JP2002216683A - 回転陽極型ｘ線管装置 - Google Patents
回転陽極型ｘ線管装置Info
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- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/002—Cooling of bearings of fluid bearings
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- H01J35/107—Cooling of the bearing assemblies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハウジング内を流れる冷却媒体の流量を低下
させることなく、軸受部分の発熱を効率よく冷却できる
回転陽極型Ｘ線管装置を提供すること。 【解決手段】 ハウジング１１と、ハウジング１１内に
収納された回転陽極型Ｘ線管１２と、ハウジング１１内
の冷却媒体を冷却するクーラ装置１３とを具備した回転
陽極型Ｘ線管装置において、陽極ターゲット１７を支持
する回転機構１８の固定体２２に冷却媒体が通る冷却用
空間２３を設け、かつ、クーラ装置１３から導入する冷
媒媒体の流れを複数方向に分岐し、分岐したその１つの
流れを固定体２２の冷却用空間２３に導く分岐部１４を
設けている。
させることなく、軸受部分の発熱を効率よく冷却できる
回転陽極型Ｘ線管装置を提供すること。 【解決手段】 ハウジング１１と、ハウジング１１内に
収納された回転陽極型Ｘ線管１２と、ハウジング１１内
の冷却媒体を冷却するクーラ装置１３とを具備した回転
陽極型Ｘ線管装置において、陽極ターゲット１７を支持
する回転機構１８の固定体２２に冷却媒体が通る冷却用
空間２３を設け、かつ、クーラ装置１３から導入する冷
媒媒体の流れを複数方向に分岐し、分岐したその１つの
流れを固定体２２の冷却用空間２３に導く分岐部１４を
設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ハウジング内に
収納された回転陽極型Ｘ線管の冷却効率を向上させた回
転陽極型Ｘ線管装置に関する。
収納された回転陽極型Ｘ線管の冷却効率を向上させた回
転陽極型Ｘ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線を放出す
る回転陽極型Ｘ線管を組み込んだ装置で、回転陽極型Ｘ
線管は、電子ビームを発生する陰極およびＸ線を放出す
る陽極ターゲット、陽極ターゲットを回転可能に支持す
る回転機構、これらを収納する真空外囲器などから構成
されている。
る回転陽極型Ｘ線管を組み込んだ装置で、回転陽極型Ｘ
線管は、電子ビームを発生する陰極およびＸ線を放出す
る陽極ターゲット、陽極ターゲットを回転可能に支持す
る回転機構、これらを収納する真空外囲器などから構成
されている。
【０００３】ここで、従来の回転陽極型Ｘ線管装置につ
いて図４を参照して説明する。符号４１はハウジング
で、ハウジング４１内に回転陽極型Ｘ線管４２が収納さ
れている。ハウジング４１と回転陽極型Ｘ線管４２の隙
間は、回転陽極型Ｘ線管４２が発生する熱を冷却する冷
却媒体たとえば絶縁油が満たされている。
いて図４を参照して説明する。符号４１はハウジング
で、ハウジング４１内に回転陽極型Ｘ線管４２が収納さ
れている。ハウジング４１と回転陽極型Ｘ線管４２の隙
間は、回転陽極型Ｘ線管４２が発生する熱を冷却する冷
却媒体たとえば絶縁油が満たされている。
【０００４】回転陽極型Ｘ線管４２を構成する真空外囲
器４３内に、電子ビームを発生する陰極４４およびＸ線
を放出する陽極ターゲット４５、陽極ターゲット４５を
回転可能に支持する回転機構４６などが配置されてい
る。回転機構４６は、陽極ターゲット４５と連結した回
転体４７およびこの回転体４７との間に動圧式すべり軸
受が設けられた固定体４８などから構成されている。
器４３内に、電子ビームを発生する陰極４４およびＸ線
を放出する陽極ターゲット４５、陽極ターゲット４５を
回転可能に支持する回転機構４６などが配置されてい
る。回転機構４６は、陽極ターゲット４５と連結した回
転体４７およびこの回転体４７との間に動圧式すべり軸
受が設けられた固定体４８などから構成されている。
【０００５】動圧式すべり軸受は、たとえば固定体４８
の表面にヘリボーンパターンのらせん溝を形成し、この
らせん溝などの部分にガリウムまたはガリウム合金など
の金属潤滑剤が供給される。また、真空外囲器４３を囲
んで回転磁界を発生するステータ４９が配置されてい
る。
の表面にヘリボーンパターンのらせん溝を形成し、この
らせん溝などの部分にガリウムまたはガリウム合金など
の金属潤滑剤が供給される。また、真空外囲器４３を囲
んで回転磁界を発生するステータ４９が配置されてい
る。
【０００６】ハウジング４１の外部にクーラ装置５０が
設けられている。クーラ装置５０は熱交換器やポンプユ
ニットなどから構成され、ハウジング４１とクーラ装置
５０間は、ハウジング４１からクーラ装置５０側に絶縁
油を送り出す冷媒通路たとえば導出パイプＰｏ、およ
び、クーラ装置５０からハウジング４１側に絶縁油を送
り込む冷媒通路たとえば導入パイプＰｉで連結されてい
る。
設けられている。クーラ装置５０は熱交換器やポンプユ
ニットなどから構成され、ハウジング４１とクーラ装置
５０間は、ハウジング４１からクーラ装置５０側に絶縁
油を送り出す冷媒通路たとえば導出パイプＰｏ、およ
び、クーラ装置５０からハウジング４１側に絶縁油を送
り込む冷媒通路たとえば導入パイプＰｉで連結されてい
る。
【０００７】この構成により、回転陽極型Ｘ線管４２な
どが発生した熱を冷却した絶縁油がハウジング４１から
導出パイプＰｏを経てクーラ装置５０に流れてくる。ま
た、クーラ装置５０で冷却された絶縁油がクーラ装置５
０から導入パイプＰｉを経てハウジング４１に流れ、矢
印Ｙで示すような絶縁油の循環路が形成される。
どが発生した熱を冷却した絶縁油がハウジング４１から
導出パイプＰｏを経てクーラ装置５０に流れてくる。ま
た、クーラ装置５０で冷却された絶縁油がクーラ装置５
０から導入パイプＰｉを経てハウジング４１に流れ、矢
印Ｙで示すような絶縁油の循環路が形成される。
【０００８】上記した構成において、動作状態に入る場
合、ステータ４９が発生する回転磁界で回転機構４６の
回転体４７が回転し、陽極ターゲット４５が回転する。
この状態で、陰極４４が発生した電子ビームが陰極４４
と陽極ターゲット４５間の高電圧で加速され、陽極ター
ゲット４５に衝突し、陽極ターゲット４５からＸ線が放
出する。Ｘ線は真空外囲器４３に設けられた放射窓Ｗ１
およびハウジング４１に設けられた放射窓Ｗ２を通して
外部に取り出される。
合、ステータ４９が発生する回転磁界で回転機構４６の
回転体４７が回転し、陽極ターゲット４５が回転する。
この状態で、陰極４４が発生した電子ビームが陰極４４
と陽極ターゲット４５間の高電圧で加速され、陽極ター
ゲット４５に衝突し、陽極ターゲット４５からＸ線が放
出する。Ｘ線は真空外囲器４３に設けられた放射窓Ｗ１
およびハウジング４１に設けられた放射窓Ｗ２を通して
外部に取り出される。
【０００９】動作時、陽極ターゲット４５およびステー
タ４９、回転体４７と固定体４８間に形成された動圧式
すべり軸受などから熱が発生する。これらの熱はハウジ
ング４１およびクーラ装置５０間を循環する絶縁油に伝
わり冷却される。
タ４９、回転体４７と固定体４８間に形成された動圧式
すべり軸受などから熱が発生する。これらの熱はハウジ
ング４１およびクーラ装置５０間を循環する絶縁油に伝
わり冷却される。
【００１０】ところで、動圧式すべり軸受は、回転時の
騒音や振動が少なく、固定部分の接触がないため、磨耗
が少なく長寿命という利点がある。しかし、回転時に発
生するせん断エネルギーによって液体金属潤滑剤が発熱
し、軸受部分の温度が上昇する。温度の上昇で、液体金
属潤滑剤と軸受材料の拡散反応が促進し、安定した回転
を維持できない場合がある。そのため、回転機構を構成
する固定体の内部に絶縁油が流れる冷却用空間を設け、
軸受部分を冷却する方法が採用されている。
騒音や振動が少なく、固定部分の接触がないため、磨耗
が少なく長寿命という利点がある。しかし、回転時に発
生するせん断エネルギーによって液体金属潤滑剤が発熱
し、軸受部分の温度が上昇する。温度の上昇で、液体金
属潤滑剤と軸受材料の拡散反応が促進し、安定した回転
を維持できない場合がある。そのため、回転機構を構成
する固定体の内部に絶縁油が流れる冷却用空間を設け、
軸受部分を冷却する方法が採用されている。
【００１１】ここで、軸受部分に冷却用空間を設けた従
来の回転陽極型Ｘ線管装置について図５を参照して説明
する。図５では、図４に対応する部分には同じ符号を付
し、重複する説明を一部省略する。
来の回転陽極型Ｘ線管装置について図５を参照して説明
する。図５では、図４に対応する部分には同じ符号を付
し、重複する説明を一部省略する。
【００１２】固定体４８の内部に軸方向に冷却用空間５
１が形成され、この冷却用空間５１の中にパイプ５２が
軸方向に配置されている。パイプ５２の図示下端５２ａ
は導入パイプＰｉに接続され、その図示上端５２ｂは冷
却用空間５１の図示上端の底面近くまで伸びている。
１が形成され、この冷却用空間５１の中にパイプ５２が
軸方向に配置されている。パイプ５２の図示下端５２ａ
は導入パイプＰｉに接続され、その図示上端５２ｂは冷
却用空間５１の図示上端の底面近くまで伸びている。
【００１３】上記した構成によれば、導入パイプＰｉか
ら導入された絶縁油がパイプ５１内を矢印Ｙ１で示すよ
うに図示上方に向って流れ、その上端５２ｂからパイプ
５１の外側に流れる。さらに、固定体４８の内壁に沿っ
て図示下方に流れ、矢印Ｙ２で示すようにハウジング４
１内の空間へと流れる絶縁油の循環路が形成され、この
循環路を流れる絶縁油によって軸受部分の熱が冷却され
る。
ら導入された絶縁油がパイプ５１内を矢印Ｙ１で示すよ
うに図示上方に向って流れ、その上端５２ｂからパイプ
５１の外側に流れる。さらに、固定体４８の内壁に沿っ
て図示下方に流れ、矢印Ｙ２で示すようにハウジング４
１内の空間へと流れる絶縁油の循環路が形成され、この
循環路を流れる絶縁油によって軸受部分の熱が冷却され
る。
【００１４】冷却用空間５１からハウジング４１内の空
間に流れ出た絶縁油は、その後、ステータ４９や真空外
囲器４３などの熱を冷却し、導出パイプＰｏからクーラ
装置５０へと循環する。
間に流れ出た絶縁油は、その後、ステータ４９や真空外
囲器４３などの熱を冷却し、導出パイプＰｏからクーラ
装置５０へと循環する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転陽極型Ｘ線
管装置は、軸受部分などで発生した熱を冷却するため
に、陽極ターゲットを支持する回転機構の固定体内部に
冷却用空間が設けられている。この場合、機械的強度な
どとの兼ね合いから冷却用空間の内径をあまり大きくで
きない。内径が小さいと、冷却用空間で圧力損失が発生
し、装置全体を循環する冷却媒体の流量が低下する。ま
た、冷却媒体の流量低下は、ステータや真空外囲器など
その他の部分に対する冷却率を低下させる。
管装置は、軸受部分などで発生した熱を冷却するため
に、陽極ターゲットを支持する回転機構の固定体内部に
冷却用空間が設けられている。この場合、機械的強度な
どとの兼ね合いから冷却用空間の内径をあまり大きくで
きない。内径が小さいと、冷却用空間で圧力損失が発生
し、装置全体を循環する冷却媒体の流量が低下する。ま
た、冷却媒体の流量低下は、ステータや真空外囲器など
その他の部分に対する冷却率を低下させる。
【００１６】そこで、冷却率を高めるために、クーラ装
置のポンプ能力を高くする方法がある。ポンプ能力を上
げると、装置全体が大型化しコストが上昇する。また、
軸受部分に対する冷却能力が必要以上に大きくなり、軸
受面や液体金属潤滑剤を過度に冷却する場合がある。こ
の場合、液体金属潤滑剤の粘性が高まり、必要とする陽
極回転数における回転トルクが大きくなる。
置のポンプ能力を高くする方法がある。ポンプ能力を上
げると、装置全体が大型化しコストが上昇する。また、
軸受部分に対する冷却能力が必要以上に大きくなり、軸
受面や液体金属潤滑剤を過度に冷却する場合がある。こ
の場合、液体金属潤滑剤の粘性が高まり、必要とする陽
極回転数における回転トルクが大きくなる。
【００１７】本発明は、上記した欠点を解決し、ハウジ
ング内を流れる冷却媒体の流量を低下させることなく、
軸受部分の発熱を効率よく冷却できる回転陽極型Ｘ線管
装置を提供することを目的とする。
ング内を流れる冷却媒体の流量を低下させることなく、
軸受部分の発熱を効率よく冷却できる回転陽極型Ｘ線管
装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空外囲器内
に、陽極ターゲットが連結された回転体およびこの回転
体との間に動圧式すべり軸受が設けられ、冷却媒体が通
る冷却用空間が内部に形成された固定体を有する回転機
構を収納した回転陽極型Ｘ線管と、この回転陽極型Ｘ線
管を収納し内部に冷却媒体が満たされたハウジングと、
このハウジングから送り出される前記冷却媒体を冷却す
るクーラ装置と、冷却した前記冷却媒体を前記クーラ装
置から前記ハウジングに送り込む冷媒通路とを具備した
回転陽極型Ｘ線管装置において、前記冷媒通路を通して
前記クーラ装置から送り込まれる前記冷却媒体の流れを
複数方向の流れに分岐し、かつ、分岐した１つの流れを
前記固定体内の前記冷却用空間に導く分岐部を設けたこ
とを特徴としている。
に、陽極ターゲットが連結された回転体およびこの回転
体との間に動圧式すべり軸受が設けられ、冷却媒体が通
る冷却用空間が内部に形成された固定体を有する回転機
構を収納した回転陽極型Ｘ線管と、この回転陽極型Ｘ線
管を収納し内部に冷却媒体が満たされたハウジングと、
このハウジングから送り出される前記冷却媒体を冷却す
るクーラ装置と、冷却した前記冷却媒体を前記クーラ装
置から前記ハウジングに送り込む冷媒通路とを具備した
回転陽極型Ｘ線管装置において、前記冷媒通路を通して
前記クーラ装置から送り込まれる前記冷却媒体の流れを
複数方向の流れに分岐し、かつ、分岐した１つの流れを
前記固定体内の前記冷却用空間に導く分岐部を設けたこ
とを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１を
参照して説明する。符号１１はハウジングで、ハウジン
グ１１内に回転陽極型Ｘ線管１２が収納されている。ハ
ウジング１１と回転陽極型Ｘ線管１２の隙間には、冷却
媒体としてたとえば絶縁油が満たされている。
参照して説明する。符号１１はハウジングで、ハウジン
グ１１内に回転陽極型Ｘ線管１２が収納されている。ハ
ウジング１１と回転陽極型Ｘ線管１２の隙間には、冷却
媒体としてたとえば絶縁油が満たされている。
【００２０】ハウジング１１とは別にクーラ装置１３が
設けられている。クーラ装置１３は図示しない熱交換器
やポンプユニットなどから構成され、ハウジング１１と
クーラ装置１３間の図示上部は、回転陽極型Ｘ線管１２
の発熱を冷却した絶縁油が、矢印Ｙ１で示すようにハウ
ジング１１からクーラ装置１３に流れる冷媒通路、たと
えば導出パイプＰｏで連結されている。ハウジング１１
とクーラ装置１３間の図示下部は、クーラ装置１３で冷
却された絶縁油が、矢印Ｙ２で示すようにクーラ装置１
３からハウジング１１に流れる冷媒通路たとえば導入パ
イプＰｉで連結されている。
設けられている。クーラ装置１３は図示しない熱交換器
やポンプユニットなどから構成され、ハウジング１１と
クーラ装置１３間の図示上部は、回転陽極型Ｘ線管１２
の発熱を冷却した絶縁油が、矢印Ｙ１で示すようにハウ
ジング１１からクーラ装置１３に流れる冷媒通路、たと
えば導出パイプＰｏで連結されている。ハウジング１１
とクーラ装置１３間の図示下部は、クーラ装置１３で冷
却された絶縁油が、矢印Ｙ２で示すようにクーラ装置１
３からハウジング１１に流れる冷媒通路たとえば導入パ
イプＰｉで連結されている。
【００２１】導入パイプＰｉはたとえばハウジング１１
の内部まで伸び、分岐部１４に接続されている。分岐部
１４には、導入パイプＰｉを通して送り込まれた絶縁油
を、たとえば９０°方向の２方向に分岐する第１および
第２のパイプ状分岐路１４ａ、１４ｂが設けられてい
る。
の内部まで伸び、分岐部１４に接続されている。分岐部
１４には、導入パイプＰｉを通して送り込まれた絶縁油
を、たとえば９０°方向の２方向に分岐する第１および
第２のパイプ状分岐路１４ａ、１４ｂが設けられてい
る。
【００２２】ハウジング１１に収納された回転陽極型Ｘ
線管１２は真空外囲器１５などから構成され、真空外囲
器１５内には、電子ビームを発生する陰極１６およびＸ
線を放出する陽極ターゲット１７、陽極ターゲット１７
を回転可能に支持する回転機構１８などが配置されてい
る。また、真空外囲器１３の外側にステータ１９が配置
されている。ステータ１９は電源２０から供給される電
流で回転磁界を発生する。
線管１２は真空外囲器１５などから構成され、真空外囲
器１５内には、電子ビームを発生する陰極１６およびＸ
線を放出する陽極ターゲット１７、陽極ターゲット１７
を回転可能に支持する回転機構１８などが配置されてい
る。また、真空外囲器１３の外側にステータ１９が配置
されている。ステータ１９は電源２０から供給される電
流で回転磁界を発生する。
【００２３】回転機構１８は、たとえば陽極ターゲット
１７を支持シャフトなどを介して固定したほぼ筒状の回
転体２１およびこの回転体２１内に嵌合された固定体２
２などから構成されている。回転体２１と固定体２２間
には動圧式すべり軸受が設けられている。動圧式すべり
軸受は、たとえば固定体２２の表面にヘリボーンパター
ンのらせん溝が形成され、このらせん溝などの部分にガ
リウムまたはガリウム合金などの液体金属潤滑剤が供給
される。
１７を支持シャフトなどを介して固定したほぼ筒状の回
転体２１およびこの回転体２１内に嵌合された固定体２
２などから構成されている。回転体２１と固定体２２間
には動圧式すべり軸受が設けられている。動圧式すべり
軸受は、たとえば固定体２２の表面にヘリボーンパター
ンのらせん溝が形成され、このらせん溝などの部分にガ
リウムまたはガリウム合金などの液体金属潤滑剤が供給
される。
【００２４】回転機構１８を構成する固定体２２の内部
に、その軸方向に冷却用空間２３が設けられ、この冷却
用空間２３の中にパイプ２４が軸方向に配置されてい
る。パイプ２４の図示下端２４ａは分岐部１４の第１分
岐路１４ａと接続され、図示上端２４ｂは冷却用空間２
３の図示上端の底面近くまで伸びている。また、第２分
岐路１４ｂに絶縁油の流量を調節する流量調節装置２５
が設けられている。
に、その軸方向に冷却用空間２３が設けられ、この冷却
用空間２３の中にパイプ２４が軸方向に配置されてい
る。パイプ２４の図示下端２４ａは分岐部１４の第１分
岐路１４ａと接続され、図示上端２４ｂは冷却用空間２
３の図示上端の底面近くまで伸びている。また、第２分
岐路１４ｂに絶縁油の流量を調節する流量調節装置２５
が設けられている。
【００２５】流量調節装置２５は、第２分岐路１４ｂ内
でたとえば上下しその開口面積を変化させる調整部２５
ａおよび調整部２４ａと結合した回転軸部２５ｂ、回転
軸部２５ｂを囲むベローズ２５ｃ、ハウジング１１外に
位置する回転把手２５ｄなどから構成されている。
でたとえば上下しその開口面積を変化させる調整部２５
ａおよび調整部２４ａと結合した回転軸部２５ｂ、回転
軸部２５ｂを囲むベローズ２５ｃ、ハウジング１１外に
位置する回転把手２５ｄなどから構成されている。
【００２６】たとえば回転把手２５ｄを回転させると回
転軸部２５ｃが回転し、調整部２５ａが矢印Ｙ３で示す
ように上下する。このとき第２分岐路１４ｂ内のたとえ
ば開口面積が増減し、第２分岐路１４ｂ内に流れる絶縁
油の流量が増減する。これに伴い、第１分岐路１４ａに
流れる絶縁油の流量が、第２分岐路１４ｂ内の流量の増
減と逆方向に増減する。
転軸部２５ｃが回転し、調整部２５ａが矢印Ｙ３で示す
ように上下する。このとき第２分岐路１４ｂ内のたとえ
ば開口面積が増減し、第２分岐路１４ｂ内に流れる絶縁
油の流量が増減する。これに伴い、第１分岐路１４ａに
流れる絶縁油の流量が、第２分岐路１４ｂ内の流量の増
減と逆方向に増減する。
【００２７】上記した構成によれば、導入パイプＰｉか
ら導入した絶縁油は分岐部１４で２分され、その一方は
パイプ２４内を矢印Ｙ４で示すように図示上方に流れ、
パイプ２４の上端２４ｂから冷却用空間２３の上端面に
衝突噴流で吹き付けられ、パイプ２４の外側へと流れ
る。さらに、固定体２２の内壁に沿って流れ、矢印Ｙ５
で示すようにハウジング１１内の空間へ流れる。なお、
分岐部１４で２分された他方の絶縁油は第２分岐路１４
ｂを流れ、流量調節装置２５を経て第２分岐路１４ｂの
端部開口からハウジング１１内に直接流れ出る。
ら導入した絶縁油は分岐部１４で２分され、その一方は
パイプ２４内を矢印Ｙ４で示すように図示上方に流れ、
パイプ２４の上端２４ｂから冷却用空間２３の上端面に
衝突噴流で吹き付けられ、パイプ２４の外側へと流れ
る。さらに、固定体２２の内壁に沿って流れ、矢印Ｙ５
で示すようにハウジング１１内の空間へ流れる。なお、
分岐部１４で２分された他方の絶縁油は第２分岐路１４
ｂを流れ、流量調節装置２５を経て第２分岐路１４ｂの
端部開口からハウジング１１内に直接流れ出る。
【００２８】冷却用空間２３を流れてハウジング１１内
に流れ出た絶縁油および第２分岐路１４ｂからハウジン
グ１１内に直接流れ出た絶縁油は合流し、その後、矢印
Ｙ６で示すように流れ、ステータ１９や真空外囲器１５
などの熱を冷却し、導出パイプＰｏを通ってクーラ装置
１３へと循環する。
に流れ出た絶縁油および第２分岐路１４ｂからハウジン
グ１１内に直接流れ出た絶縁油は合流し、その後、矢印
Ｙ６で示すように流れ、ステータ１９や真空外囲器１５
などの熱を冷却し、導出パイプＰｏを通ってクーラ装置
１３へと循環する。
【００２９】ここで、固定体２２部分を抜き出した構造
について図２の拡大図を参照して説明する。図２では、
図１に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明
を一部省略する。固定体２２の冷却用空間２３に面する
内壁にらせん状の溝３１が形成され、さらに、固定体２
２の内壁に、金や金合金などで形成された腐食防止用の
被覆層３２が設けられている。
について図２の拡大図を参照して説明する。図２では、
図１に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明
を一部省略する。固定体２２の冷却用空間２３に面する
内壁にらせん状の溝３１が形成され、さらに、固定体２
２の内壁に、金や金合金などで形成された腐食防止用の
被覆層３２が設けられている。
【００３０】上記した構成において、動作状態に入る場
合、ステータ１９に電流が流れ、回転磁界が発生する。
この回転磁界で回転機構１８の回転体２１が回転し、陽
極ターゲット１７が回転する。この状態で、陰極１６が
発生した電子ビームが陰極１６と陽極ターゲット１７間
の高電圧で加速され、陽極ターゲット１７に衝突し、陽
極ターゲット１７からＸ線が放出する。このＸ線は真空
外囲器１５に設けられた放射窓Ｗ１およびハウジング１
１に設けられた放射窓Ｗ２を通して外部に出力される。
合、ステータ１９に電流が流れ、回転磁界が発生する。
この回転磁界で回転機構１８の回転体２１が回転し、陽
極ターゲット１７が回転する。この状態で、陰極１６が
発生した電子ビームが陰極１６と陽極ターゲット１７間
の高電圧で加速され、陽極ターゲット１７に衝突し、陽
極ターゲット１７からＸ線が放出する。このＸ線は真空
外囲器１５に設けられた放射窓Ｗ１およびハウジング１
１に設けられた放射窓Ｗ２を通して外部に出力される。
【００３１】動作時、軸受部分に発生する熱はたとえば
固定体２２内の冷却用空間２３を流れる絶縁油によって
冷却される。また、陽極ターゲット１７およびステータ
１９で発生する熱は、回転陽極型Ｘ線管１２を構成する
真空外囲器１３の外壁部分に沿ってハウジング１１内を
流れる絶縁油によって冷却される。
固定体２２内の冷却用空間２３を流れる絶縁油によって
冷却される。また、陽極ターゲット１７およびステータ
１９で発生する熱は、回転陽極型Ｘ線管１２を構成する
真空外囲器１３の外壁部分に沿ってハウジング１１内を
流れる絶縁油によって冷却される。
【００３２】ここで、冷却媒体の流量を調整する流量調
節装置２５の機能について図３を参照して説明する。図
３の横軸は分岐部１４に設けられた第２分岐路１４ｂの
開口度で、起点０は第２分岐路１４ｂの開口を完全に遮
断した状態を示している。符号Ｐは冷却媒体の総流量、
符号Ｑは第１分岐路１４ａに流れる流量すなわちパイプ
２４内の流量、符号Ｒは第２分岐路１４ｂに流れる流量
を示す。また、符号ＭはＸ線管全体を冷却するために必
要とする流量を示し、符号Ｎは軸受部分の発熱を冷却す
るために必要とする流量を示している。
節装置２５の機能について図３を参照して説明する。図
３の横軸は分岐部１４に設けられた第２分岐路１４ｂの
開口度で、起点０は第２分岐路１４ｂの開口を完全に遮
断した状態を示している。符号Ｐは冷却媒体の総流量、
符号Ｑは第１分岐路１４ａに流れる流量すなわちパイプ
２４内の流量、符号Ｒは第２分岐路１４ｂに流れる流量
を示す。また、符号ＭはＸ線管全体を冷却するために必
要とする流量を示し、符号Ｎは軸受部分の発熱を冷却す
るために必要とする流量を示している。
【００３３】第２分岐路１４ｂの開口度が０の場合、冷
却媒体はすべて第１分岐路１４ａに流れ、パイプ２４内
に流れる流量が総流量となる。
却媒体はすべて第１分岐路１４ａに流れ、パイプ２４内
に流れる流量が総流量となる。
【００３４】流量調節装置２５の調整によって第２分岐
路１４ｂの開口度が大きくなると、第２分岐路１４ｂの
流量が増え、第１分岐路１４ａの流量が減少する。この
場合、分岐の割合は、必要とされる所定流量で第１分岐
路側１４ａと第２分岐路１４ｂの圧力損失がそれぞれつ
りあう点となり、第１分岐路１４ａおよび第２分岐路１
４ｂを合わせた流量が総流量となる。
路１４ｂの開口度が大きくなると、第２分岐路１４ｂの
流量が増え、第１分岐路１４ａの流量が減少する。この
場合、分岐の割合は、必要とされる所定流量で第１分岐
路側１４ａと第２分岐路１４ｂの圧力損失がそれぞれつ
りあう点となり、第１分岐路１４ａおよび第２分岐路１
４ｂを合わせた流量が総流量となる。
【００３５】ところで、Ｘ線管全体を冷却するに必要な
冷却媒体の総流量は、クーラ装置の冷却能力や管球の定
格などで決定される。また、軸受部分の発熱を冷却する
ために必要な冷却媒体の流量は、陽極ターゲットの回転
数や軸受の形状、材質などで決定される。一般には、軸
受部分の冷却に必要な流量の方がＸ線管全体の冷却に必
要な流量よりも少なくなる。そして図５の場合、第２分
岐路１４ｂの開口度はたとえばＡからＢまでの範囲で設
定される。
冷却媒体の総流量は、クーラ装置の冷却能力や管球の定
格などで決定される。また、軸受部分の発熱を冷却する
ために必要な冷却媒体の流量は、陽極ターゲットの回転
数や軸受の形状、材質などで決定される。一般には、軸
受部分の冷却に必要な流量の方がＸ線管全体の冷却に必
要な流量よりも少なくなる。そして図５の場合、第２分
岐路１４ｂの開口度はたとえばＡからＢまでの範囲で設
定される。
【００３６】上記の範囲（ＡからＢ）で、使用される陽
極回転数における軸受面の温度が、軸受表面と液体金属
潤滑剤との反応速度が管球寿命に対し余裕がある値とな
るように、同時に、冷却のしすぎで回転トルクが増大し
ない値となるように、冷却媒体の通路の構造や冷却媒体
の物性を考慮し、実験や計算などで適正範囲が決定され
る。
極回転数における軸受面の温度が、軸受表面と液体金属
潤滑剤との反応速度が管球寿命に対し余裕がある値とな
るように、同時に、冷却のしすぎで回転トルクが増大し
ない値となるように、冷却媒体の通路の構造や冷却媒体
の物性を考慮し、実験や計算などで適正範囲が決定され
る。
【００３７】なお、使用する陽極ターゲットの回転数が
一定の場合、たとえば、Ｘ線管を組立てる段階などで、
固定体内の冷却用空間に送られる冷却媒体が適正量とな
るように、予め、流量調節装置が調整される。陽極ター
ゲットの回転数が変化する場合は、Ｘ線管の全体流量と
軸受部分の流量の関係データを予め測定し、陽極回転数
の変化に合わせて流量調節装置が調整される。この場
合、流量調節装置の調整部分たとえば回転把手がハウジ
ングの外にあると、陽極ターゲットの回転数の変化に対
し容易に対応できる。
一定の場合、たとえば、Ｘ線管を組立てる段階などで、
固定体内の冷却用空間に送られる冷却媒体が適正量とな
るように、予め、流量調節装置が調整される。陽極ター
ゲットの回転数が変化する場合は、Ｘ線管の全体流量と
軸受部分の流量の関係データを予め測定し、陽極回転数
の変化に合わせて流量調節装置が調整される。この場
合、流量調節装置の調整部分たとえば回転把手がハウジ
ングの外にあると、陽極ターゲットの回転数の変化に対
し容易に対応できる。
【００３８】また、流量調節装置として、分岐路の開口
度を電気信号などで制御できる電動バルブなどを用い、
たとえばステータ１９（図１）に流れる電流を電流測定
装置２６で測定して陽極ターゲットの回転数を検出し、
この陽極ターゲットの回転数で流量調節装置２５を制御
する構成にすることもできる。
度を電気信号などで制御できる電動バルブなどを用い、
たとえばステータ１９（図１）に流れる電流を電流測定
装置２６で測定して陽極ターゲットの回転数を検出し、
この陽極ターゲットの回転数で流量調節装置２５を制御
する構成にすることもできる。
【００３９】上記した構成によれば、冷却媒体の流れを
たとえば２つに分岐している。この場合、冷却媒体の２
つの流れは圧力損失について並列構成になる。並列構成
は、従来技術で説明した構成、たとえば冷却媒体をすべ
て固定体内の冷却用空間に通し、その後、ハウジング内
に通す直列構成よりも全体の圧力損失が低下する。
たとえば２つに分岐している。この場合、冷却媒体の２
つの流れは圧力損失について並列構成になる。並列構成
は、従来技術で説明した構成、たとえば冷却媒体をすべ
て固定体内の冷却用空間に通し、その後、ハウジング内
に通す直列構成よりも全体の圧力損失が低下する。
【００４０】そのため、冷却媒体の総流量を多くするこ
とができ、Ｘ線管全体の発熱を確実に冷却できる。この
方法は構造が簡単であるため、クーラ装置のポンプ能力
を上げる方法に比べてコストが軽減する。また、分岐し
た冷却媒体の１つの流れを固定体２２の冷却用空間２３
に導く構成であるため、軸受部分も確実に冷却できる。
この場合、流量調節装置２５を利用すれば、固定体２２
内の冷却用空間２３に流れる冷却媒体の流量を調整で
き、軸受部分の温度を適正な値に維持できる。
とができ、Ｘ線管全体の発熱を確実に冷却できる。この
方法は構造が簡単であるため、クーラ装置のポンプ能力
を上げる方法に比べてコストが軽減する。また、分岐し
た冷却媒体の１つの流れを固定体２２の冷却用空間２３
に導く構成であるため、軸受部分も確実に冷却できる。
この場合、流量調節装置２５を利用すれば、固定体２２
内の冷却用空間２３に流れる冷却媒体の流量を調整で
き、軸受部分の温度を適正な値に維持できる。
【００４１】また、冷却用空間２３を設けた固定体２２
の内壁にらせん状の溝３１を形成している。この場合、
固定体２２の表面積が実質的に広がり、絶縁油の乱流効
果もあるため、冷却率が向上する。
の内壁にらせん状の溝３１を形成している。この場合、
固定体２２の表面積が実質的に広がり、絶縁油の乱流効
果もあるため、冷却率が向上する。
【００４２】また、固定体２２の内壁に被覆層３２を形
成している。この場合、冷却媒体として金属を腐食させ
やすい水を用いても、固定体２２内部の腐食が防止さ
れ、長寿命化する。被覆層３２は固定体２２の冷却用空
間２３に面する壁面の全体に形成してもよく、パイプ２
４の上端２４ｂ開口から冷却媒体が吹き付けられる上端
の底面部分３３だけ、あるいは、底面部分３３とこの近
傍領域だけに設ける構成でもよい。
成している。この場合、冷却媒体として金属を腐食させ
やすい水を用いても、固定体２２内部の腐食が防止さ
れ、長寿命化する。被覆層３２は固定体２２の冷却用空
間２３に面する壁面の全体に形成してもよく、パイプ２
４の上端２４ｂ開口から冷却媒体が吹き付けられる上端
の底面部分３３だけ、あるいは、底面部分３３とこの近
傍領域だけに設ける構成でもよい。
【００４３】上記の実施形態では、冷却媒体の通路を２
方向に分岐する場合で説明している。しかし、冷却が必
要とされる箇所に応じて３方向以上に分岐することもで
きる。また、３方向以上の数に分岐する場合、１箇所で
分岐する必要はなく、たとえば複数箇所で分岐する構成
にすることもできる。
方向に分岐する場合で説明している。しかし、冷却が必
要とされる箇所に応じて３方向以上に分岐することもで
きる。また、３方向以上の数に分岐する場合、１箇所で
分岐する必要はなく、たとえば複数箇所で分岐する構成
にすることもできる。
【００４４】また、上記の実施形態では、冷却媒体をハ
ウジング内に直接導く分岐路に流量調節装置を設けてい
る。流量調節装置は冷却媒体を軸受部分に導く分岐路に
設けることもできる。しかし、ハウジング内に直接導く
分岐路に設けた方が周囲の空間に余裕があるため、製造
が容易になる。
ウジング内に直接導く分岐路に流量調節装置を設けてい
る。流量調節装置は冷却媒体を軸受部分に導く分岐路に
設けることもできる。しかし、ハウジング内に直接導く
分岐路に設けた方が周囲の空間に余裕があるため、製造
が容易になる。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、ハウジング内を流れる
冷却媒体の流量を低下させることなく、軸受部分の発熱
を効率よく冷却できる回転陽極型Ｘ線管装置を実現でき
る。
冷却媒体の流量を低下させることなく、軸受部分の発熱
を効率よく冷却できる回転陽極型Ｘ線管装置を実現でき
る。
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の固定体内に設けられた冷却用空間部分
を説明するための概略の断面図である。
を説明するための概略の断面図である。
【図３】本発明の固定体内の冷却用空間部分に流れる冷
却媒体の調整方法を説明するための特性図である。
却媒体の調整方法を説明するための特性図である。
【図４】従来例を説明するための概略の断面図である。
【図５】従来例の固定体内に設けられた冷却用空間部分
を説明するための概略の断面図である。
を説明するための概略の断面図である。
１１…ハウジング １２…回転陽極型Ｘ線管 １３…クーラ装置 １４…分岐部 １５…真空外囲器 １６…陰極 １７…陽極ターゲット １８…回転機構 １９…ステータ ２０…電源 ２１…回転体 ２２…固定体 ２３…冷却用空間 ２４…パイプ ２５…流量調整装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ２１Ｋ 5/08 Ｇ２１Ｋ 5/08 Ｃ Ｈ０１Ｊ 35/00 Ｈ０１Ｊ 35/00 Ａ Ｈ０５Ｇ 1/02 Ｈ０５Ｇ 1/02 Ｐ
Claims (8)
- 【請求項１】 真空外囲器内に、陽極ターゲットが連結
された回転体およびこの回転体との間に動圧式すべり軸
受が設けられ、冷却媒体が通る冷却用空間が内部に形成
された固定体を有する回転機構を収納した回転陽極型Ｘ
線管と、この回転陽極型Ｘ線管を収納し内部に冷却媒体
が満たされたハウジングと、このハウジングから送り出
される前記冷却媒体を冷却するクーラ装置と、冷却した
前記冷却媒体を前記クーラ装置から前記ハウジングに送
り込む冷媒通路とを具備した回転陽極型Ｘ線管装置にお
いて、前記冷媒通路を通して前記クーラ装置から送り込
まれる前記冷却媒体の流れを複数方向の流れに分岐し、
かつ、分岐した１つの流れを前記固定体内の前記冷却用
空間に導く分岐部を設けたことを特徴とする回転陽極型
Ｘ線管装置。 - 【請求項２】 分岐部で分岐された他の１つの流れがハ
ウジング内の空間に直接導かれる請求項１記載の回転陽
極型Ｘ線管装置。 - 【請求項３】 分岐部で分岐された少なくとも１つの冷
却媒体が流れる通路に、前記冷却媒体の流量を調整する
流量調整機構が設けられている請求項１または請求項２
記載の回転陽極型Ｘ線管装置。 - 【請求項４】 陽極ターゲットの回転数を検出する検出
装置を設け、検出された前記回転数に対応して流量調整
機構を制御する請求項３記載の回転陽極型Ｘ線管装置。 - 【請求項５】 固定体内の冷却用空間に面する前記固定
体内壁の少なくとも一部にらせん状の溝が形成されてい
る請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の回転
陽極型Ｘ線管装置。 - 【請求項６】 固定体内の冷却用空間に面する前記固定
体内壁の少なくとも一部に金または金合金の被覆層が形
成されている請求項１ないし請求項４のいずれか１つに
記載の回転陽極型Ｘ線管装置。 - 【請求項７】 固定体内の冷却用空間の中に冷却媒体を
通るパイプが配置され、前記冷却用空間に面する前記固
定体内壁のうち、前記パイプの陽極ターゲット側に位置
する端部開口と対向する少なくともその底面部分に金ま
たは金合金の被覆層が形成されている請求項１ないし請
求項４のいずれか１つに記載の回転陽極型Ｘ線管装置。 - 【請求項８】 流量調整機構の一部がハウジングの外に
位置する請求項４または請求項５記載の回転陽極型Ｘ線
管装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001012698A JP2002216683A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 回転陽極型ｘ線管装置 |
| US10/050,176 US6594340B2 (en) | 2001-01-22 | 2002-01-18 | Rotary anode type X-ray tube apparatus |
| DE60203202T DE60203202T2 (de) | 2001-01-22 | 2002-01-22 | Röntgengerät mit Drehanodenröhre |
| EP02001510A EP1225793B1 (en) | 2001-01-22 | 2002-01-22 | Rotary anode type X-ray tube apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001012698A JP2002216683A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 回転陽極型ｘ線管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002216683A true JP2002216683A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18879668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001012698A Pending JP2002216683A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 回転陽極型ｘ線管装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6594340B2 (ja) |
| EP (1) | EP1225793B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002216683A (ja) |
| DE (1) | DE60203202T2 (ja) |
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| WO2005038852A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ｘ線装置 |
| WO2005038854A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ｘ線装置 |
| WO2005038853A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ｘ線装置 |
| JP2008504663A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｘ線管冷却装置 |
| US7343856B2 (en) | 2003-02-27 | 2008-03-18 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Apparatus for controlling the temperature of an exposure drum in a printing plate exposer |
| WO2018142459A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 住友重機械工業株式会社 | ターゲット装置 |
| JP2021118125A (ja) * | 2020-01-28 | 2021-08-10 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | Ｘ線管装置 |
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| US7127034B1 (en) * | 2003-02-05 | 2006-10-24 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Composite stator |
| DE102008046543A1 (de) | 2008-09-10 | 2010-03-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Gleitlager |
| US20100128848A1 (en) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | General Electric Company | X-ray tube having liquid lubricated bearings and liquid cooled target |
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| DE102017217181B3 (de) * | 2017-09-27 | 2018-10-11 | Siemens Healthcare Gmbh | Stehanode für einen Röntgenstrahler und Röntgenstrahler |
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| EP3867940A1 (en) | 2018-10-16 | 2021-08-25 | Philip Teague | Combined thermal and voltage transfer system for an x-ray source |
| JP7187409B2 (ja) * | 2019-09-11 | 2022-12-12 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | Ｘ線管装置 |
| CN110676145A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-10 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 多焦点x射线球管及多焦点x射线成像系统 |
| CN110680364A (zh) * | 2019-11-16 | 2020-01-14 | 新乡市特美特热控技术股份有限公司 | 一种大功率x射线管组件冷却方法及冷却系统 |
| CN111668079B (zh) * | 2020-06-17 | 2023-04-07 | 西门子爱克斯射线真空技术(无锡)有限公司 | X射线管及用于x射线管的阳极 |
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| US5169243A (en) | 1990-09-28 | 1992-12-08 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Dynamic pressure bearing for an x-ray tube having a rotary anode |
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| DE29721502U1 (de) * | 1996-12-21 | 1998-04-23 | KSB AG, 67227 Frankenthal | Strangregulierarmatur |
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-
2001
- 2001-01-22 JP JP2001012698A patent/JP2002216683A/ja active Pending
-
2002
- 2002-01-18 US US10/050,176 patent/US6594340B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-22 EP EP02001510A patent/EP1225793B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-22 DE DE60203202T patent/DE60203202T2/de not_active Expired - Lifetime
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