JP2002175899A - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線管球と高電圧発生回路基板を絶縁油が充
填された１つの封入容器内に収容したＸ線発生装置にお
いて、封入容器内の熱を速やかに外部に放出することが
でき、もって封入容器内の温度上昇を抑制して長寿命・
高信頼性を実現することのできるＸ線発生装置を提供す
る。 【解決手段】 内部に絶縁油３並びにＸ線管球１および
高電圧発生回路２が収容され、かつ、外面に放熱フィン
５等の放熱手段が設けられた封入容器１の内面に、放熱
手段５と対応させて伝熱フィン８を設け、この伝熱フィ
ン８によって絶縁油３の熱を速やかに封入容器４の壁体
４ｂおよび放熱手段に伝達できるように構成することに
より、絶縁油３の温度上昇を有効に抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線発生装置に関
し、更に詳しくは、医用や産業用のＸ線発生装置のう
ち、小型化の要求に基づいてＸ線管球およびそれに高電
圧を供給する高電圧発生回路を、絶縁油が充填された封
入容器内に収容したタイプのＸ線発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線発生装置は、一般に、真空ガラス管
内に封入されたアノード（陽極）とカソード（陰極）間
に高電圧を印加することによってカソードからの熱電子
をアノードに衝突させ、その制動放射によりＸ線を発生
させる。

【０００３】この種のＸ線発生装置において、特に歯科
用や、医用のうちの外科用、および産業用のＸ線発生装
置では、小型化の必要性から、図５に内部構造を示す正
面断面図を、図６にはそのＡ−Ａ断面図をそれぞれ模式
的に示すように、Ｘ線管球５１と高電圧発生回路基板５
２とが、絶縁油５３を充填した一つの封入容器５４内に
収容される。

【０００４】高電圧発生回路基板５２は、封入容器５４
に設けられた入力端子５８を介して外部電源に接続さ
れ、多段のダイオードとコンデンサを主体とするコック
ロフト回路により、電源電圧を昇圧して３万〜２０万Ｖ
の高電圧を発生し、Ｘ線管球５１のアノード５１ａとカ
ソード５１ｂ間に印加する。この高電圧の印加により、
カソード５１ｂからの熱電子がアノード５１ａに衝突
し、制動放射によってＸ線が発生する。

【０００５】この動作においてＸ線管球５１が発熱（主
としてアノード５１ａで発熱）するが、その熱はＸ線管
球５１から直接的に、あるいはＸ線管球５１に設けられ
た冷却フィン５１ｃを介して絶縁油５３に伝わり、次い
で封入容器５４の壁体を介して当該封入容器５４の壁体
外周面に設けられた放熱フィン５５に伝達され、封入容
器５４の外方に設けられている外囲器５６に配置された
ファン５７の駆動によって外部に放熱されるようになっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来のＸ線発生装置においては、封入容器５４内に充
填された熱媒体である絶縁油５３は、この封入容器５４
内において自然対流によって流れるだけであり、従って
その流れは極めて緩いものである。そのため、放熱フィ
ン５５およびファン５７を設けているにも係わらず、期
待されるほどの放熱効果が得られず、Ｘ線管球５１の発
熱により相当の温度上昇が生じる。その結果、場合によ
っては高電圧発生回路基板５２に搭載されている電子部
品が破壊されたり、あるいは寿命が低下するなど、信頼
性の点で問題があった。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、Ｘ線管球で発生した熱を絶縁油を介して速やか
に封入容器に伝達することができ、これによって封入容
器に設けられた放熱手段を介してその熱を速やかに外部
に放熱することができ、もって封入容器内の温度上昇を
抑制して長寿命・高信頼性を実現することのできるＸ線
発生装置の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のＸ線発生装置は、高電圧の印加によりＸ線
を発生するＸ線管球と、そのＸ線管球に印加すべき高電
圧を発生する高電圧発生回路とが、絶縁油が充填された
封入容器内に収容されているとともに、その封入容器の
壁体の外面の少なくとも一部に放熱手段を備えたＸ線発
生装置において、上記封入容器の壁体の内面に、上記放
熱手段に対応させて伝熱フィンが設けられていることに
よって特徴づけられる（請求項１）。

【０００９】ここで、本発明においては、上記伝熱フィ
ンを、封入容器の壁体内面に対して、例えば隙間部分に
半田を流し込む等、金属接合により一体化した構成（請
求項２）を採用することが望ましい。

【００１０】また、本発明においては、上記放熱手段お
よび伝熱フィンを、封入容器の上部壁体に設けた構成
（請求項３）を採用することが好ましい。

【００１１】本発明は、封入容器内に充填されている熱
媒体である絶縁油に伝達された熱を、外面に放熱フィン
等の放熱手段が設けられている封入容器の壁体に対して
効率的に伝達することで、所期の目的を達成しようとす
るものであって、封入容器の壁体の内面に伝熱フィンを
設けることにより、Ｘ線管球で発生して絶縁油に伝達さ
れた熱は、絶縁油内に突出する伝熱フィンを介して封入
容器の壁体に速やかに伝達され、この封入容器の壁体外
面に設けられた放熱フィン等の放熱手段によって効率的
に外部に放出される。その結果、絶縁油の熱の封入容器
壁体に対する伝導を、当該絶縁油と封入容器壁体との接
触、並びに絶縁油の対流に頼っていた従来のこの種のＸ
線発生装置に比して、その伝達効率を大幅に向上させる
ことができる。

【００１２】また、請求項２に係る発明のように、封入
容器の壁体に対して伝熱フィンを金属接合により実質的
に一体化すること、つまり伝熱フィンと封入容器の壁体
とを面状に隙間なく密着させることにより、絶縁油から
伝熱フィンに伝達された熱の封入容器壁体に対する伝導
が良好に行われる。

【００１３】そして、請求項３に係る発明のように、封
入容器に対する伝熱フィンおよび放熱手段の取り付け部
位を、封入容器の上部壁体とすることによって、対流に
より封入容器内の上部に流れてくる比較的高温の絶縁油
の熱が伝熱フィンに伝達され、封入容器の上部壁体を介
して放熱手段により外部に放熱されるため、その放熱効
率が高く、また、容器内上部において熱を奪われた絶縁
油が下方に流れるために、封入容器内の絶縁油の対流を
促進するという効果も生じる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１および図２は本発明
の実施の形態の説明図で、図１は内部構造を表すべく封
入容器４並びに外囲器６の手前側の壁体部分を切断して
示す正面図で、図２はそのＡ−Ａ断面図である。

【００１５】Ｘ線管球１およびその電源回路部を構成す
る高電圧発生回路基板２は、絶縁油３が充填された封入
容器４内に収容されている。このＸ線管球１および高電
圧発生回路基板２は、図５，図６に示した従来のものと
同等であって、高電圧発生回路基板２はコックロフト回
路を主体とし、封入容器４に設けられた入力端子４ａを
介して外部電源に接続され、その電源電圧を昇圧して３
〜２０万Ｖの高電圧を発生してＸ線管球１のアノード１
ａとカソード１ｂ間に印加する。この高電圧の印加によ
りカソード１ｂからの熱電子が発生してアノード１ａに
衝突し、制動放射によりＸ線が発生する。このＸ線管球
１で発生したＸ線は、封入容器４の底面に設けられてい
るＸ線放射口４ｃを介して外部に放射される。なお、Ｘ
線管球１のアノード１ａ側の端面には、従来のものと同
様の冷却フィン１ｃが取り付けられている。

【００１６】さて、この例において封入容器４は黄銅製
であり、その上部壁体４ｂの外面にはアルミニウム製の
複数の放熱フィン５が設けられているとともに、その各
放熱フィン５の外側はトンネル状の外囲器６に囲まれて
いる。そして、この外囲器６の一端側には冷却ファン７
が取り付けられているとともに、他端側は開放されてい
る。

【００１７】また、封入容器４の上部壁体４ｂの内面に
は、放熱フィン５に対応して伝熱フィン８が複数列にわ
たって取り付けられている。この各列の伝熱フィン８
は、例えば黄銅製もしくは銅製であり、図３に図２の要
部拡大図を示すように、それぞれ２つの櫛状部材８１，
８２からなっている。これらの各櫛状部材８１，８２
は、互いに略同等の形状をしており、図４（Ａ）に一部
を省略した正面図を、同図（Ｂ）にはその底面図を、同
図（Ｃ）に右側面図を示すように、それぞれ平面状の基
部８１ａ，８２ａの一側面から当該基部８１ａ，８２ａ
の面に直交する向きに多数のフィン８１ｂ，８２ｂが突
出し、かつ、その各フィン８１ｂ，８２ｂの先端が自己
の中心軸の向きに折れ曲がっている。封入容器４の上部
壁体４ｂの内面に対しては、部材８１，８２の各基部８
１ａ，８２ａを重ね合わせた状態で、かつ、各フィン８
１ｂと８２ｂの折れ曲がった先端どうしが突き合わされ
た状態でねじ止めされている。これにより、互いに対向
するフィン８１ａと８２ｂが角ループを形成している。
また、上部壁体４ｂと櫛状部材８１の基部８１ａ、およ
び、櫛状部材８１と８２の基部８１ａと８２ａどうしが
相互に隙間なく密着するように、これらの間に半田が流
し込まれて金属接合されている。

【００１８】以上の実施の形態において、Ｘ線管球１を
駆動することによって発生する熱は、Ｘ線管球１から直
接に、あるいは冷却フィン１ｃを介して絶縁油３に伝わ
る。これによってＸ線管球１の近傍の絶縁油３が加熱さ
れ、対流によって封入容器４内で上方に向かうととも
に、絶縁油３の全体の温度が次第に上昇していく。この
とき、絶縁油３の熱は、封入容器４の上部壁体４ｂの内
面に設けられて、大きな接触面積のもとに絶縁油３内に
浸っている各伝熱フィン８に伝わり、上部壁体４ｂを介
してその外面に設けられている放熱フィン５に伝達され
る。そして、冷却ファン７を回転させることにより、そ
の放熱フィン５に伝わった熱が外部に放出される。

【００１９】また、封入容器４内の上方において放熱フ
ィン５により熱を奪われて相対的に冷えた絶縁油３は、
対流により容器４の下方へと移動し、Ｘ線管球１の周囲
へと戻り、絶縁油３の自然対流が促進され、全体として
の放熱効果がより一層大きなものとなる。

【００２０】ここで、本発明においては、封入容器４の
壁体内面に装着されて絶縁油３内に浸漬される伝熱フィ
ン８の形状については特に限定されるものではなく、上
記のように矩形のループ状のものを多数並列に並べたも
ののほか、馬蹄形のループ状のものを多数並列に並べた
構造、更には、直径１ｍｍ程度の銅線を螺旋状に巻回し
て壁体に対して溶接等によって接合した構造のものなど
を用いることができ、要は絶縁油３に対する接触面積が
大きく、加えて封入容器４の壁体４に対する接触面積が
大きければ、任意の形状・構造のものを用いることがで
きる。

【００２１】また、以上の実施の形態では、放熱フィン
５および伝熱フィン８を封入容器４の上部壁体４ｂの内
外面に設けた例を示したが、上部壁体４ａのほか、側壁
にも同様の放熱フィン５および伝熱フィン８を固着して
もよい。その場合、その側壁の放熱フィンにも冷却ファ
ンによる送風が当たるようにすることが望ましい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｘ線管
球および高電圧発生回路基板を、絶縁油が充填され、か
つ、外面に放熱フィン等の放熱手段を備えた封入容器内
に収容したＸ線発生装置において、封入容器の内面に、
放熱手段に対応させて伝熱フィンを設け、この伝熱フィ
ンを介して絶縁油の熱を速やかに封入容器壁体並びに放
熱フィン等の放熱手段に伝達するので、Ｘ線管球の駆動
によって発生して絶縁油に伝達された熱が速やかに外部
に放熱され、封入容器内の温度の上昇を有効に抑制する
ことができる。その結果、従来のこの種のＸ線発生装置
に比して、高電圧発生回路の素子の破壊等を防止し、長
寿命で高い信頼性を備えたＸ線発生装置が得られる。

【００２３】また、請求項２に係る発明のように、伝熱
フィンを封入容器の内壁面に対して半田等によって金属
接合すると、伝熱フィンと封入容器壁体との伝熱がより
向上し、全体としての放熱効果が向上する。

【００２４】更に、請求項３に係る発明のように、放熱
フィン等の放熱手段および伝熱フィンを、封入容器の上
部壁体の外面および内面に設けると、封入容器内におけ
る対流により容器上方に移動した比較的高い温度の絶縁
油の熱を伝熱フィンを介して放熱手段に伝えることがで
き、効率的な熱放出が可能となると同時に、封入容器内
部の絶縁油の対流を促進してＸ線管球の熱を有効に奪う
ことができるという効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明図で、封入容器４の
内部構造を表すべく当該封入容器４並びに外囲器６の手
前側の壁体部分を切断して示す正面断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】本発明の実施の形態における伝熱フィン８を構
成する櫛状部材８１，８２の説明図で、（Ａ）は一部を
省略した正面図、（Ｂ）はその底面図、（Ｃ）は右側面
図である。

【図５】Ｘ線管球および高電圧発生回路基板を絶縁油が
充填された封入容器内に収容した従来のＸ線発生装置の
内部構造を表す正面断面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線管球 １ａ アノード １ｂ カソード １ｃ 冷却フィン ２ 高電圧発生回路基板 ３ 絶縁油 ４ 封入容器 ４ａ 入力端子 ４ｂ 上部壁体 ４ｃ Ｘ線放射口 ５ 放熱フィン ６ 外囲器 ７ 冷却ファン ８ 伝熱フィン ８１，８２ 櫛状部材 ８１ａ，８２ａ 基部 ８１ｂ，８２ｂ フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 敬一郎 横浜市港北区新横浜１−19−８ 株式会社 ジョブ内 Ｆターム(参考） 4C092 AB19 AC01 AC08 BD02 BD17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧の印加によりＸ線を発生するＸ線
   管球と、そのＸ線管球に印可すべき高電圧を発生する高
   電圧発生回路とが、絶縁油が充填された封入容器内に収
   容されているとともに、その封入容器の壁体の外面の少
   なくとも一部に放熱手段を備えたＸ線発生装置におい
   て、 上記封入容器の壁体の内面に、上記放熱手段に対応させ
   て伝熱フィンが設けられていることを特徴とするＸ線発
   生装置。
2. 【請求項２】 上記伝熱フィンが、封入容器の壁体内面
   に対して金属接合により一体化されていることを特徴と
   する請求項１に記載のＸ線発生装置。
3. 【請求項３】 上記放熱手段および伝熱フィンが、封入
   容器の上部壁体に設けられていることを特徴とする請求
   項１または２に記載のＸ線発生装置。