitt 58 ist eine geneigte Fläche, die zum Aussparungsabschnitt 57 hin geneigt ist, während sie von der Seite des Isolierventils 12 zur Seite des Isolierblocks 51 entlang der Röhrenachse AX verläuft. Außerdem zeigen die Eckabschnitte R des Isolierventils 12 zum Neigungsabschnitt 58 (flache Oberfläche) und nicht zum Vorsprungabschnitt 55.
Die obere Fläche 51e, auf der der zuvor beschriebene Vorsprungabschnitt 55, der Aussparungsabschnitt 57 und der Neigungsabschnitt 58 vorgesehen sind, hat eine Oberflächenform, die sich vom Begrenzungsabschnitt B in Richtung der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 kontinuierlich ändert. Das heißt, auf der obere Fläche 51e sind keine nicht kontinuierlich über eine Fläche vom Vorsprungabschnitt 55A bis zum Vorsprungabschnitt 55B variierenden Eckabschnitte vorgesehen. Der beschriebene Vorsprungabschnitt 55, der Aussparungsabschnitt 57 und der Neigungsabschnitt 58 sind jeweils kreissymmetrisch (rotationssymmetrisch in Bezug auf einen beliebigen Winkel im Bereich von 0 Grad bis 360 Grad) ausgebildet und auf der Röhrenachse AX der Röntgenröhre 3 zentriert (siehe 2). Dementsprechend hat die obere Fläche 51e in ihrer Gesamtheit eine kreissymmetrische Form, die auf der Röhrenachse AX der Röntgenröhre 3 zentriert ist (siehe 2). Genauer gesagt sind auf der obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 ein ringförmiger Mittelabschnitt (Vorsprungabschnitt 55A), in dem ein hohler Abschnitt in der Mitte eines Vorsprungabschnitts mit im Wesentlichen kegelstumpfförmiger Form ausgebildet ist, der von dem Aussparungsabschnitt 57 umgeben ist, und ein ringförmiger Außenumfangsabschnitt, der zwischen dem Nutabschnitt 56 und dem Aussparungsabschnitt 57 sandwichartig angeordnet ist und eine Ebene (Neigungsabschnitt 58) aufweist, die vom Vorsprungabschnitt 55B zum Aussparungsabschnitt 57 zur Röhrenachse AX hin nach unten geneigt ist, ausgebildet. Sowohl der ringförmige Mittelabschnitt als auch der ringförmige Außenumfangsabschnitt haben eine kreissymmetrische Form, die auf die Röhrenachse AX zentriert ist, und ihre Endkantenabschnitte weisen eine abgeschrägte Bogenform auf.
[Effekte]
Als nächstes werden die Wirkungen gemäß dem Aspekt der gegenwärtigen Ausführungsform beschrieben. Im Röntgengenerator 1 ist der Begrenzungsabschnitt B zwischen der leitfähigen Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 und Isoliermaterialien zweier verschiedener Arten (die obere Fläche 51e des festen Isolierblocks 51 und das Isolieröl 45) ein Abschnitt, in dem sich wahrscheinlich ein elektrisches Feld konzentriert und es zu Entladungen kommen kann. Hier, im Röntgengenerator 1, ist der Vorsprungabschnitt 55, der auf der Seite des Isolierventils 12 über den Begrenzungsabschnitt B hinausragt und die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 umgibt, auf der oberen Fläche 51e des Isolierblocks 51 vorgesehen, die dem Isolierventil 12 der Röntgenröhre 3 zugewandt ist. Aufgrund eines solchen Vorsprungabschnitts 55 kann der Begrenzungsabschnitt B von dem Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4, der die Röntgenröhre 3 umgibt, abgeschirmt werden. Dementsprechend kann die Entladung zwischen dem Begrenzungsabschnitt B mit einem hohen Potential und dem Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 mit dem Erdpotential (0 V) gedrosselt werden.
Darüber hinaus kann im Vergleich zu einem Fall, in dem die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 eine ebene Fläche ist, eine Kriechstrecke auf der oberen Fläche 51e des Isolierblocks 51 verlängert werden, indem der Vorsprung 55 auf der oberen Fläche 51e des Isolierblocks 51 vorgesehen wird. Entsprechend kann die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks 51 gedrosselt werden. Dabei ist der Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 55 von der imaginären Ebene P getrennt, die den Endabschnitt 12b des Isolierventils 12 einschließt und sich, aus Sicht einer Richtung senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung), in einer Richtung senkrecht zur Röhrenachse AX erstreckt. Das heißt, ein Teil, der auf der obere Fläche 51e über den Endabschnitt 12b (imaginäre Ebene P) des Isolierventils 12 hinausragt, ist nicht auf der obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 vorgesehen. Insbesondere ist, wie zuvor beschrieben, ein Wandabschnitt (Abschirmung), der die Zirkulation des Isolieröls 45 behindert, nicht auf der obere Fläche 51e vorgesehen. Dementsprechend wird die Zirkulation des Isolieröls 45 in einem Bereich zwischen dem Isolierventil 12 der Röntgenröhre 3 und der oberen Fläche 51e des Isolierblocks 51 nicht behindert. Das heißt, das Isolieröl 45 kann in einem Bereich zwischen dem Isolierventil 12 der Röntgenröhre 3 und dem Vorsprungabschnitt 55 problemlos zirkulieren. Infolgedessen kann die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 gedrosselt werden. Wie zuvor beschrieben, kann gemäß dem Röntgengenerator 1 die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 abgeschwächt werden, während die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks 51 gedrosselt wird.
Darüber hinaus hat die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 eine sich kontinuierlich verändernde Oberflächenform. Auf diese Weise kann gemäß der Konfiguration, bei der auf der obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 keine nicht kontinuierlich variierenden Eckabschnitte (d.h. Teile, in denen sich ein elektrisches Feld konzentrieren und Entladungen auftreten können) auf der obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 vorgesehen sind, die Konzentration eines elektrischen Feldes in einem bestimmten Teil (Eckabschnitt) auf der Oberfläche des Isolierblocks 51 abgeschwächt werden, und somit kann das Auftreten von Entladungen wirksamer gedrosselt werden. Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform in einem Kontaktgebiet auf der obere Fläche 51e, das mit dem Isolieröl 45 in Berührung kommt, eine Oberfläche (eine gekrümmte Fläche oder eine geneigte Fläche) gebildet, die in ihrem gesamten Bereich eine längere Kriechstrecke als eine ebene Fläche aufweist. Da auf diese Weise über die gesamte Fläche des mit dem Isolieröl 45 in Kontakt kommenden Bereichs auf der obere Fläche 51e kontinuierlich eine Oberflächenform mit einer längeren Kriechstrecke als eine ebene Oberfläche gebildet wird, wird die Kriechentladung wirksam abgeschwächt.
Darüber hinaus umfasst der Vorsprungabschnitt 55 den ringförmigen Vorsprungabschnitt 55A, der die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 in der Nähe der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 umgibt. Der Begrenzungsabschnitt B kann durch den Vorsprungabschnitt 55A in geeigneter Weise von der Röntgenröhrenaufnahme 4 abgeschirmt werden. Dementsprechend kann die Entladung zwischen dem Begrenzungsabschnitt B und der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 wirksamer eingedämmt werden.
Zusätzlich enthält der Vorsprungabschnitt 55 den ringförmigen Vorsprungabschnitt 55B, der den Nutabschnitt 56 zwischen dem Vorsprungabschnitt 55B und der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 bildet. Durch den Vorsprungabschnitt 55B kann die Kriechstrecke auf der Oberfläche des Isolierblocks 51 wirksam verlängert werden. Darüber hinaus deckt der Vorsprungabschnitt 55B den Begrenzungsabschnitt B2 im unteren Abschnitt des Nutabschnitts 56 ab und schirmt ihn gegenüber der Umgebung ab. Der Vorsprungabschnitt 55B schirmt den Begrenzungsabschnitt B2 so ab, dass er insbesondere von der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54, dem Hochspannungsanlegeabschnitt (Basisendabschnitt 60b) der Röntgenröhre 3 und dem Begrenzungsabschnitt B nicht direkt gesehen werden kann. Der Begrenzungsabschnitt B2 ist auch ein Teil, in dem Entladungen zwischen dem Begrenzungsabschnitt B2 und Hochpotentialbereichen, wie der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54, dem Hochspannungsanlegeabschnitt (Basisendabschnitt 60b) der Röntgenröhre 3 und dem Begrenzungsabschnitt B wahrscheinlich auftreten. Daher kann die Entladung durch den Vorsprungabschnitt 55B, der einen Entladungspfad abschirmt, wirksam eingedämmt werden. Darüber hinaus sind auch die Eckabschnitte R des Isolierventils 12 Teile eines starken elektrischen Feldes und sind Teile mit einer hohen Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Entladungen. Da der Vorsprungabschnitt 55B jedoch an einer vom Isolierventil 12 entfernten Stelle in einer zur Röhrenachse AX senkrechten Richtung vorgesehen ist, so dass er, in Richtung der Röhrenachse (Z-Richtung) gesehen, den Eckabschnitten R nicht zugewandt ist, wird das Auftreten von Entladungen wirksam eingedämmt. Da auch im Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt 4 der sich verjüngende Abschnitt 43 gebildet wird, ist ein Bereich, der den Eckabschnitten R gegenüberliegt, von den Eckabschnitten R getrennt. Das heißt, das Auftreten von Entladungen kann durch Ausdehnung der Räume in der Nähe der Eckabschnitte R (durch Vergrößerung der Abstände zwischen den Eckabschnitten R und anderen Konfigurationen) in Zusammenarbeit mit der Anordnung des Vorsprungabschnitts 55B und des sich verjüngenden Abschnitts 43 wirksamer eingedämmt werden. Die Eckabschnitte R und andere Konfigurationen können auch voneinander getrennt werden, indem einfach die Größe des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4 vergrößert wird. In einem solchen Fall erhöht sich jedoch auch das Fassungsvermögen des Isolieröls 45 stärker als nötig, so dass die Möglichkeit besteht, dass das Isolieröl 45 selbst als wärmeisolierendes Material wirkt oder wahrscheinlich bleibt. Infolgedessen besteht die Möglichkeit, dass sich die Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 verschlechtert.
Zusätzlich sind auf der obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 der ringförmige Aussparungsabschnitt 57, der die Hochspannungsversorgungseinheit 54 umgibt, und der Neigungsabschnitt 58, der mit dem Aussparungsabschnitt 57 verbunden ist und zum Aussparungsabschnitt 57 hin geneigt ist, während er von der imaginären Ebene P in Richtung der Röhrenachse (Z-Richtung) getrennt ist, vorgesehen. Wenn zum Beispiel der Röntgengenerator 1 in der in 4 gezeigten Richtung verwendet wird (ein Zustand, in dem die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 nach oben gerichtet ist), können Fremdsubstanzen, die im Isolieröl 45 vorkommen, zum Aussparungsabschnitt 57 geführt werden, indem sie entlang des Neigungsabschnitts 58 bewegt werden. Dementsprechend können Fremdsubstanzen, die einen Isolationsdurchschlag verursachen können, vom Begrenzungsabschnitt B abgeschirmt werden. Dadurch kann das Auftreten von Entladungen, die durch Fremdsubstanzen im Isolieröl 45 verursacht werden, gedrosselt werden. Wenn der Röntgengenerator 1 in einer Richtung verwendet wird, die der in 4 gezeigten Richtung entgegengesetzt ist (ein Zustand, in dem die obere Fläche 51e des Isolierblocks 51 nach unten gerichtet ist), können selbst dann, wenn eine geringe Anzahl von Luftblasen im Isolieröl 45 auftritt, diese Luftblasen zum Aussparungsabschnitt 57 geführt werden, indem sie entlang des Neigungsabschnitts 58 angehoben werden. Dementsprechend können Luftblasen, die einen Isolationsdurchbruch verursachen können, vom Begrenzungsabschnitt B abgeschirmt werden. Dadurch kann das Auftreten von Entladungen, die durch Luftblasen im Isolieröl 45 verursacht werden, gedrosselt werden. Darüber hinaus kann die Entladung, die durch die Eckabschnitte R verursacht wird, dadurch gedrosselt werden, dass die Eckabschnitte R des Isolierventils 12 dem Neigungsabschnitt 58 (flache Oberfläche) statt dem Vorsprungabschnitt 55 zugewandt werden.
Zuvor wurde die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann innerhalb eines Bereichs, der nicht von ihrem Kern abweicht, verschiedenen Modifikationen unterworfen werden. Das heißt, die Form, das Material und dergleichen jeder der Einheiten und Abschnitte des Röntgengenerators sind nicht auf die spezifischen Formen, Materialien und dergleichen beschränkt, die in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben sind.
5 ist eine Querschnittsansicht, die die oberen Flächen der Isolierblöcke 151, 251, 351 und 451 gemäß Modifikationsbeispielen zeigt. In den Beispielen in 5 ist ein Öffnungsende eines zylindrischen Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4A, der keinen sich verjüngenden Abschnitt 43 aufweist, mit den Oberflächenrandabschnitten 51a der Isolierblöcke 151, 251, 351 und 451 verbunden. Auf diese Weise können der Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt und der Isolierblock direkt miteinander verbunden werden oder wie in der vorstehenden Ausführungsform mit einem anderen dazwischenliegenden Element (in der vorstehenden Ausführungsform der obere Wandabschnitt 212) miteinander verbunden werden.
Eine obere Fläche 151a des in (A) von 5 gezeigten Isolierblocks 151 ist so geformt, dass sie aufgrund eines Vorsprungabschnitts 152 und eines Neigungsabschnitts 153 eine konische Form aufweist (eine Form, die nach oben geneigt ist, während sie von der Innenseite zur Außenseite geht). Der Vorsprungabschnitt 152 ist ein Vorsprungabschnitt, der dem Vorsprungabschnitt 55B der vorstehenden Ausführungsform ähnlich ist. Das heißt, der Vorsprungabschnitt 152 ist ein ringförmiger Vorsprungabschnitt, der so vorgesehen ist, dass ein ringförmiger Nutabschnitt zwischen dem Vorsprungabschnitt 152 und der Innenfläche 4a an einer Stelle nahe der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4A gebildet wird. Ein Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 152 ist unterhalb des Endabschnitts 12b des Isolierventils 12 positioniert. Der Neigungsabschnitt 153 ist ein Teil, der den Begrenzungsabschnitt B und den Vorsprungabschnitt 152 miteinander verbindet. Der Neigungsabschnitt 153 ist eine geneigte Fläche, die so geneigt ist, dass sie von der Röhrenachse AX getrennt ist, während sie entlang der Röhrenachse AX zur Seite der Röntgenröhre 3 (in 5 nach oben) verläuft. Selbst auf der zuvor beschriebenen obere Fläche 151a ist die Kriechstrecke aufgrund des Vorsprungabschnitts 152 und des Neigungsabschnitts 153 im Vergleich zu dem Fall verlängert, bei dem die obere Fläche eine ebene Fläche ist (z.B. eine Ebene, die durch den Begrenzungsabschnitt B und senkrecht zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) verläuft). Darüber hinaus ist ähnlich wie bei der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform jedes Teil auf der oberen Fläche 151a unterhalb des Endabschnitts 12b (gedachte Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Daher kann, ähnlich wie bei dem Isolierblock 51 mit der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 auch durch den Isolierblock 151 mit der oberen Fläche 151a abgeschwächt werden, während die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks 151 gedrosselt wird.
Eine obere Fläche 251a des in (B) von 5 gezeigten Isolierblocks 251 ist so geformt, dass sie aufgrund eines Vorsprungabschnitts 252 und eines Neigungsabschnitts 253 eine sich umgekehrt verjüngende Form aufweist (eine Form, die nach unten geneigt ist, während sie von der Innenseite zur Außenseite verläuft). Der Vorsprungabschnitt 252 ist ein Vorsprungabschnitt, der dem Vorsprungabschnitt 55A der vorstehenden Ausführungsform ähnlich ist. Das heißt, der Vorsprungabschnitt 252 ist ein ringförmiger Vorsprungabschnitt, der so vorgesehen ist, dass die Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 in der Nähe der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 umgeben ist. Ein Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 252 ist unterhalb des Endabschnitts 12b (imaginäre Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Der Neigungsabschnitt 253 ist ein Teil, der den Vorsprungabschnitt 252 und den Oberflächenrandabschnitt 51a miteinander verbindet. Der Neigungsabschnitt 253 ist eine geneigte Fläche, die zur Röhrenachse AX hin geneigt ist, während sie zur Seite der Röntgenröhre 3 (in 5 nach oben) entlang der Röhrenachse AX verläuft. Selbst auf der zuvor beschriebenen obere Fläche 251a ist die Kriechstrecke aufgrund des Vorsprungabschnitts 252 und des Neigungsabschnitts 253 im Vergleich zu dem Fall, bei dem die obere Fläche eine ebene Fläche ist, verlängert. Darüber hinaus ist, ähnlich wie bei der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, jedes Teil auf der oberen Fläche 251a unterhalb des Endabschnitts 12b (gedachte Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Daher kann, ähnlich wie bei dem Isolierblock 51 mit der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 auch durch den Isolierblock 251 mit der oberen Fläche 251a abgeschwächt werden, während die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks 251 gedrosselt wird. Darüber hinaus ist der Effekt der Drosselung der Entladung im Begrenzungsabschnitt B extrem hoch. Außerdem gelangen Fremdsubstanzen o.ä. aufgrund der geneigten Oberfläche leicht auf eine Seite des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4, die das Erdpotential (0 V) aufweist. Aus diesem Grund ist eine Entladung durch Fremdsubstanzen o.ä. unwahrscheinlich, und Fremdsubstanzen können auch leicht entfernt werden.
Eine obere Fläche 351a des in (C) von 5 gezeigten Isolierblocks 351 ist so geformt, dass sie aufgrund einer Vielzahl von ringförmigen Vorsprungabschnitten 352, die regelmäßig von der Innenseite zur Außenseite hin angeordnet sind, eine Wellenform aufweist. Jeder der Vorsprungabschnitte 352 ist in einer konzentrischen Kreisform vorgesehen, die in Z-Richtung gesehen auf der Röhrenachse AX zentriert ist. Der mit dem Begrenzungsabschnitt B verbundene Vorsprung 352 (Vorsprung 352 auf der innersten Seite) ist so vorgesehen, dass der Begrenzungsabschnitt B umgeben ist. Ein Scheitelabschnitt jedes der Vorsprungabschnitte 352 ist unterhalb des Endabschnitts 12b (gedachte Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Selbst auf der zuvor beschriebenen oberen Fläche 351a ist die Kriechstrecke aufgrund der Vielzahl der Vorsprungabschnitte352 im Vergleich zu dem Fall, bei dem die obere Fläche eine ebene Fläche ist, noch mehr verlängert. Darüber hinaus ist, ähnlich wie bei der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, jedes Teil auf der oberen Fläche 351a unterhalb des Endabschnitts 12b (gedachte Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Daher kann, ähnlich wie bei dem Isolierblock 51 mit der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 auch durch den Isolierblock 351 mit der oberen Fläche 351a abgeschwächt werden, während die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks 351 gedrosselt wird.
Eine obere Fläche 451a des in (D) von 5 gezeigten Isolierblocks 451 ist durch einen zylindrischen Vorsprungabschnitts 452, der die Hochspannungsversorgungseinheit 54 umgibt, stufenförmig ausgebildet. Der Vorsprungabschnitt 452 ragt in Bezug auf eine Ebene (XY-Ebene) heraus, die durch den Begrenzungsabschnitt B verläuft und orthogonal zur Röhrenachsenrichtung (Z-Richtung) ist. Dementsprechend ist ein ringförmiger Nutabschnitt 453 zwischen dem Vorsprungabschnitt 452 und der Hochspannungs-Stromversorgungseinheit 54 vorgesehen, und ein ringförmiger Nutabschnitt 454 ist zwischen dem Vorsprungabschnitt 452 und der Innenfläche 4a des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts 4A vorgesehen. Ein Scheitelabschnitt des Vorsprungabschnitts 452 ist unterhalb des Endabschnitts 12b (imaginäre Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Selbst auf der zuvor beschriebenen obere Fläche 451a ist die Kriechstrecke aufgrund des Vorsprungabschnitts 452 im Vergleich zu dem Fall, bei dem die obere Fläche eine ebene Fläche ist, verlängert. Insbesondere ist die Kriechstrecke um die Länge der Seitenfläche des Vorsprungabschnitts 452 (die Innenfläche zur Bildung des Nutabschnitts 453 und die Außenfläche zur Bildung eines Nutabschnitts 454) länger als die auf einer ebenen Fläche. Darüber hinaus ist, ähnlich wie bei der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, jedes Teil auf der oberen Fläche 451a unterhalb des Endabschnitts 12b (gedachte Ebene P) des Isolierventils 12 angeordnet. Daher kann, ähnlich wie bei dem Isolierblock 51 mit der oberen Fläche 51e der vorstehenden Ausführungsform, die Verschlechterung der Kühleffizienz der Röntgenröhre 3 auch durch den Isolierblock 451 mit der Oberfläche 451a gebremst werden, während die Kriechentladung an der Oberfläche des Isolierblocks 451 gebremst wird. Darüber hinaus kann der Vorsprungabschnitt leicht geformt werden.
Darüber hinaus ist die Form einer oberen Fläche eines Isolierblocks nicht auf die zuvor beschriebenen besonderen Oberflächenformen (Oberflächen 51e, 151a, 251a, 351a und 451a) beschränkt und kann eine Form sein, bei der die Formen der zuvor beschriebenen Oberflächen beliebig kombiniert werden.
Darüber hinaus ist die Röntgenröhre 3 der vorstehenden Ausführungsform eine Reflexionsröntgenröhre, die Röntgenstrahlen in einer Richtung ausstrahlt, die sich von der Elektroneneinfallsrichtung in Bezug auf ein Ziel unterscheidet, aber sie kann auch eine Transmissionsröntgenröhre sein, die Röntgenstrahlen in der Elektroneneinfallsrichtung in Bezug auf ein Ziel ausstrahlt (bei der in einem Ziel erzeugte Röntgenstrahlen durch das Ziel selbst durchgelassen und durch ein Röntgenemissionsfenster ausgestrahlt werden). Darüber hinaus ist in der Röntgenröhre 3 der vorstehenden Ausführungsform das Röntgenemissionsfenster 33a oberhalb des Ziels T ausgebildet, und die Elektronenkanone 11 ist an einer lateralen Seite des Ziels T angeordnet, wobei jedoch ein Verfahren zum Herausziehen von Röntgenstrahlen ein sogenanntes Seitenfensterverfahren sein kann (d.h. ein Verfahren, bei dem ein Röntgenemissionsfenster an einer lateralen Seite des Ziels T vorgesehen ist). Konkret kann eine Elektronenkanone, die Elektronen in Richtung der Röhrenachse auf das Ziel T emittiert, an einer Stelle angeordnet werden, an der das Röntgenemissionsfenster 33a vorgesehen ist (d.h. oberhalb des Ziels T), und ein Röntgenemissionsfenster kann an einer Stelle angeordnet werden, an der die Elektronenkanone 11 vorgesehen ist (d.h. auf einer lateralen Seite des Ziels T).
Bezugszeichenliste

1: Röntgengenerator
3: Röntgenröhre
4: Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt
4a: Innenfläche
5: Stromversorgungseinheit
12: Isolierventil (Ventilabschnitt)
45: Isolieröl (Isolierflüssigkeit)
60b: Basisendabschnitt (Hochspannungsanlegeabschnitt)
51, 151, 251, 351, 451: Isolierblock
51e, 151a, 251a, 351a, 451a: obere Fläche (Oberfläche)
52: Innensubstrat (Hochspannungserzeugungsschaltung)
54: Hochspannungs-Stromversorgungseinheit (Netzabschnitt)
55: Vorsprungabschnitt
55A: Vorsprung (erster Vorsprungabschnitt)
55B: Vorsprung (zweiter Vorsprungabschnitt)
56: Nutabschnitt
57: Aussparungsabschnitt
58: Neigungsabschnitt
AX: Röhrenachse
B, B2: Begrenzungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4231288 [0003]
JP 4889979 [0003]

Claims

Röntgengenerator, umfassend: eine Röntgenröhre mit einem Ventilabschnitt und einem Hochspannungsanlegeabschnitt, der in dem Ventilabschnitt vorstehend vorgesehen ist; einen Röntgenröhrenaufnahmeabschnitt, der den Ventilabschnitt so aufnimmt, dass zumindest der Ventilabschnitt in einer Röhrenachsenrichtung entlang einer Röhrenachse der Röntgenröhre umgeben ist; und eine Stromversorgungseinheit mit einer Hochspannungserzeugungsschaltung, die eine Spannung an die Röntgenröhre anlegt, die in einem festen Isolierblock aus einem Isoliermaterial eingeschlossen ist, wobei eine Isolierflüssigkeit in einem Raum eingeschlossen ist, der durch eine der Röntgenröhre zugewandte Fläche des Isolierblocks und eine Innenfläche des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts definiert ist, wobei eine leitende Stromversorgungseinheit, die elektrisch mit dem Hochspannungsanlegeabschnitt verbunden ist, auf der Oberfläche des Isolierblocks angeordnet ist, wobei mindestens ein Vorsprungabschnitt auf der Oberfläche des Isolierblocks vorgesehen ist, der auf der Seite des Ventilabschnitts über einen Begrenzungsabschnitt hinaus vorsteht, an dem in Richtung der Röhrenachse gesehen die Stromversorgungseinheit, die Oberfläche des Isolierblocks und die Isolierflüssigkeit aufeinandertreffen und die Stromversorgungseinheit umgeben, und wobei ein Scheitelabschnitt des mindestens einen Vorsprungabschnitts von einer imaginären Ebene getrennt ist, die einen Endabschnitt des Ventilabschnitts auf der Oberflächenseite einschließt und sich in einer Richtung orthogonal zur Röhrenachse erstreckt.
Röntgengenerator gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Isolierblocks eine sich kontinuierlich verändernde Oberflächenform aufweist.
Röntgengenerator gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Vorsprungabschnitt einen ersten Vorsprungabschnitt mit einer Ringform aufweist, der die Stromversorgungseinheit in der Nähe der Stromversorgungseinheit umgibt.
Röntgengenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Vorsprungabschnitt einen zweiten Vorsprungabschnitt mit einer Ringform aufweist, der einen Nutabschnitt zwischen dem zweiten Vorsprungabschnitt und der Innenfläche des Röntgenröhrenaufnahmeabschnitts bildet.
Röntgengenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Aussparungsabschnitt mit einer Ringform, der die Stromversorgungseinheit umgibt, und ein Neigungsabschnitt, der mit dem Aussparungsabschnitt verbunden ist und zu dem Aussparungsabschnitt hin geneigt ist, während er von der imaginären Ebene in Richtung der Röhrenachse getrennt ist, auf der Oberfläche des Isolierblocks vorgesehen sind.