JP2009158418A - Rotary anode type x-ray tube assembly - Google Patents

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Hideo Abu
秀郎 阿武
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary anode type X-ray tube assembly of which heat radiation characteristics is improved, and insulation characteristics of a high voltage connector is assured for an extended period. <P>SOLUTION: The assembly includes a vacuum enclosure 11 integrated with an anode target 15, a housing 3, a circulation path 8 in which a coolant circulates, a cathode 13, a support member 14, a baring mechanism and vacuum seal mechanism, a rotary drive device, and a high voltage connector 30 which supplies a high voltage to the cathode. The support member 14 includes a high voltage wiring part 14b, a high voltage supply terminal 14c, an end face 14e exposed to the outside of the housing 3, and a side face 14f which is positioned in the housing to contact a coolant. The high voltage connector 30 is electrically connected to the high voltage supply terminal 14c. An electrical insulating material of the high voltage connector 30 is tightly fitted to the end face 14e of the support member 14, directly or indirectly. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、回転陽極型X線管装置に関し、特に熱の放出特性を向上させることができる回転陽極型X線管装置に関する。   The present invention relates to a rotary anode X-ray tube device, and more particularly to a rotary anode X-ray tube device capable of improving heat release characteristics.

従来の回転陽極型X線管装置は、大別すると以下に述べる2タイプに分かれる。
(1)タイプ1:回転陽極型X線管装置は、回転可能に支持された陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管、回転陽極型X線管を収納するハウジングなどを備え、陽極ターゲットなどが発生する熱を放出するため、陽極ターゲット内部に冷却媒体を循環させる循環路が設けられている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
Conventional rotary anode X-ray tube apparatuses are roughly classified into the following two types.
(1) Type 1: Rotating anode type X-ray tube device includes a rotating anode type X-ray tube in which a rotatable anode target is accommodated in a vacuum envelope, a housing for accommodating a rotating anode type X-ray tube, etc. In order to release the heat generated by the anode target or the like, a circulation path for circulating a cooling medium is provided inside the anode target (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

陽極ターゲットの熱が短い熱パスを通じて冷却媒体に伝熱されるため、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができる。   Since the heat of the anode target is transferred to the cooling medium through a short heat path, it is possible to improve the heat release characteristics generated by the anode.

(2)タイプ2:回転陽極型X線管装置は、軸線に関して回転可能であり、かつその一部が陽極ターゲットであり、かつ真空チャンバーである真空外囲器と、軸線のまわりに真空外囲器を回転させるための手段と、電子を生成させ、それを陽極ターゲットの軸線外の領域に集束させるために真空チャンバー内に取り付けられた陰極と、ハウジングとを備えている(例えば、特許文献3ないし特許文献6参照)。陰極にはハウジングの外部から高電圧が供給される。   (2) Type 2: A rotary anode X-ray tube device is rotatable about an axis, a part of which is an anode target and a vacuum chamber which is a vacuum chamber, and a vacuum envelope around the axis Means for rotating the vessel, a cathode mounted in a vacuum chamber for generating electrons and focusing them in a region outside the axis of the anode target, and a housing (see, for example, US Pat. Thru | or patent document 6). A high voltage is supplied to the cathode from the outside of the housing.

陽極ターゲットの熱が短い熱パスを通じて冷却媒体に伝熱されるため、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができる。
特公平5−27205号公報 特開2006−54181号公報 特許第2539193号公報 フランス国特許2599555−A1号 特許第2929506号 米国特許第6396901号
Since the heat of the anode target is transferred to the cooling medium through a short heat path, it is possible to improve the heat release characteristics generated by the anode.
Japanese Patent Publication No. 5-27205 JP 2006-54181 A Japanese Patent No. 2539193 French Patent No. 2599555-A1 Japanese Patent No. 2929506 US Pat. No. 6,396,901

(2)のように構成された回転陽極型X線管装置は、陰極に電気的に接続された高電圧配線部と、高電圧配線部に接続された高電圧供給端子とともにハウジング外部に露出した端面と、端面に密着され、高電圧供給端子を介して陰極に高電圧を与える高電圧コネクターとを有している。上記端面付近の高電圧配線部の一部は、高電圧絶縁材である絶縁油に浸されている。   The rotary anode X-ray tube device configured as in (2) is exposed to the outside of the housing together with a high voltage wiring portion electrically connected to the cathode and a high voltage supply terminal connected to the high voltage wiring portion. It has an end face and a high voltage connector that is in close contact with the end face and applies a high voltage to the cathode via a high voltage supply terminal. A part of the high voltage wiring portion near the end face is immersed in an insulating oil which is a high voltage insulating material.

しかし、上記したように構成された回転陽極型X線管装置の発熱が増加した場合には、陰極から伝わってくる熱の放射機能に限界がある。理由の一つは、高電圧供給端子は絶縁油に浸されているが、その絶縁油は循環されないため熱伝達率が低いためである。もう一つの理由は、回転陽極型X線管装置使用中に陰極から伝わってくる熱が蓄積して絶縁油の温度が上昇してしまうためである。   However, when the heat generation of the rotary anode X-ray tube apparatus configured as described above increases, the radiation function of heat transmitted from the cathode is limited. One reason is that the high-voltage supply terminal is immersed in insulating oil, but the insulating oil is not circulated, so the heat transfer rate is low. Another reason is that the heat transmitted from the cathode accumulates during use of the rotary anode X-ray tube device and the temperature of the insulating oil rises.

その結果、高電圧コネクターの電気絶縁性ゴム部材は、許容温度を越えて変形し、上記端面との密着が低下してしまう恐れがある。このような不具合が発生すると、高電圧コネクターと上記端面の密着界面に沿った放電が比較的早期に発生してしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、放熱特性を向上でき、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型X線管装置を提供することにある。
As a result, the electrically insulating rubber member of the high voltage connector may be deformed beyond the allowable temperature, and the close contact with the end face may be reduced. When such a problem occurs, discharge along the adhesion interface between the high voltage connector and the end face 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 a rotary anode type X-ray tube apparatus that can improve heat dissipation characteristics and can ensure insulation of a high-voltage connector 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回転陽極型X線管装置は、
陽極ターゲットと一体化され、回転可能に形成された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、前記真空外囲器を回転可能に保持するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、少なくとも前記陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置され、静止した陰極と、
前記陰極を支持する支持部材と、
前記真空外囲器並びにハウジング若しくはハウジングに固定された固定体の間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、
前記陰極に高電圧を与える高電圧コネクターと、を備え、
前記支持部材は、
前記陰極に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記高電圧供給端子とともに前記ハウジング外部に露出した端面と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する側面と、を有し、
前記高電圧コネクターは、前記高電圧供給端子に電気的に接続され、
前記高電圧コネクターの電気絶縁材は、前記支持部材の端面に直接または間接的に密着されている。
In order to solve the above-described problem, a rotary anode X-ray tube apparatus according to an aspect of the present invention includes:
A vacuum envelope integrated with the anode target and formed to be rotatable;
A housing that houses at least the vacuum envelope and rotatably holds the vacuum envelope;
A circulation path formed in the housing and in which a cooling medium circulates in the vicinity of at least the anode target;
A stationary cathode housed in the vacuum envelope and stationary;
A support member for supporting the cathode;
A bearing mechanism and a vacuum seal mechanism provided between the vacuum envelope and the housing or a fixed body fixed to the housing;
A rotation driving device for rotating the vacuum envelope;
A high voltage connector for applying a high voltage to the cathode,
The support member is
A high-voltage wiring portion electrically connected to the cathode;
A high voltage supply terminal electrically connected to the high voltage wiring portion and exposed outside the housing;
An end face exposed to the outside of the housing together with the high voltage supply terminal;
A side surface located in the housing, surrounding the high voltage wiring portion and in contact with the cooling medium,
The high voltage connector is electrically connected to the high voltage supply terminal;
The electrical insulating material of the high voltage connector is in close contact with the end surface of the support member directly or indirectly.

また、本発明の他の態様に係る回転陽極型X線管装置は、
電子が衝突することでX線を発生する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、
前記陽極ターゲット及び電子放出源を所定の減圧下で保持する真空外囲器と、
前記真空外囲器を収容し、前記真空外囲器との間に冷却液が循環可能に密閉するハウジングと、
前記ハウジングに前記電子放出源を固定する支持部材と、
前記真空外囲器を前記ハウジング内で回転可能に保持する保持部材と、
前記真空外囲器及び保持部材の間に位置し、前記真空外囲器内の圧力を維持しながら前記真空外囲器の前記ハウジング内での回転を可能とする真空シール部材と、
前記電子放出源に高電圧を与える高電圧コネクターと、を備え、
前記支持部材は、
前記電子放出源に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記高電圧供給端子とともに前記ハウジング外部に露出した端面と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却液に接する側面と、を有し、
前記高電圧コネクターは、前記高電圧供給端子に電気的に接続され、
前記高電圧コネクターの電気絶縁材は、前記支持部材の端面に直接または間接的に密着されている。
Moreover, the rotary anode X-ray tube apparatus according to another aspect of the present invention includes:
An anode target that generates X-rays when electrons collide;
An electron emission source for emitting electrons toward the anode target;
A vacuum envelope for holding the anode target and the electron emission source under a predetermined reduced pressure;
A housing containing the vacuum envelope and hermetically sealed so that a coolant can circulate between the vacuum envelope;
A support member for fixing the electron emission source to the housing;
A holding member for rotatably holding the vacuum envelope in the housing;
A vacuum seal member that is located between the vacuum envelope and the holding member and enables the rotation of the vacuum envelope in the housing while maintaining the pressure in the vacuum envelope;
A high voltage connector for applying a high voltage to the electron emission source,
The support member is
A high voltage wiring portion electrically connected to the electron emission source;
A high voltage supply terminal electrically connected to the high voltage wiring portion and exposed outside the housing;
An end face exposed to the outside of the housing together with the high voltage supply terminal;
A side surface located within the housing, surrounding the high voltage wiring portion, and in contact with the coolant;
The high voltage connector is electrically connected to the high voltage supply terminal;
The electrical insulating material of the high voltage connector is in close contact with the end surface of the support member directly or indirectly.

この発明によれば、支持部材が冷却媒体(冷却液)に接する側面を有するため、陰極からの熱が冷却媒体に放散して支持部材に接続された高電圧コネクターの温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保することができる回転陽極型X線管装置を提供することができる。   According to the present invention, since the support member has a side surface in contact with the cooling medium (cooling liquid), heat from the cathode is dissipated into the cooling medium, and the temperature of the high voltage connector connected to the support member can be lowered. It is possible to provide a rotary anode type X-ray tube apparatus capable of ensuring the insulation of the high voltage connector.

以下、図面を参照しながらこの発明の第1の実施の形態に係る回転陽極型X線管装置について詳細に説明する。
図1に示すように、X線管装置1は、例えばX線画像診断装置や非破壊検査装置に組み込まれ、対象物すなわち非検査対象に対してX線を放射するものである。X線管装置1は、ハウジング3と、X線管本体(回転陽極型X線管)5とを有している。X線管本体5は、ハウジング3に収容され、所定強度のX線を所定方向に向けて放射可能である。
Hereinafter, a rotary anode type X-ray tube apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an X-ray tube apparatus 1 is incorporated in, for example, an X-ray image diagnostic apparatus or a nondestructive inspection apparatus, and emits X-rays to an object, that is, a non-inspection object. The X-ray tube device 1 includes a housing 3 and an X-ray tube main body (rotary anode type X-ray tube) 5. The X-ray tube body 5 is accommodated in the housing 3 and can emit X-rays having a predetermined intensity in a predetermined direction.

X線管本体5は、冷却液7を介してハウジング3の所定の位置に収容されている。冷却液7は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が所定の大きさ未満に管理された非油脂系の冷却液(水系冷却媒体)である。なお、冷却液7としては、低電圧に対する絶縁性を確保し、かつ金属部品に対する腐食性を低減するために導電率が1mS/m以下に設定された冷却媒体が用いられる。冷却媒体は、主として、水またはグリコールが所定量混合された水系媒体である。また、冷却媒体として水と混合されるグリコール類としては、例えばエチレングリコールやプロピレングリコール等が利用可能である。   The X-ray tube main body 5 is accommodated in a predetermined position of the housing 3 via the coolant 7. The coolant 7 is, for example, a non-oil-based coolant (water-based coolant) whose main component is water and whose electrical conductivity is controlled to be less than a predetermined level. As the cooling liquid 7, a cooling medium having a conductivity set to 1 mS / m or less is used in order to ensure insulation against low voltage and reduce corrosiveness to metal parts. The cooling medium is mainly an aqueous medium in which a predetermined amount of water or glycol is mixed. Moreover, as glycols mixed with water as a cooling medium, for example, ethylene glycol, propylene glycol, or the like can be used.

冷却液7は、ハウジング3と真空外囲器11との間において、不活性気体と接触するとともに、予め不活性気体が飽和状態で溶解されている。ここでは、冷却液7は、不活性気体であるヘリウム(He)ガスで飽和されている。   The coolant 7 is in contact with an inert gas between the housing 3 and the vacuum envelope 11 and the inert gas is dissolved in a saturated state in advance. Here, the coolant 7 is saturated with helium (He) gas which is an inert gas.

X線管本体5は、真空外囲器11と、陰極(熱電子放出源)13と、陽極ターゲット(回転陽極,アノード)15と、を含んでいる。真空外囲器11は、ハウジング3の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極9と接触されて、接地されている。   The X-ray tube main body 5 includes a vacuum envelope 11, a cathode (thermoelectron emission source) 13, and an anode target (rotary anode, anode) 15. The vacuum envelope 11 is grounded by being in contact with a grounding electrode 9 provided through a predetermined position of one end of the housing 3.

真空外囲器11の内部は、所定の真空度に保持されている。真空外囲器11の内側には、陰極13と、陽極ターゲット15とが設けられている。真空外囲器11は、陰極13及び陽極ターゲット15を所定の減圧下で保持している。陰極13が、真空外囲器11と独立に設けられている。陽極ターゲット15は、真空外囲器11の内側に、真空外囲器11と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット15は、陰極13から放出された電子が衝突されることにより所定の波長のX線を放射する。   The inside of the vacuum envelope 11 is maintained at a predetermined degree of vacuum. Inside the vacuum envelope 11, a cathode 13 and an anode target 15 are provided. The vacuum envelope 11 holds the cathode 13 and the anode target 15 under a predetermined reduced pressure. A cathode 13 is provided independently of the vacuum envelope 11. The anode target 15 is provided inside the vacuum envelope 11 so as to be rotatable integrally with the vacuum envelope 11. The anode target 15 emits X-rays having a predetermined wavelength when the electrons emitted from the cathode 13 collide with each other.

真空外囲器11は、真空シール機構としての磁性流体真空シール部材53と、軸受機構としてのベアリング(転がり軸受け、ボール/ロールベアリング)部材55と、により保持されている。磁性流体真空シール部材53は、ハウジング3の所定の位置に設けられた円筒状の固定部51の内周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材55は、固定部51の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材53よりも冷却液7の流路に近接する側に設けられている。なお、円筒状の固定部51は、電気絶縁性の支持部材57を介してハウジング3の真空外囲器保持部59に、同心状(同軸状)に、固定されている。   The vacuum envelope 11 is held by a magnetic fluid vacuum seal member 53 as a vacuum seal mechanism and a bearing (rolling bearing, ball / roll bearing) member 55 as a bearing mechanism. The magnetic fluid vacuum seal member 53 is provided at a predetermined position on the inner peripheral surface of the cylindrical fixing portion 51 provided at a predetermined position of the housing 3. The bearing member 55 is provided at a predetermined position of the fixed portion 51 and closer to the flow path of the coolant 7 than the magnetic fluid vacuum seal member 53. The cylindrical fixing portion 51 is concentrically (coaxially) fixed to the vacuum envelope holding portion 59 of the housing 3 via an electrically insulating support member 57.

陰極13は、支持部材14により支持されている。支持部材14は、円筒状で電気絶縁性の陰極保持体14aを有している。陰極保持体14aの外周面に固定された固定部材63と、真空外囲器保持部59の円筒部分59aの内側の所定の領域とは、シール部材61を介して固定される。上記したことから、陰極13は、真空外囲器11の内側の所定の位置に固定されている。   The cathode 13 is supported by a support member 14. The support member 14 has a cylindrical and electrically insulating cathode holder 14a. A fixing member 63 fixed to the outer peripheral surface of the cathode holder 14 a and a predetermined region inside the cylindrical portion 59 a of the vacuum envelope holding part 59 are fixed via a seal member 61. As described above, the cathode 13 is fixed at a predetermined position inside the vacuum envelope 11.

なお、固定部材63は、シール部材61と固定される側から離れた側に端部63aを有している。接続構体51aは、円筒状の固定部51と接続されている。固定部51は、真空外囲器11の外側で真空外囲器11を支持する。端部63aは、接続構体51aと、溶接部65とにより接続(固定)されている。なお、陰極保持体14aには、ハウジング3の真空外囲器保持部59を貫通する所定の長さが与えられている。   The fixing member 63 has an end 63 a on the side away from the side fixed to the seal member 61. The connection structure 51a is connected to the cylindrical fixing portion 51. The fixing unit 51 supports the vacuum envelope 11 outside the vacuum envelope 11. The end portion 63 a is connected (fixed) by the connection structure 51 a and the welded portion 65. The cathode holder 14a is given a predetermined length that penetrates the vacuum envelope holder 59 of the housing 3.

固定部材63の形状は、ベローズ(蛇腹)状の円筒形状である。これにより、回転される真空外囲器11の振動が、陰極13に不所望に伝達されることが低減される。また、陰極保持体14aと円筒状の固定部51または固定部51とのより大きな組み立て誤差は吸収される。   The shape of the fixing member 63 is a bellows (bellows) -like cylindrical shape. Thereby, vibration of the rotating vacuum envelope 11 is reduced from being undesirably transmitted to the cathode 13. Further, a larger assembly error between the cathode holder 14a and the cylindrical fixing portion 51 or the fixing portion 51 is absorbed.

陽極ターゲット15を保持した真空外囲器11の所定の位置に、複数の永久磁石69が設けられている。複数の永久磁石69は、接地極9の近傍で、真空外囲器11の外径が陽極ターゲット15を囲む部分の真空外囲器11の外径よりも小さくなる部分(以下先端部と称する)11dに設けられている。複数の永久磁石69は、真空外囲器11を回転させるための推進力(磁力)を受けるものである。   A plurality of permanent magnets 69 are provided at predetermined positions of the vacuum envelope 11 that holds the anode target 15. The plurality of permanent magnets 69 are portions where the outer diameter of the vacuum envelope 11 is smaller than the outer diameter of the vacuum envelope 11 in the portion surrounding the anode target 15 in the vicinity of the ground electrode 9 (hereinafter referred to as a tip portion). 11d. The plurality of permanent magnets 69 receive propulsive force (magnetic force) for rotating the vacuum envelope 11.

ハウジング3の所定の位置には、ステータコイル71が設けられている。ステータコイル71は、永久磁石69と実質的に同軸状(同心状)となる。永久磁石69は、真空外囲器11の先端部11dを囲むように設けられている。ステータコイル71は、永久磁石69に対して、任意のタイミングで磁力(推進力)を提供するものである。ステータコイル71は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されている。ここで、ステータコイル71は回転駆動装置として機能している。   A stator coil 71 is provided at a predetermined position of the housing 3. The stator coil 71 is substantially coaxial (concentric) with the permanent magnet 69. The permanent magnet 69 is provided so as to surround the distal end portion 11 d of the vacuum envelope 11. The stator coil 71 provides magnetic force (propulsive force) to the permanent magnet 69 at an arbitrary timing. The stator coil 71 is formed as an electromagnet so that rotation can be controlled from the outside. Here, the stator coil 71 functions as a rotational drive device.

このようなX線管装置1においては、ステータコイル71に所定の電流が供給されることで真空外囲器11が所定の速度で回転され、真空外囲器11の内側に設けられた陽極ターゲット(回転陽極)15が所定の速度で回転される。この状態で陰極13から放射された電子が陽極ターゲット15に衝突されることで、陽極ターゲット15から所定の波長のX線が出力される。出力されたX線は、真空外囲器11の円筒状部の所定の位置に規定された窓部11b及びハウジング3の円筒状部の所定の規定された窓部3aから外部へ放射される。   In such an X-ray tube apparatus 1, the vacuum envelope 11 is rotated at a predetermined speed by supplying a predetermined current to the stator coil 71, and an anode target provided inside the vacuum envelope 11. (Rotary anode) 15 is rotated at a predetermined speed. In this state, the electrons emitted from the cathode 13 collide with the anode target 15, so that X-rays having a predetermined wavelength are output from the anode target 15. The outputted X-rays are radiated to the outside from the window portion 11 b defined at a predetermined position of the cylindrical portion of the vacuum envelope 11 and the predetermined defined window portion 3 a of the cylindrical portion of the housing 3.

なお、真空外囲器11の軸受け部11aの近傍に設けられた冷却液入り口(冷却媒体入り口)5bを介して、ハウジング3内部に冷却液7が注入される。接地極9の近傍に設けられた冷却液出口5cから冷却液7が排出される。真空外囲器11の外側のほとんどの領域とハウジング3の内側の所定の領域との間で、冷却液7が循環される。このため、磁性流体真空シール部材53および真空外囲器11内に組み込まれた陽極ターゲット15は冷却される。   The coolant 7 is injected into the housing 3 through a coolant inlet (coolant inlet) 5b provided in the vicinity of the bearing portion 11a of the vacuum envelope 11. The coolant 7 is discharged from the coolant outlet 5 c provided in the vicinity of the ground electrode 9. The coolant 7 is circulated between most of the area outside the vacuum envelope 11 and a predetermined area inside the housing 3. For this reason, the magnetic fluid vacuum seal member 53 and the anode target 15 incorporated in the vacuum envelope 11 are cooled.

また、真空外囲器11の内側、すなわち陰極13と陽極ターゲット15は、磁性流体真空シール部材53により、所定の真空下に位置されている。磁性流体真空シール部材は、例えば、神山による「潤滑」第30巻第8号pp75〜78に報告がある。   The inside of the vacuum envelope 11, that is, the cathode 13 and the anode target 15 are positioned under a predetermined vacuum by a magnetic fluid vacuum seal member 53. The magnetic fluid vacuum seal member is reported in, for example, “Lubrication”, Vol. 30, No. 8, pp 75-78 by Kamiyama.

磁性流体真空シール部材を形成する際、まず、磁性体である軸もしくは非磁性体の軸を磁性体からなる円筒で覆った軸構造体の外周に所定量の磁性流体を用意する。ここで、磁性流体は、強磁性体の粒子を液体に分散させたコロイド溶液である。次いで、軸もしくは軸構造体に磁性片と永久磁石等を近接させて磁気回路を形成する。これにより、磁性流体を軸もしくは軸構造体の周囲にとどまらせることができる。磁性流体真空シール部材は、圧力(気圧)差を維持するシール材である。磁性流体真空シール部材を設けることは、高速で回転される真空外囲器11内を所定の真空(減圧)下に維持するために有益である。   When forming the magnetic fluid vacuum seal member, first, a predetermined amount of magnetic fluid is prepared on the outer periphery of a shaft structure in which a shaft made of a magnetic material or a shaft of a nonmagnetic material is covered with a cylinder made of a magnetic material. Here, the magnetic fluid is a colloidal solution in which ferromagnetic particles are dispersed in a liquid. Next, a magnetic circuit and a permanent magnet are brought close to the shaft or shaft structure to form a magnetic circuit. As a result, the magnetic fluid can remain around the shaft or the shaft structure. The magnetic fluid vacuum seal member is a seal material that maintains a pressure (atmospheric pressure) difference. Providing the magnetic fluid vacuum seal member is beneficial for maintaining the inside of the vacuum envelope 11 rotated at a high speed under a predetermined vacuum (reduced pressure).

また、ハウジング3内に供給された冷却液7は、冷却器すなわちクーラーユニット7aに設けられた熱交換器7bにより冷却される。ポンプ7cは、冷却液7を、熱交換器7bを循環させるとともに冷却液入り口5bと冷却液出口5cとの間、すなわち、ハウジング3内に形成された循環路8を循環させる。これにより、X線管装置1において発生する熱が、冷却液7を媒介として、ハウジング3の外部へ放出される。   The coolant 7 supplied into the housing 3 is cooled by a heat exchanger 7b provided in a cooler, that is, a cooler unit 7a. The pump 7 c circulates the coolant 7 through the heat exchanger 7 b and between the coolant inlet 5 b and the coolant outlet 5 c, that is, in the circulation path 8 formed in the housing 3. Thereby, the heat generated in the X-ray tube apparatus 1 is released to the outside of the housing 3 through the coolant 7.

上記したことから、冷却液7は、磁性流体真空シール部材53と陽極ターゲット15を効率よく冷却できる。なお、冷却液7の流路は、一般に金属で形成される固定部51に接して流れるよう工夫されている。   As described above, the coolant 7 can efficiently cool the magnetic fluid vacuum seal member 53 and the anode target 15. In addition, the flow path of the coolant 7 is devised so as to flow in contact with a fixed portion 51 that is generally formed of metal.

また、真空外囲器11の所定の位置に、濡れ性低減フランジ11eが設けられている。濡れ性低減フランジ11eは、ハウジング3の固定部51の一端部51bに近接する真空外囲器11の陽極ターゲット15の近傍に設けられている。濡れ性低減フランジ11eにより、端部11cに一体的に設けられている。濡れ性低減フランジ11eは、ベアリング部材55および磁性流体真空シール部材53に、冷却液7が回り込むことを低減させることが可能となる。濡れ性低減フランジ11e及び固定部51の一端部51bは、これらの間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間5dを提供する。このため、濡れ性低減フランジ11e及び一端部51bは、冷却液7が真空外囲器11の内側に入り込むことを抑止できる。これにより、磁性流体真空シール部材53に冷却液7が回り込み、磁性流体真空シール部材53の性能(能力)が不所望に低下することが防止される。   Further, a wettability reducing flange 11 e is provided at a predetermined position of the vacuum envelope 11. The wettability reducing flange 11 e is provided in the vicinity of the anode target 15 of the vacuum envelope 11 in the vicinity of the one end portion 51 b of the fixed portion 51 of the housing 3. The wettability reducing flange 11e is provided integrally with the end portion 11c. The wettability reducing flange 11e can reduce the coolant 7 from entering the bearing member 55 and the magnetic fluid vacuum seal member 53. The wettability reducing flange 11e and the one end 51b of the fixing portion 51 provide a slight gap therebetween, that is, a gap 5d having low wettability. For this reason, the wettability reducing flange 11 e and the one end 51 b can prevent the coolant 7 from entering the inside of the vacuum envelope 11. This prevents the coolant 7 from entering the magnetic fluid vacuum seal member 53 and undesirably lowering the performance (capability) of the magnetic fluid vacuum seal member 53.

なお、接触角が比較的大きな液体としての冷却液7を冷却媒体として用いる場合、濡れ性の低い隙間5dは一定の大きさよりも小さく規定されている。これにより、隙間(5d)への冷却液7の入り込みは抑止される。但し、この実施例においては、冷却媒体として、水またはグリコールが混合された媒体が用いられている。この場合、接触角を大きくするために、真空外囲器11のフランジ11eおよび固定部51の一端部51bに、樹脂等をコーティングすることが好ましい。これにより、磁性流体真空シール部材53に冷却液7が回り込み、磁性流体真空シール部材53の性能(能力)が不所望に低下することが防止される。   In addition, when using the cooling liquid 7 as a liquid with a comparatively large contact angle as a cooling medium, the clearance gap 5d with low wettability is prescribed | regulated smaller than a fixed magnitude | size. As a result, the coolant 7 is prevented from entering the gap (5d). However, in this embodiment, a medium mixed with water or glycol is used as the cooling medium. In this case, in order to increase the contact angle, it is preferable to coat the flange 11 e of the vacuum envelope 11 and the one end 51 b of the fixing portion 51 with resin or the like. This prevents the coolant 7 from entering the magnetic fluid vacuum seal member 53 and undesirably lowering the performance (capability) of the magnetic fluid vacuum seal member 53.

また、ベアリング部材55のうちの磁性流体真空シール部材53から離れた側のベアリング部材はシール型である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材53に冷却液7が回り込むことを、抑止できる。
また、詳述しないが、図1に示した回転陽極型X線管装置において、クーラーユニット7aは、着脱自在の配管ジョイントを介してハウジング3と接続されている。
Further, the bearing member on the side away from the magnetic fluid vacuum seal member 53 in the bearing member 55 is a seal type. As a result, the coolant 7 can be further prevented from entering the magnetic fluid vacuum seal member 53.
Although not described in detail, in the rotary anode X-ray tube apparatus shown in FIG. 1, the cooler unit 7a is connected to the housing 3 via a detachable pipe joint.

ここで、支持部材14及び支持部材14に接続される高電圧コネクター30について説明する。
支持部材14は、陰極保持体14aの他、高電圧配線部14bと、高電圧供給端子14cと、板部14d、端面14eと、側面14fとを有している。
Here, the support member 14 and the high-voltage connector 30 connected to the support member 14 will be described.
In addition to the cathode holder 14a, the support member 14 includes a high voltage wiring portion 14b, a high voltage supply terminal 14c, a plate portion 14d, an end surface 14e, and a side surface 14f.

高電圧配線部14bは、陰極13に電気的に接続されている。高電圧配線部14bは、陰極保持体14aの内部に位置している。高電圧供給端子14cは、高電圧配線部14bに電気的に接続され、ハウジング3外部に露出している。板部14dは、接地極9が設けられる側と反対の側で、ハウジング3の開口部を閉塞している。板部14d及び陰極保持体14aは、それぞれセラミクスで形成され、互いに接合されている。なお、高電圧供給端子14cは板部14dを貫通している。   The high voltage wiring portion 14 b is electrically connected to the cathode 13. The high voltage wiring part 14b is located inside the cathode holder 14a. The high voltage supply terminal 14 c is electrically connected to the high voltage wiring portion 14 b and exposed outside the housing 3. The plate portion 14d closes the opening of the housing 3 on the side opposite to the side where the ground electrode 9 is provided. The plate portion 14d and the cathode holder 14a are each formed of ceramics and are joined to each other. The high voltage supply terminal 14c passes through the plate portion 14d.

板部14dの端面14eは、高電圧供給端子14cとともにハウジング3外部に露出している。この実施の形態において、端面14eは平面である。陰極保持体14aの側面14fはハウジング3内に位置し、高電圧配線部14bを囲み、冷却液7に接している。より詳しくは、側面14fは、固定部材63と対向した個所より板部14d側に位置した側面全体である。   The end surface 14e of the plate portion 14d is exposed to the outside of the housing 3 together with the high voltage supply terminal 14c. In this embodiment, the end face 14e is a plane. A side surface 14 f of the cathode holder 14 a is located in the housing 3, surrounds the high voltage wiring portion 14 b, and is in contact with the coolant 7. More specifically, the side surface 14 f is the entire side surface located on the plate portion 14 d side from the portion facing the fixing member 63.

高電圧コネクター30は、陰極13に高電圧を与えるためのものである。高電圧コネクター30は、蓋部31と、蓋部31に充填されたエポキシ樹脂32と、エポキシ樹脂32及び端面14e間に位置した電気絶縁材としてのシリコーンプレート33と、高電圧ケーブル34とを有している。シリコーンプレート33は開口部を有している。   The high voltage connector 30 is for applying a high voltage to the cathode 13. The high voltage connector 30 includes a lid portion 31, an epoxy resin 32 filled in the lid portion 31, a silicone plate 33 as an electrical insulating material located between the epoxy resin 32 and the end surface 14 e, and a high voltage cable 34. is doing. The silicone plate 33 has an opening.

高電圧ケーブル34は、エポキシ樹脂32で覆われ、高電圧供給端子14cと対向している。蓋部31はボルト35によりハウジング3に取付けられている。高電圧供給端子14cは、シリコーンプレート33の開口部を介して高電圧ケーブル34に接続されている。シリコーンプレート33は端面14eに密着されている。   The high voltage cable 34 is covered with the epoxy resin 32 and faces the high voltage supply terminal 14c. The lid 31 is attached to the housing 3 by bolts 35. The high voltage supply terminal 14 c is connected to the high voltage cable 34 through the opening of the silicone plate 33. The silicone plate 33 is in close contact with the end face 14e.

次に、真空外囲器保持部59について説明する。
真空外囲器保持部59は、冷却液7の流れる流路として、第1流路t1、第2流路t2及び第3流路t3を有している。第1流路t1は、ハウジング3付近に位置し、冷却液7を冷却液入り口5b側から冷却液出口5c側に流すためのものである。第1流路t1は、真空外囲器保持部59の一部を貫通して形成され、循環路8を形成している。
Next, the vacuum envelope holding part 59 will be described.
The vacuum envelope holding part 59 has a first flow path t1, a second flow path t2, and a third flow path t3 as flow paths through which the coolant 7 flows. The first flow path t1 is located in the vicinity of the housing 3, and is for flowing the coolant 7 from the coolant inlet 5b side to the coolant outlet 5c side. The first flow path t <b> 1 is formed through a part of the vacuum envelope holding part 59 and forms a circulation path 8.

第2流路t2は、陰極保持体14a付近に位置し、冷却液7を冷却液入り口5b側から陰極保持体14aの側面14f及び固定部材63で囲まれた領域側に流すためのものである。第2流路t2は、真空外囲器保持部59の一部を貫通して形成され、循環路8を形成している。   The second flow path t2 is located in the vicinity of the cathode holder 14a, and is used for flowing the coolant 7 from the coolant inlet 5b side to the region surrounded by the side surface 14f of the cathode holder 14a and the fixing member 63. . The second flow path t <b> 2 is formed through a part of the vacuum envelope holding part 59, and forms the circulation path 8.

第3流路t3は、冷却液7を陰極保持体14a及び固定部材63で囲まれた領域側から第1流路t1に流すためのものである。第3流路t3は、真空外囲器保持部59の一部を貫通して形成され、循環路8を形成している。側面14f及び固定部材63で囲まれた領域も循環路8を形成している。   The third flow path t3 is for allowing the coolant 7 to flow from the region surrounded by the cathode holder 14a and the fixing member 63 to the first flow path t1. The third flow path t <b> 3 is formed through a part of the vacuum envelope holding part 59, and forms the circulation path 8. A region surrounded by the side surface 14 f and the fixing member 63 also forms the circulation path 8.

上記したように構成された回転陽極型X線管装置によれば、陰極保持体14aの側面14fは、ハウジング3に充填された冷却液7に浸され、接している。陰極保持体14aを直接冷却することにより、熱によるシリコーンプレート33の変形を抑制することができ、高電圧コネクター30及び端面14eの密着界面に沿った放電を抑制することができる。   According to the rotary anode type X-ray tube apparatus configured as described above, the side surface 14f of the cathode holder 14a is immersed in and in contact with the coolant 7 filled in the housing 3. By directly cooling the cathode holder 14a, the deformation of the silicone plate 33 due to heat can be suppressed, and the discharge along the adhesion interface between the high voltage connector 30 and the end face 14e can be suppressed.

また、水系の冷却媒体を使用して熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、回転陽極型X線管装置が組み込まれる、例えばX線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。   In addition, heat release characteristics can be improved by using an aqueous cooling medium, and stable characteristics can be ensured over a long period of time. Thereby, the lifetime of, for example, an X-ray image diagnostic apparatus or a nondestructive inspection apparatus in which the rotary anode X-ray tube apparatus is incorporated is increased.

水系の冷却液7は熱伝達率が最も高いため、高電圧絶縁部材に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。勿論同じ理由により、水系の冷却液7を使用することにより、真空外囲器11と一体的に設けられた陽極ターゲット15の熱を最も敏速に取り除くことができる。   Since the water-based coolant 7 has the highest heat transfer coefficient, the heat transferred to the high-voltage insulating member can be most effectively removed. Of course, for the same reason, the heat of the anode target 15 provided integrally with the vacuum envelope 11 can be removed most promptly by using the aqueous coolant 7.

また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、回転陽極型X線管装置自身の寿命も増大されるので、X線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。   Moreover, according to this invention, it is not necessary to consider the insulation with respect to the high voltage of a cooling liquid, a cooling medium with high cooling efficiency can be utilized, and cooling efficiency is improved. Furthermore, according to the present invention, since the life of the rotary anode X-ray tube apparatus itself is increased, the running cost of the X-ray image diagnostic apparatus and the nondestructive inspection apparatus is also reduced.

端面14eは平面である。このため、回転陽極型X線管装置をコンパクトに形成することができる。
上記したことから、放熱特性を向上でき、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型X線管装置を得ることができる。
The end surface 14e is a flat surface. For this reason, a rotary anode type X-ray tube apparatus can be formed compactly.
From the above, it is possible to obtain a rotary anode type X-ray tube device that can improve the heat dissipation characteristics and can ensure the insulation of the high voltage connector over a long period of time.

次に、この発明の第2の実施の形態に係る回転陽極型X線管装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した第1の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図2に示すように、端面14eは、ハウジング3内部から外部に向かって凸な凸面である。
Next, a rotary anode type X-ray tube apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 2, the end surface 14 e is a convex surface that protrudes from the inside of the housing 3 toward the outside.

高電圧コネクター30は、蓋部31と、蓋部31に充填された電気絶縁材としての電気絶縁ゴム36と、高電圧ケーブル34とを有している。電気絶縁ゴム36は、端面14eと密着するよう、凹んで形成されている。   The high voltage connector 30 includes a lid portion 31, an electrical insulation rubber 36 as an electrical insulation material filled in the lid portion 31, and a high voltage cable 34. The electrically insulating rubber 36 is formed to be recessed so as to be in close contact with the end face 14e.

高電圧ケーブル34は、電気絶縁ゴム36で覆われ、高電圧供給端子14cと対向している。蓋部31はボルト35によりハウジング3に取付けられている。高電圧供給端子14cは、高電圧ケーブル34に接続されている。電気絶縁ゴム36は端面14eに密着されている。   The high voltage cable 34 is covered with an electrically insulating rubber 36 and faces the high voltage supply terminal 14c. The lid 31 is attached to the housing 3 by bolts 35. The high voltage supply terminal 14 c is connected to the high voltage cable 34. The electrically insulating rubber 36 is in close contact with the end face 14e.

上記したように構成された回転陽極型X線管装置によれば、陰極保持体14aの側面14fは、ハウジング3に充填された冷却液7に浸され、接している。陰極保持体14aを直接冷却することにより、熱による電気絶縁ゴム36の変形を抑制することができ、高電圧コネクター30及び端面14eの密着界面に沿った放電を抑制することができる。   According to the rotary anode type X-ray tube apparatus configured as described above, the side surface 14f of the cathode holder 14a is immersed in and in contact with the coolant 7 filled in the housing 3. By directly cooling the cathode holder 14a, deformation of the electrical insulating rubber 36 due to heat can be suppressed, and discharge along the adhesion interface between the high voltage connector 30 and the end face 14e can be suppressed.

また、水系の冷却媒体を使用して熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、回転陽極型X線管装置が組み込まれる、例えばX線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。   In addition, heat release characteristics can be improved by using an aqueous cooling medium, and stable characteristics can be ensured over a long period of time. Thereby, the lifetime of, for example, an X-ray image diagnostic apparatus or a nondestructive inspection apparatus in which the rotary anode X-ray tube apparatus is incorporated is increased.

また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、回転陽極型X線管装置自身の寿命も増大されるので、X線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。   Moreover, according to this invention, it is not necessary to consider the insulation with respect to the high voltage of a cooling liquid, a cooling medium with high cooling efficiency can be utilized, and cooling efficiency is improved. Furthermore, according to the present invention, since the life of the rotary anode X-ray tube apparatus itself is increased, the running cost of the X-ray image diagnostic apparatus and the nondestructive inspection apparatus is also reduced.

端面14eは、ハウジング3内部から外部に向かって凸な凸面である。このため、端面14eが平面である場合に比べ、回転陽極型X線管装置がかさばるものの、電気絶縁ゴム36と端面14eとの良好な密着性を実現することができる。
上記したことから、放熱特性を向上でき、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型X線管装置を得ることができる。
The end surface 14e is a convex surface that is convex from the inside of the housing 3 toward the outside. For this reason, compared with the case where the end surface 14e is a flat surface, although the rotary anode X-ray tube apparatus is bulky, good adhesion between the electrical insulating rubber 36 and the end surface 14e can be realized.
From the above, it is possible to obtain a rotary anode type X-ray tube device that can improve the heat dissipation characteristics and can ensure the insulation of the high voltage connector over a long period of time.

次に、この発明の第3の実施の形態に係る回転陽極型X線管装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した第1の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図3に示すように、端面14eは、ハウジング3外部から内部に向かって凹んだ凹面である。
Next, a rotary anode X-ray tube apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 3, the end surface 14 e is a concave surface that is recessed from the outside of the housing 3 toward the inside.

高電圧コネクター30は、蓋部31と、蓋部31に充填された電気絶縁材としての電気絶縁ゴム36と、高電圧ケーブル34とを有している。電気絶縁ゴム36は、端面14eと密着するよう、凸面を有している。   The high voltage connector 30 includes a lid portion 31, an electrical insulation rubber 36 as an electrical insulation material filled in the lid portion 31, and a high voltage cable 34. The electrically insulating rubber 36 has a convex surface so as to be in close contact with the end surface 14e.

高電圧ケーブル34は、電気絶縁ゴム36で覆われ、高電圧供給端子14cと対向している。蓋部31はボルト35によりハウジング3に取付けられている。高電圧供給端子14cは、高電圧ケーブル34に接続されている。電気絶縁ゴム36は端面14eに密着されている。   The high voltage cable 34 is covered with an electrically insulating rubber 36 and faces the high voltage supply terminal 14c. The lid 31 is attached to the housing 3 by bolts 35. The high voltage supply terminal 14 c is connected to the high voltage cable 34. The electrically insulating rubber 36 is in close contact with the end face 14e.

上記したように構成された回転陽極型X線管装置によれば、陰極保持体14aの側面14fは、ハウジング3に充填された冷却液7に浸され、接している。陰極保持体14aを直接冷却することにより、熱による電気絶縁ゴム36の変形を抑制することができ、高電圧コネクター30及び端面14eの密着界面に沿った放電を抑制することができる。   According to the rotary anode type X-ray tube apparatus configured as described above, the side surface 14f of the cathode holder 14a is immersed in and in contact with the coolant 7 filled in the housing 3. By directly cooling the cathode holder 14a, deformation of the electrical insulating rubber 36 due to heat can be suppressed, and discharge along the adhesion interface between the high voltage connector 30 and the end face 14e can be suppressed.

また、水系の冷却媒体を使用して熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、回転陽極型X線管装置が組み込まれる、例えばX線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。   In addition, heat release characteristics can be improved by using an aqueous cooling medium, and stable characteristics can be ensured over a long period of time. Thereby, the lifetime of, for example, an X-ray image diagnostic apparatus or a nondestructive inspection apparatus in which the rotary anode X-ray tube apparatus is incorporated is increased.

また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、回転陽極型X線管装置自身の寿命も増大されるので、X線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。   Moreover, according to this invention, it is not necessary to consider the insulation with respect to the high voltage of a cooling liquid, a cooling medium with high cooling efficiency can be utilized, and cooling efficiency is improved. Furthermore, according to the present invention, since the life of the rotary anode X-ray tube apparatus itself is increased, the running cost of the X-ray image diagnostic apparatus and the nondestructive inspection apparatus is also reduced.

端面14eは、ハウジング3外部から内部に向かって凹んだ凹面である。このため、端面14eが平面である場合に比べ、回転陽極型X線管装置がかさばるものの、電気絶縁ゴム36と端面14eとの良好な密着性を実現することができる。
上記したことから、放熱特性を向上でき、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型X線管装置を得ることができる。
The end surface 14 e is a concave surface that is recessed from the outside of the housing 3 toward the inside. For this reason, compared with the case where the end surface 14e is a flat surface, although the rotary anode X-ray tube apparatus is bulky, good adhesion between the electrical insulating rubber 36 and the end surface 14e can be realized.
From the above, it is possible to obtain a rotary anode type X-ray tube device that can improve the heat dissipation characteristics and can ensure the insulation of the high voltage connector over a long period of time.

なお、本発明は、上述のいずれかの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できる。また、上記のいずれかの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 any of the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements 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 any of the above 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.

冷却媒体7は、水系に限らず、絶縁油を使用したり、空気等のガス体を使用することも可能である。ベアリング部材は、ボールベアリングやロールベアリング等の転がり軸受け以外にすべり軸受けや磁気軸受けを使用することも可能である。固定部51は、電気絶縁部材を介してハウジングに直接固定されている。しかし、弾性部材、制振部材又は吸収部材が、電気絶縁部材及びハウジング間、又は電気絶縁部材及び固定部51間に配置されていても良い。これにより、回転部の回転に伴うX線管装置の振動をより低減させることも可能である。高電圧コネクター30の電気絶縁材は、支持部材14の端面14eに直接または間接的に密着されていれば良い。
この発明は、X線CT装置及びX線診断装置に使用される回転陽極型X線管装置に限定されるものではなく、全ての回転陽極型X線管装置に適用することができる。
The cooling medium 7 is not limited to an aqueous system, and insulating oil or a gas body such as air can be used. As the bearing member, a sliding bearing or a magnetic bearing can be used in addition to a rolling bearing such as a ball bearing or a roll bearing. The fixing portion 51 is directly fixed to the housing via an electric insulating member. However, the elastic member, the damping member, or the absorbing member may be disposed between the electric insulating member and the housing, or between the electric insulating member and the fixed portion 51. Thereby, it is also possible to further reduce the vibration of the X-ray tube apparatus accompanying the rotation of the rotating part. The electrical insulating material of the high voltage connector 30 may be in close contact with the end surface 14e of the support member 14 directly or indirectly.
The present invention is not limited to the rotary anode X-ray tube apparatus used in the X-ray CT apparatus and the X-ray diagnostic apparatus, but can be applied to all rotary anode X-ray tube apparatuses.

この発明の第1の実施の形態に係る回転陽極型X線管装置を示す概略分解断面図。1 is a schematic exploded sectional view showing a rotary anode X-ray tube device according to a first embodiment of the present invention. この発明の第2の実施の形態に係る回転陽極型X線管装置を示す概略分解断面図。The schematic exploded sectional view which shows the rotary anode type | mold X-ray tube apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施の形態に係る回転陽極型X線管装置を示す概略分解断面図。The schematic exploded sectional view which shows the rotary anode type | mold X-ray tube apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…X線管装置、3…ハウジング、5…X線管本体、3a…(X線管本体の)窓部、5b…(X線管本体の)冷却液入り口、5c…(X線管本体の)冷却液出口、5d…(X線管本体の)濡れ性の低い隙間、7…冷却液(水系冷却媒体)、7a…冷却器(クーラーユニット)、7b…熱交換器、7c…ポンプ、8…循環路、11…真空外囲器、11b…(真空外囲器の)窓部、11c…(真空外囲器の)端部、11d…(真空外囲器の)先端部、11e…(真空外囲器の)濡れ性低減フランジ、13…陰極、14…支持部材、14a…陰極保持体、14b…高電圧配線部、14c…高電圧供給端子、14d…板部、14e…端面、14f…側面、15…陽極ターゲット、30…高電圧コネクター、31…蓋部、32…エポキシ樹脂、33…シリコーンプレート、34…高電圧ケーブル、51…(円筒状の)固定部、51a…(円筒状の固定部の)接続構体、53…磁性流体真空シール部材、55…ころがり軸受け(ベアリング)、57…支持部材、59…真空外囲器保持部、59a…(真空外囲器保持部の)円筒部分、61…シール部材、63…固定部材、65…溶接部、69…永久磁石、71…ステータコイル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube apparatus, 3 ... Housing, 5 ... X-ray tube main body, 3a ... Window part (of X-ray tube main body) 5b ... Coolant inlet (of X-ray tube main body), 5c ... (X-ray tube main body) ) Coolant outlet, 5d ... (low X-ray tube body) gap, low wettability, 7 ... Coolant (aqueous coolant), 7a ... Cooler (cooler unit), 7b ... Heat exchanger, 7c ... Pump, 8 ... circulation path, 11 ... vacuum envelope, 11b ... window portion (vacuum envelope), 11c ... end portion (vacuum envelope), 11d ... tip portion (vacuum envelope), 11e ... Wet reduction flange (of vacuum envelope), 13 ... cathode, 14 ... support member, 14a ... cathode holding body, 14b ... high voltage wiring part, 14c ... high voltage supply terminal, 14d ... plate part, 14e ... end face, 14f ... side, 15 ... anode target, 30 ... high voltage connector, 31 ... lid, 32 ... epoxy resin, 33 ... si Cone plate 34... High voltage cable 51... (Cylindrical) fixing part 51 a... (Cylindrical fixing part) connection structure 53. Magnetic fluid vacuum seal member 55. Support member, 59 ... vacuum envelope holding part, 59a ... cylindrical portion (of vacuum envelope holding part), 61 ... sealing member, 63 ... fixing member, 65 ... welded part, 69 ... permanent magnet, 71 ... stator coil .

Claims (24)

陽極ターゲットと一体化され、回転可能に形成された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、前記真空外囲器を回転可能に保持するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、少なくとも前記陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置され、静止した陰極と、
前記陰極を支持する支持部材と、
前記真空外囲器並びにハウジング若しくはハウジングに固定された固定体の間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、
前記陰極に高電圧を与える高電圧コネクターと、を備え、
前記支持部材は、
前記陰極に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記高電圧供給端子とともに前記ハウジング外部に露出した端面と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する側面と、を有し、
前記高電圧コネクターは、前記高電圧供給端子に電気的に接続され、
前記高電圧コネクターの電気絶縁材は、前記支持部材の端面に直接または間接的に密着されている回転陽極型X線管装置。
A vacuum envelope integrated with the anode target and formed to be rotatable;
A housing that houses at least the vacuum envelope and rotatably holds the vacuum envelope;
A circulation path formed in the housing and in which a cooling medium circulates in the vicinity of at least the anode target;
A stationary cathode housed in the vacuum envelope and stationary;
A support member for supporting the cathode;
A bearing mechanism and a vacuum seal mechanism provided between the vacuum envelope and the housing or a fixed body fixed to the housing;
A rotation driving device for rotating the vacuum envelope;
A high voltage connector for applying a high voltage to the cathode,
The support member is
A high-voltage wiring portion electrically connected to the cathode;
A high voltage supply terminal electrically connected to the high voltage wiring portion and exposed outside the housing;
An end face exposed to the outside of the housing together with the high voltage supply terminal;
A side surface located in the housing, surrounding the high voltage wiring portion and in contact with the cooling medium,
The high voltage connector is electrically connected to the high voltage supply terminal;
The rotary anode type X-ray tube device in which the electrical insulating material of the high voltage connector is in close contact with the end face of the support member directly or indirectly.
前記支持部材の端面は、平面である請求項1に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein an end surface of the support member is a flat surface. 前記支持部材の端面は、前記ハウジング内部から外部に向かって凸な凸面である請求項1に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein an end surface of the support member is a convex surface that protrudes from the inside of the housing toward the outside. 前記支持部材の端面は、前記ハウジング外部から内部に向かって凹んだ凹面である請求項1に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein an end surface of the support member is a concave surface that is recessed from the outside to the inside of the housing. 前記ハウジングは、前記循環路に繋がっているとともに前記支持部材の側面に対向した位置に形成された冷却媒体入り口を有している請求項1に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the housing has a cooling medium inlet formed at a position connected to the circulation path and facing a side surface of the support member. 前記ハウジングは、前記ハウジング内部で、前記冷却媒体入り口及び陽極ターゲットの間に位置し、真空外囲器を保持する真空外囲器保持部を有し、
前記真空外囲器保持部は、この一部を貫通させて前記循環路を形成している請求項5に記載の回転陽極型X線管装置。
The housing has a vacuum envelope holding part that is located between the cooling medium inlet and the anode target inside the housing and holds a vacuum envelope.
The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 5, wherein the vacuum envelope holding part penetrates a part of the vacuum envelope holding part to form the circulation path.
前記真空外囲器保持部より前記陽極ターゲット側に位置し、前記ハウジング及び支持部材を固定する固定部材をさらに備え、
前記真空外囲器保持部は、この一部を貫通させて前記支持部材の側面及び固定部材の間にも前記循環路を形成している請求項6に記載の回転陽極型X線管装置。
It further includes a fixing member that is positioned closer to the anode target than the vacuum envelope holding part and fixes the housing and the support member,
The rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 6, wherein the vacuum envelope holding portion penetrates a part of the vacuum envelope holding part to form the circulation path between the side surface of the support member and the fixing member.
前記真空シール機構は、磁性流体真空シール部材を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the vacuum seal mechanism includes a magnetic fluid vacuum seal member. 前記冷却媒体を冷却する熱交換器と、
前記冷却媒体を、前記熱交換器を循環させるとともに前記ハウジング及び真空外囲器の間を循環させる循環ポンプと、をさらに備えている請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。
A heat exchanger for cooling the cooling medium;
The rotation according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a circulation pump that circulates the cooling medium between the housing and the vacuum envelope while circulating the heat exchanger. Anode X-ray tube device.
前記冷却媒体は、前記ハウジングと前記真空外囲器との間において、不活性気体と接触するとともに、予め前記不活性気体が飽和状態で溶解されている請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。   The cooling medium is in contact with an inert gas between the housing and the vacuum envelope, and the inert gas is dissolved in a saturated state in advance. The rotating anode type X-ray tube device according to item. 前記冷却媒体は、主要な成分が水である水系冷却媒体であることを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the cooling medium is an aqueous cooling medium whose main component is water. 前記水系冷却媒体の導電率は、1mS/m以下である請求項11に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode type X-ray tube device according to claim 11, wherein the conductivity of the aqueous cooling medium is 1 mS / m or less. 電子が衝突することでX線を発生する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、
前記陽極ターゲット及び電子放出源を所定の減圧下で保持する真空外囲器と、
前記真空外囲器を収容し、前記真空外囲器との間に冷却液が循環可能に密閉するハウジングと、
前記ハウジングに前記電子放出源を固定する支持部材と、
前記真空外囲器を前記ハウジング内で回転可能に保持する保持部材と、
前記真空外囲器及び保持部材の間に位置し、前記真空外囲器内の圧力を維持しながら前記真空外囲器の前記ハウジング内での回転を可能とする真空シール部材と、
前記電子放出源に高電圧を与える高電圧コネクターと、を備え、
前記支持部材は、
前記電子放出源に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記高電圧供給端子とともに前記ハウジング外部に露出した端面と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却液に接する側面と、を有し、
前記高電圧コネクターは、前記高電圧供給端子に電気的に接続され、
前記高電圧コネクターの電気絶縁材は、前記支持部材の端面に直接または間接的に密着されている回転陽極型X線管装置。
An anode target that generates X-rays when electrons collide;
An electron emission source for emitting electrons toward the anode target;
A vacuum envelope for holding the anode target and the electron emission source under a predetermined reduced pressure;
A housing containing the vacuum envelope and hermetically sealed so that a coolant can circulate between the vacuum envelope;
A support member for fixing the electron emission source to the housing;
A holding member for rotatably holding the vacuum envelope in the housing;
A vacuum seal member that is located between the vacuum envelope and the holding member and enables the rotation of the vacuum envelope in the housing while maintaining the pressure in the vacuum envelope;
A high voltage connector for applying a high voltage to the electron emission source,
The support member is
A high voltage wiring portion electrically connected to the electron emission source;
A high voltage supply terminal electrically connected to the high voltage wiring portion and exposed outside the housing;
An end face exposed to the outside of the housing together with the high voltage supply terminal;
A side surface located within the housing, surrounding the high voltage wiring portion, and in contact with the coolant;
The high voltage connector is electrically connected to the high voltage supply terminal;
The rotary anode type X-ray tube device in which the electrical insulating material of the high voltage connector is in close contact with the end face of the support member directly or indirectly.
前記支持部材の端面は、平面である請求項13に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 13, wherein an end surface of the support member is a flat surface. 前記支持部材の端面は、前記ハウジング内部から外部に向かって凸な凸面である請求項13に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode type X-ray tube device according to claim 13, wherein an end surface of the support member is a convex surface convex from the inside of the housing toward the outside. 前記支持部材の端面は、前記ハウジング外部から内部に向かって凹んだ凹面である請求項13に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode type X-ray tube device according to claim 13, wherein an end surface of the support member is a concave surface recessed from the outside of the housing toward the inside. 前記ハウジングは、前記循環路に繋がっているとともに前記支持部材の側面に対向した位置に形成された冷却媒体入り口を有している請求項13に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 13, wherein the housing has a cooling medium inlet formed at a position facing the side surface of the support member while being connected to the circulation path. 前記ハウジングは、前記ハウジング内部で、前記冷却媒体入り口及び陽極ターゲットの間に位置し、真空外囲器を保持する真空外囲器保持部を有し、
前記真空外囲器保持部は、この一部を貫通させて前記循環路を形成している請求項17に記載の回転陽極型X線管装置。
The housing has a vacuum envelope holding part that is located between the cooling medium inlet and the anode target inside the housing and holds a vacuum envelope.
The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 17, wherein the vacuum envelope holding part penetrates a part of the vacuum envelope holding part to form the circulation path.
前記真空外囲器保持部より前記陽極ターゲット側に位置し、前記ハウジング及び支持部材を固定する固定部材をさらに備え、
前記真空外囲器保持部は、この一部を貫通させて前記支持部材の側面及び固定部材の間にも前記循環路を形成している請求項18に記載の回転陽極型X線管装置。
It further includes a fixing member that is positioned closer to the anode target than the vacuum envelope holding part and fixes the housing and the support member,
19. The rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 18, wherein the vacuum envelope holding part penetrates a part of the vacuum envelope holding part to form the circulation path between a side surface of the support member and a fixing member.
前記真空シール機構は、磁性流体真空シール部材を含むことを特徴とする請求項13乃至請求項19の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to any one of claims 13 to 19, wherein the vacuum seal mechanism includes a magnetic fluid vacuum seal member. 前記冷却液を冷却する熱交換器と、
前記冷却液を、前記熱交換器を循環させるとともに前記ハウジング及び真空外囲器の間を循環させる循環ポンプと、をさらに備えている請求項13乃至請求項20の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。
A heat exchanger for cooling the coolant;
The rotation according to any one of claims 13 to 20, further comprising a circulation pump that circulates the coolant through the heat exchanger and circulates between the housing and the vacuum envelope. Anode X-ray tube device.
前記冷却液は、前記ハウジングと前記真空外囲器との間において、不活性気体と接触するとともに、予め前記不活性気体が飽和状態で溶解されている請求項13乃至請求項21の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。   The coolant is in contact with an inert gas between the housing and the vacuum envelope, and the inert gas is dissolved in a saturated state in advance. The rotating anode type X-ray tube device according to item. 前記冷却液は、主要な成分が水である水系冷却媒体であることを特徴とする請求項13乃至請求項22の何れか1項に記載の回転陽極型X線管装置。   The rotary anode X-ray tube apparatus according to any one of claims 13 to 22, wherein the coolant is an aqueous coolant whose main component is water. 前記水系冷却媒体の導電率は、1mS/m以下である請求項23に記載の回転陽極型X線管装置。   24. The rotary anode X-ray tube device according to claim 23, wherein the conductivity of the aqueous cooling medium is 1 mS / m or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105006415A (en) * 2015-08-18 2015-10-28 上海宏精医疗器械有限公司 Novel X-ray tube rotating anode device

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