JP2010080347A - Fixed anode x-ray tube device - Google Patents

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Hiroyuki Oda
裕之 織田
Katsunori Shimizu
克則 清水
Ryoichi Ueda
良一 上田
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Toshiba Corp
Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixed anode X-ray tube device of an excellent withstand voltage characteristic. <P>SOLUTION: This fixed anode X-ray tube device includes a vacuum envelope 2, an anode target 6, a cathode filament 8, an electric power supply part for supplying a high voltage to the anode target, a tube container 15, a high-voltage cable 13, an insulating fixing member 20, and an insulating material 16. The high-voltage cable 13 is led out to an outside of the tube container 15 while penetrated through one part of the tube container 15, and impresses a high voltage to the anode target 6 via the electric power supply part. The fixing member 20 has a through hole 20h inserted with the high-voltage cable 13, and fixes the high-voltage cable. The insulating material 16 envelopes an outer face of the high-voltage cable 13 positioned in an inside of the tube container 15, and is packed in the inside of the tube container 15. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、固定陽極型X線管装置に関する。   The present invention relates to a fixed anode type X-ray tube apparatus.

一般に、X線管装置として、固定陽極型X線管装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。固定陽極型X線管装置は、真空外囲器、陽極ターゲット、陰極フィラメント、支持体、放熱体、絶縁材及び高圧ケーブルを備えている。真空外囲器の一端の平坦部にX線を透過する出力窓が設けられている。   In general, a fixed anode type X-ray tube apparatus is known as an X-ray tube apparatus (for example, see Patent Documents 1 and 2). The fixed anode X-ray tube apparatus includes a vacuum envelope, an anode target, a cathode filament, a support, a heat radiator, an insulating material, and a high-voltage cable. An output window that transmits X-rays is provided in a flat portion at one end of the vacuum envelope.

陽極ターゲットは、真空外囲器の内部に配置され、出力窓に対向している。陰極フィラメントは、真空外囲器の内部に配置され、陽極ターゲットに照射する電子を放出するものである。支持体は、真空外囲器内に設けられている。支持体の一端部は、陽極ターゲットを支持している。支持体の他端部は、真空外囲器に接合され、かつ、真空外囲器の外側に突出している。   The anode target is disposed inside the vacuum envelope and faces the output window. The cathode filament is disposed inside the vacuum envelope and emits electrons for irradiating the anode target. The support is provided in the vacuum envelope. One end of the support supports the anode target. The other end of the support is joined to the vacuum envelope and protrudes outside the vacuum envelope.

放熱体は、支持体の他端部に接続されている。放熱体は、陽極ターゲットで発生して支持体に伝達された熱を放出するためのものである。絶縁材は、放熱体の周り及び放熱体の内側に設けられている。高圧ケーブルは、陽極ターゲットに高電圧を印加するためのものである。より詳しくは、陽極ターゲットへは、給電部を介して高圧ケーブルから高電圧が供給される。
特開2007−42434号公報 特表2001−504988号公報
The radiator is connected to the other end of the support. The heat radiating body is for releasing heat generated in the anode target and transmitted to the support. The insulating material is provided around the radiator and inside the radiator. The high voltage cable is for applying a high voltage to the anode target. More specifically, a high voltage is supplied to the anode target from a high voltage cable via a power feeding unit.
JP 2007-42434 A JP-T-2001-504988

近年、X線管のオイルフリー化により、真空外囲器の外側に充填される絶縁材は絶縁樹脂が採用される傾向にある。一方、高圧端子に高圧ケーブルから高電圧を供給することで、陽極ターゲットには高電圧が印加される。このため、高圧ケーブルから高電圧が供給されても、絶縁材は絶縁特性を保持する必要がある。   In recent years, due to the oil-free X-ray tube, an insulating resin tends to be used as the insulating material filled outside the vacuum envelope. On the other hand, a high voltage is applied to the anode target by supplying a high voltage from the high voltage cable to the high voltage terminal. For this reason, even if a high voltage is supplied from the high-voltage cable, the insulating material needs to retain the insulating characteristics.

絶縁材に絶縁樹脂を用いた場合、高圧ケーブルはその絶縁樹脂を通して、一般的にX線管装置の高圧電源に接続される。例えば、X線管の管軸方向に沿って高圧ケーブルが延出して配置されている場合、管軸方向の力が高圧ケーブルに加わっても絶縁樹脂に力は加わらず、高圧端子と高圧ケーブルの接続が十分為されていれば問題無い。しかし、管軸方向に垂直な方向の力が高圧ケーブルに加わった場合、高圧ケーブルから絶縁樹脂に力が加わり、絶縁樹脂が破損されてしまう恐れがある。   When an insulating resin is used as the insulating material, the high voltage cable is generally connected to a high voltage power source of the X-ray tube device through the insulating resin. For example, when a high-voltage cable is extended and arranged along the tube axis direction of the X-ray tube, even if a force in the tube axis direction is applied to the high-voltage cable, no force is applied to the insulating resin. There is no problem if the connection is sufficient. However, when a force perpendicular to the tube axis direction is applied to the high-voltage cable, the force is applied to the insulating resin from the high-voltage cable, and the insulating resin may be damaged.

絶縁樹脂が破損すると、X線管の絶縁特性が著しく劣化し、場合によってはX線管として機能しなくなる恐れがある。この問題を絶縁樹脂だけで対策するとなると、絶縁樹脂の硬度を上げる、絶縁樹脂と高圧ケーブルの接触している領域を増やすこと等が考えられる。しかし、樹脂の硬度変更は容易ではない。また、接触領域を増やすとX線管の体積が増えるため、コストアップやダウンサイジング化に弊害となる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、耐電圧特性に優れた固定陽極型X線管装置を提供することにある。
If the insulating resin is damaged, the insulating properties of the X-ray tube are remarkably deteriorated, and in some cases, the X-ray tube may not function. If this problem is solved only by the insulating resin, it is conceivable to increase the hardness of the insulating resin, increase the contact area between the insulating resin and the high-voltage cable, or the like. However, changing the hardness of the resin is not easy. Further, if the contact area is increased, the volume of the X-ray tube is increased, which is detrimental to cost increase and downsizing.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fixed anode X-ray tube apparatus having excellent withstand voltage characteristics.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る固定陽極型X線管装置は、
X線を透過する出力窓が形成された真空外囲器と、
前記真空外囲器内に設けられ、前記出力窓に対向した陽極ターゲットと、
前記真空外囲器内に設けられ、前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極フィラメントと、
前記陽極ターゲットに高電圧を供給する給電部と、
前記真空外囲器の一部及び前記給電部を収容する管容器と、
前記給電部に接続され、前記管容器の一部を貫通して前記管容器の外部に引き出され、前記給電部を介して前記陽極ターゲットに高電圧を印加する高圧ケーブルと、
前記管容器の内部及び外部に繋がっているとともに前記高圧ケーブルが挿入された貫通孔を有し、前記管容器内及び前記貫通孔内に位置した前記高圧ケーブルを固定する絶縁性の固定部材と、
前記管容器内に位置した前記高圧ケーブルの外面を囲み、前記管容器の内部に充填された絶縁材と、を備えている。
In order to solve the above problems, a fixed anode X-ray tube apparatus according to an aspect of the present invention includes:
A vacuum envelope formed with an output window that transmits X-rays;
An anode target provided in the vacuum envelope and facing the output window;
A cathode filament that is provided in the vacuum envelope and emits electrons for irradiating the anode target;
A power feeding section for supplying a high voltage to the anode target;
A tube container for housing a part of the vacuum envelope and the power feeding unit;
A high-voltage cable that is connected to the power supply unit, passes through a part of the tube container, is pulled out of the tube container, and applies a high voltage to the anode target through the power supply unit;
An insulative fixing member that is connected to the inside and outside of the tube container and has a through-hole into which the high-voltage cable is inserted, and that fixes the high-voltage cable located in the tube container and the through-hole;
An insulating material that surrounds an outer surface of the high-voltage cable located in the tube container and is filled in the tube container.

この発明によれば、耐電圧特性に優れた固定陽極型X線管装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fixed anode X-ray tube device having excellent withstand voltage characteristics.

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る固定陽極型X線管装置について詳細に説明する。
図1に示すように、固定陽極型X線管装置は、真空外囲器2と、陽極ターゲット6と、支持体9と、陰極フィラメント8と、給電部としての高圧端子14と、管容器15と、放熱体17と、絶縁材16と、高圧ケーブル13と、固定部材20とを備えている。
Hereinafter, a fixed anode X-ray tube apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the fixed anode X-ray tube apparatus includes a vacuum envelope 2, an anode target 6, a support 9, a cathode filament 8, a high voltage terminal 14 as a power feeding unit, and a tube container 15. A heat dissipating member 17, an insulating material 16, a high voltage cable 13, and a fixing member 20.

真空外囲器2は、内部を真空保持している。真空外囲器2は、管軸に沿った方向(以下、管軸方向と称する)dの一端側の金属外囲器3と、高電圧絶縁部を構成する部分である他端側の絶縁外囲器4とを組み合わせて構成されている。   The vacuum envelope 2 holds the inside in a vacuum. The vacuum envelope 2 includes a metal envelope 3 on one end side in a direction along the tube axis (hereinafter referred to as a tube axis direction) d, and an insulation outside on the other end which is a portion constituting a high voltage insulating portion. It is configured in combination with the envelope 4.

金属外囲器3は、その先端外径が徐々に細くなる筒状で、先端面が平坦に形成され、その平坦部分にX線を透過する出力窓5が設けられている。この出力窓5は、X線の減衰が少ない材料として例えばベリリウム(Be)で形成されている。絶縁外囲器4は、電気絶縁性セラミックスなどの絶縁材料で筒状に形成されている。   The metal envelope 3 has a cylindrical shape whose outer diameter is gradually narrowed, the tip surface is formed flat, and an output window 5 that transmits X-rays is provided in the flat portion. The output window 5 is made of, for example, beryllium (Be) as a material with little X-ray attenuation. The insulating envelope 4 is formed in a cylindrical shape with an insulating material such as electrically insulating ceramics.

また、真空外囲器2の内部には、出力窓5に管軸方向dに対向して陽極ターゲット6が配置され、この陽極ターゲット6の外側に収束電極7が配置され、この収束電極7の外側に陰極フィラメント8が配置されている。陰極フィラメント8は、収束電極7の外周部に固定されている。   An anode target 6 is disposed inside the vacuum envelope 2 so as to face the output window 5 in the tube axis direction d, and a focusing electrode 7 is disposed outside the anode target 6. A cathode filament 8 is disposed outside. The cathode filament 8 is fixed to the outer peripheral portion of the focusing electrode 7.

また、真空外囲器2内の中心部には支持体9が配置されている。支持体9の一端部が収束電極7の内側に配置されるとともに先端で陽極ターゲット6を支持している。支持体9の他端部は、絶縁外囲器4の他端側から外部に露出するとともに、放熱体17によって絶縁外囲器4に封止状態に結合されている。ここでは、支持体9の他端部は、絶縁外囲器4の他端側から外部に突出して露出している。支持体9の一端部及び他端部は、管軸方向dに対向している。   A support body 9 is disposed at the center of the vacuum envelope 2. One end of the support 9 is disposed inside the focusing electrode 7 and supports the anode target 6 at the tip. The other end portion of the support body 9 is exposed to the outside from the other end side of the insulating envelope 4 and is coupled to the insulating envelope 4 in a sealed state by the heat radiating body 17. Here, the other end portion of the support 9 protrudes from the other end side of the insulating envelope 4 and is exposed. One end and the other end of the support 9 are opposed to the tube axis direction d.

支持体9の他端部の端面には、支持体9の内部に形成された排気路11を通じて真空外囲器2内を排気するための排気管12が設けられているとともに、陽極ターゲット6に高電圧を印加するための高圧ケーブル13が接続される高圧端子14が設けられている。   An exhaust pipe 12 for exhausting the inside of the vacuum envelope 2 through an exhaust passage 11 formed inside the support 9 is provided on the end surface of the other end of the support 9. A high voltage terminal 14 to which a high voltage cable 13 for applying a high voltage is connected is provided.

放熱体17は、支持体9の他端部及び絶縁外囲器4に接続されている。放熱体17は筒状に形成されている。放熱体17は、高圧端子14が露出するよう形成されている。放熱体17は、一般的に金属等の導電物で形成されている。   The heat radiating body 17 is connected to the other end portion of the support 9 and the insulating envelope 4. The radiator 17 is formed in a cylindrical shape. The radiator 17 is formed so that the high-voltage terminal 14 is exposed. The heat radiating body 17 is generally formed of a conductive material such as metal.

高圧ケーブル13は、管容器15の内部に位置しているとともに管容器15の一部を貫通して管容器15の外部に引き出されている。高圧ケーブル13は、高圧端子14に接続されている。高圧ケーブル13は、高圧端子14を介して陽極ターゲット6に高電圧を印加するためのものである。
また、真空外囲器2の一部である絶縁外囲器4、絶縁外囲器4から突出した支持体9の他端部、放熱体17及び高圧端子14などが、管容器15に収容されている。管容器15は、X線管の保護のための堅牢さ、成型しやすさ、熱伝導率の良好さ、電位安定さ等から、金属材料、すなわち導電性材料を用いて形成されている。
The high-voltage cable 13 is located inside the tube container 15, passes through a part of the tube container 15, and is drawn out of the tube container 15. The high voltage cable 13 is connected to the high voltage terminal 14. The high voltage cable 13 is for applying a high voltage to the anode target 6 via the high voltage terminal 14.
Further, the insulating envelope 4 which is a part of the vacuum envelope 2, the other end portion of the support 9 protruding from the insulating envelope 4, the radiator 17 and the high-voltage terminal 14 are accommodated in the tube container 15. ing. The tube container 15 is formed using a metal material, that is, a conductive material, from the viewpoint of robustness for protecting the X-ray tube, ease of molding, good thermal conductivity, potential stability, and the like.

絶縁性の固定部材20は、筒状に形成され、管容器15に固定されている。固定部材20は、管容器15の内部及び外部に繋がっているとともに高圧ケーブル13が挿入された貫通孔20hを有している。固定部材20は、管容器15内及び貫通孔20h内に位置した高圧ケーブル13を固定するものである。固定部材20を形成する材料は、エポキシ、ガラスエポキシ、ポリブチレンテレフタレート等の絶縁性の材料であり、かつ成形性が良いものが好ましい。固定部材20は、管容器15内及び高圧ケーブル13間の電気絶縁性を保持している。なお、固定部材20は、固体であり、硬いものである。   The insulating fixing member 20 is formed in a cylindrical shape and is fixed to the tube container 15. The fixing member 20 is connected to the inside and the outside of the tube container 15 and has a through hole 20h into which the high-voltage cable 13 is inserted. The fixing member 20 fixes the high voltage cable 13 located in the tube container 15 and the through hole 20h. The material for forming the fixing member 20 is preferably an insulating material such as epoxy, glass epoxy, polybutylene terephthalate, etc., and has good moldability. The fixing member 20 maintains electrical insulation between the tube container 15 and the high-voltage cable 13. The fixing member 20 is solid and hard.

管容器15の内部には、シリコーン樹脂などのポッティング材である絶縁材16が充填されている。より詳しくは、絶縁材16は、管容器15並びに絶縁外囲器4及び放熱体17間に充填されている。絶縁材16は、管容器15内に位置した高圧ケーブル13の外面を囲んでいる。   The tube container 15 is filled with an insulating material 16 which is a potting material such as silicone resin. More specifically, the insulating material 16 is filled between the tube container 15 and the insulating envelope 4 and the radiator 17. The insulating material 16 surrounds the outer surface of the high voltage cable 13 located in the tube container 15.

高圧ケーブル13と貫通孔20hとの間に隙間がある場合、絶縁材16は高圧ケーブル13及び貫通孔20h間に充填されていると好ましく、この場合、絶縁材16の表面の周縁が貫通孔20hに囲まれているとより好ましい。   When there is a gap between the high voltage cable 13 and the through hole 20h, the insulating material 16 is preferably filled between the high voltage cable 13 and the through hole 20h. In this case, the peripheral edge of the surface of the insulating material 16 is the through hole 20h. It is more preferable that it is surrounded by.

なお、図示しないが、管容器15の外面には、管容器15を冷却する冷却器が配設されていても良い。すなわち、陽極ターゲット6への電子の衝突によって熱が発生し、この陽極ターゲット6の熱が支持体9に伝わり、この支持体9の他端部に接続されている放熱体17を介して絶縁外囲器4、管容器15及び絶縁材16などへ放散及び伝導され。管容器15に熱が伝導される。   Although not shown, a cooler for cooling the tube container 15 may be disposed on the outer surface of the tube container 15. That is, heat is generated by the collision of electrons with the anode target 6, and the heat of the anode target 6 is transmitted to the support 9, and the insulation target is removed via the radiator 17 connected to the other end of the support 9. It is diffused and conducted to the envelope 4, the tube container 15, the insulating material 16, and the like. Heat is conducted to the tube container 15.

そこで、上記冷却器を用いることにより、陽極ターゲット6からの熱を管容器15の外面を冷却する冷却器により放出することができる。冷却器には、固定陽極型X線管装置の入力に応じて例えば空冷式若しくは液冷式、又はヒートパイプ式を選択できるが、維持管理が容易な空冷式、又はヒートパイプ式が好ましい。冷却器はラジエータであっても良い。   Therefore, by using the cooler, heat from the anode target 6 can be released by the cooler that cools the outer surface of the tube container 15. As the cooler, for example, an air-cooled type, a liquid-cooled type, or a heat pipe type can be selected according to the input of the fixed anode X-ray tube device, but an air-cooled type or a heat pipe type that is easy to maintain is preferable. The cooler may be a radiator.

上記したように固定陽極型X線管装置を構成することにより、高圧ケーブル13に外部から力が加えられることにより生じる絶縁材16の破損を防ぐことができるが、以下、その理由について詳細に説明する。   By configuring the fixed anode type X-ray tube device as described above, it is possible to prevent damage to the insulating material 16 caused by external force applied to the high-voltage cable 13. The reason will be described in detail below. To do.

高電圧が印加される高圧ケーブル13と、導電性の管容器15との間にはある一定の距離が必要である。容易に一定の距離をとる手段としては、絶縁材16が樹脂の場合、固定部材20を設けずに、絶縁材16で距離をとる手段が考えられる。   A certain distance is required between the high voltage cable 13 to which a high voltage is applied and the conductive tube container 15. As a means for easily taking a certain distance, when the insulating material 16 is resin, a means for taking the distance with the insulating material 16 without providing the fixing member 20 can be considered.

しかし、高圧ケーブル13の軸に対し垂直方向の力が高圧ケーブル13に加えられた場合、その力は高圧ケーブル13及び管容器15間の絶縁材16に伝わることになる。そして、加えられる力が大きい場合、絶縁材16を破損してしまうことになる。絶縁材16の破損は、絶縁特性が著しく劣化してしまうことを意味するものである。このため、場合によっては高電圧を印加することができず、X線管としての機能をなさなくなる可能性がある。   However, when a force perpendicular to the axis of the high-voltage cable 13 is applied to the high-voltage cable 13, the force is transmitted to the insulating material 16 between the high-voltage cable 13 and the tube container 15. And when the force added is large, the insulating material 16 will be damaged. The breakage of the insulating material 16 means that the insulating characteristics are remarkably deteriorated. For this reason, in some cases, a high voltage cannot be applied, and the function as an X-ray tube may not be achieved.

そこで、上述したように、固定部材20を管容器15に固定し、貫通孔20hに高圧ケーブル13を通している。これにより、高圧ケーブル13の軸に対し垂直方向の力が高圧ケーブル13に加えられた場合においても、その力は固定部材20により制限され、絶縁材16に加えられる力は激減する。結果、高圧ケーブル13に力が加えられても絶縁材16に影響の無い、すなわち、耐電圧特性に優れ、堅牢なX線管を得ることができるものである。   Therefore, as described above, the fixing member 20 is fixed to the tube container 15, and the high-voltage cable 13 is passed through the through hole 20h. Thereby, even when a force perpendicular to the axis of the high-voltage cable 13 is applied to the high-voltage cable 13, the force is limited by the fixing member 20, and the force applied to the insulating material 16 is drastically reduced. As a result, even if a force is applied to the high-voltage cable 13, the insulating material 16 is not affected, that is, a robust X-ray tube having excellent withstand voltage characteristics can be obtained.

上記のように構成された固定陽極型X線管装置によれば、固定陽極型X線管装置は、真空外囲器2と、陽極ターゲット6と、支持体9と、陰極フィラメント8と、放熱体17と、高圧端子14と、管容器15と、絶縁材16と、高圧ケーブル13と、固定部材20とを備えている。   According to the fixed anode X-ray tube apparatus configured as described above, the fixed anode X-ray tube apparatus includes the vacuum envelope 2, the anode target 6, the support 9, the cathode filament 8, the heat dissipation. A body 17, a high voltage terminal 14, a tube container 15, an insulating material 16, a high voltage cable 13, and a fixing member 20 are provided.

固定部材20は、絶縁性を有するものであり、高圧ケーブル13が挿入された貫通孔20hを有し、管容器15内及び貫通孔20hに位置した高圧ケーブル13を固定するものである。このため、高圧ケーブル13の軸に対し垂直方向の力が高圧ケーブル13に加えられた場合においても、その力は固定部材20により制限され、絶縁材16に加えられる力を激減させることができる。これにより、高圧ケーブル13に力が加えられても絶縁材16に影響の無い、すなわち、耐電圧特性に優れ、堅牢なX線管を得ることができるものである。
上記したことから、耐電圧特性に優れた固定陽極型X線管装置を得ることができる。
The fixing member 20 has insulating properties, has a through hole 20h into which the high voltage cable 13 is inserted, and fixes the high voltage cable 13 located in the tube container 15 and in the through hole 20h. For this reason, even when a force perpendicular to the axis of the high-voltage cable 13 is applied to the high-voltage cable 13, the force is limited by the fixing member 20, and the force applied to the insulating material 16 can be drastically reduced. Thereby, even if a force is applied to the high-voltage cable 13, the insulating material 16 is not affected, that is, a robust X-ray tube having excellent withstand voltage characteristics can be obtained.
From the above, it is possible to obtain a fixed anode type X-ray tube device having excellent withstand voltage characteristics.

次にこの発明の他の実施の形態に係る固定陽極型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。   Next, a fixed anode X-ray tube apparatus according to another embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted.

図2、図3及び図4に示すように、固定陽極型X線管装置は、真空外囲器2と、陽極ターゲット6と、支持体9と、陰極フィラメント8と、接合体10と、給電部としての高圧端子14と、管容器15と、放熱体17と、絶縁材16と、高圧ケーブル13と、固定部材20とを備えている。   As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the fixed anode X-ray tube apparatus includes a vacuum envelope 2, an anode target 6, a support 9, a cathode filament 8, a joined body 10, and a power supply. A high-voltage terminal 14, a tube container 15, a radiator 17, an insulating material 16, a high-voltage cable 13, and a fixing member 20 are provided.

支持体9の他端部は、接合体10によって絶縁外囲器4に封止状態に結合されている。放熱体17は、筒状に形成されている。放熱体17は、支持体9及び接合体10に接続されている。放熱体17は、管容器15の内部及び外部に繋がっているとともに高圧ケーブル13が挿入された貫通孔17hを有している。放熱体17は、支持体9の他端部に接続され、管容器15の一部を構成している。   The other end of the support 9 is joined to the insulating envelope 4 in a sealed state by a joined body 10. The radiator 17 is formed in a cylindrical shape. The radiator 17 is connected to the support body 9 and the joined body 10. The heat radiating body 17 is connected to the inside and the outside of the tube container 15 and has a through hole 17h into which the high voltage cable 13 is inserted. The radiator 17 is connected to the other end of the support 9 and constitutes a part of the tube container 15.

放熱体17は、放熱体17の内側及び外側に繋がっているとともに、管軸方向dに垂直な方向に延びた貫通部17sを有している。放熱体17は、20W/m・K以上の高熱伝導特性及び10kV/mm以上の高電圧絶縁性を有するセラミックスで例えば窒化アルミニウムを用いることにより、90W/m・K以上の高熱伝導率が得られる。   The heat radiating body 17 is connected to the inside and the outside of the heat radiating body 17 and has a through portion 17 s extending in a direction perpendicular to the tube axis direction d. The radiator 17 is a ceramic having a high thermal conductivity of 20 W / m · K or higher and a high voltage insulating property of 10 kV / mm or higher. For example, by using aluminum nitride, a high thermal conductivity of 90 W / m · K or higher can be obtained. .

固定部材20は、放熱体17に固定されている。より詳しくは、固定部材20は、貫通孔17hに固定されている。固定部材20は、貫通孔20hから外れて位置し、管容器15の内部及び外部に繋がった貫通部20pを有している。ここでは、固定部材20は、3個の貫通部20pを有している。貫通部20pは、固定部材20の内面を凹ませて形成されている。   The fixing member 20 is fixed to the radiator 17. More specifically, the fixing member 20 is fixed to the through hole 17h. The fixing member 20 is located outside the through hole 20h and has a through portion 20p connected to the inside and the outside of the tube container 15. Here, the fixing member 20 has three through portions 20p. The through portion 20p is formed by denting the inner surface of the fixing member 20.

絶縁材16は、貫通孔17h及び貫通部17sにも充填されている。絶縁材16は、貫通部20pを介して充填されている。絶縁材16は、放熱体17の内部及び外部で繋がっている。絶縁材16の表面の周縁は、貫通孔20hに囲まれている。   The insulating material 16 is also filled in the through holes 17h and the through portions 17s. The insulating material 16 is filled through the through portion 20p. The insulating material 16 is connected inside and outside the heat radiating body 17. The peripheral edge of the surface of the insulating material 16 is surrounded by the through hole 20h.

次に、放熱体17に固定部材20を固定し、堅牢なX線管を得たことについて説明する。
放熱体17は、接合体10に接続され、絶縁材16の間を通り、管容器15の外部まで配置されることでX線管に生じる熱を放熱させるものである。放熱体17は固体のため、固定部材20のように高圧ケーブル13を固定することも不可能ではないが、放熱体17は高熱伝導特性と高電圧絶縁性を兼ねるセラミックスのため、材料に制限がでてきてしまうことになる。また、放熱体17は高熱伝導特性であることから高圧ケーブル13近傍に配置すると高圧ケーブル13に温度が伝わってしまうこともあり、放熱体17を高圧ケーブル13近傍に配置することは得策ではない。
Next, the fixing member 20 is fixed to the heat radiating body 17 to obtain a robust X-ray tube.
The heat radiating body 17 is connected to the joined body 10, passes through the insulating material 16, and is disposed to the outside of the tube container 15 to dissipate heat generated in the X-ray tube. Since the radiator 17 is solid, it is not impossible to fix the high-voltage cable 13 like the fixing member 20. However, since the radiator 17 is a ceramic that has both high thermal conductivity and high voltage insulation, the material is limited. It will come out. In addition, since the radiator 17 has high heat conduction characteristics, the temperature may be transmitted to the high-voltage cable 13 when arranged near the high-voltage cable 13, and it is not a good idea to arrange the radiator 17 near the high-voltage cable 13.

一方、高圧ケーブル13の周りを絶縁樹脂で満たすと、上述したように、絶縁樹脂が破損する問題が生じてしまう。そこで、このような場合は、放熱体17に固定部材20を固定することにより、上記のような堅牢なX線管を得ることができることになる。この場合、例えば放熱体17と固定部材20にお互い嵌合する溝を形成することにより、すなわち、固定部材20がネジ、貫通孔17hがネジ穴となることにより容易に固定部材20を固定することが可能となる。   On the other hand, when the periphery of the high-voltage cable 13 is filled with the insulating resin, the problem that the insulating resin is damaged occurs as described above. Therefore, in such a case, by fixing the fixing member 20 to the heat radiating body 17, a robust X-ray tube as described above can be obtained. In this case, for example, the fixing member 20 can be easily fixed by forming grooves that fit into the radiator 17 and the fixing member 20, that is, the fixing member 20 is a screw and the through hole 17h is a screw hole. Is possible.

次に、絶縁材16を管容器15内に充填する方向について説明する。
絶縁材16の材料特性にもよるが、絶縁材16を形成するための絶縁樹脂(ポッティング材)を充填していくと、充填された部分から緩やかに硬化が始まる。よって初期に充填された個所と最後に充填された個所では、絶縁材16の特性が僅かではあるが異なる可能性がある。
Next, the direction in which the insulating material 16 is filled into the tube container 15 will be described.
Although depending on the material characteristics of the insulating material 16, when the insulating resin (potting material) for forming the insulating material 16 is filled, curing gradually starts from the filled portion. Therefore, there is a possibility that the characteristics of the insulating material 16 are slightly different between the initially filled portion and the finally filled portion.

基本的に、絶縁樹脂を充填する方向としては、管軸方向d又は管軸方向dに垂直な方向が考えられる。但し、管軸方向dに垂直な方向から絶縁樹脂を充填すると、管軸に対して非対称に充填されることとなり、仮に上記のような絶縁樹脂のばらつきが生じた場合、X線管の絶縁特性に影響を与える可能性がある。   Basically, the direction in which the insulating resin is filled may be the tube axis direction d or a direction perpendicular to the tube axis direction d. However, when the insulating resin is filled from the direction perpendicular to the tube axis direction d, the filling is asymmetric with respect to the tube axis. If the above-mentioned variation of the insulating resin occurs, the insulation characteristics of the X-ray tube May be affected.

一方、管軸方向dから充填すると、絶縁樹脂にばらつきが生じてもX線管の管軸方向の絶縁特性は均一になるため、X線管の絶縁特性に影響を与えにくいことになる。よって、充填の方向としては管軸方向dから充填したほうが望ましい。   On the other hand, if the filling is performed from the tube axis direction d, the insulation characteristics in the tube axis direction of the X-ray tube become uniform even if the insulating resin varies, and thus the insulation characteristics of the X-ray tube are hardly affected. Therefore, it is desirable to fill from the tube axis direction d as the filling direction.

しかし、高圧ケーブル13がX線管の管軸方向dに延び、その高圧ケーブルの周りに固定部材20が配置されている場合、固定部材20が配置されているため、固定部材20近傍の充填領域への絶縁樹脂の充填が困難になってしまう問題がある。そこで、固定部材20の一部に、高圧ケーブル13を通過させる貫通孔20h以外に絶縁樹脂を充填するための貫通部20pを設けることで、上記問題を解決することができる。   However, when the high-voltage cable 13 extends in the tube axis direction d of the X-ray tube and the fixing member 20 is disposed around the high-voltage cable, the fixing member 20 is disposed. There is a problem that it becomes difficult to fill the insulating resin with the resin. Therefore, the above-mentioned problem can be solved by providing a part of the fixing member 20 with a through part 20p for filling the insulating resin in addition to the through hole 20h through which the high voltage cable 13 passes.

次に、高圧ケーブル13が絶縁材16にダメージを与えないためのより効果的な絶縁材16の位置について説明する。
図5に示すように、固定部材20が絶縁材16に接していない場合、固定部材20により高圧ケーブル13にかかる力は制限されるが、絶縁材16の表面近傍には力が加わってしまう可能性がある。このため、絶縁材16が破損する恐れがある。また、図6に示すように、固定部材20が絶縁材16に完全に埋まっている場合についても、絶縁材16の表面に力が加わり、これが起点となり絶縁材16が破損する恐れがある。
Next, a more effective position of the insulating material 16 for preventing the high voltage cable 13 from damaging the insulating material 16 will be described.
As shown in FIG. 5, when the fixing member 20 is not in contact with the insulating material 16, the force applied to the high-voltage cable 13 is limited by the fixing member 20, but a force may be applied near the surface of the insulating material 16. There is sex. For this reason, there exists a possibility that the insulating material 16 may be damaged. In addition, as shown in FIG. 6, even when the fixing member 20 is completely embedded in the insulating material 16, a force is applied to the surface of the insulating material 16, which may cause the insulating material 16 to be damaged.

一方、図4に示したように、固定部材20が絶縁材16の表面に位置している場合、絶縁材16の表面は固定部材20により制限されている。このため、固定部材20は、絶縁材16を保護することができ、高圧ケーブル13にかかる力による絶縁材16の破損を抑制することができる。よって、固定部材20の管軸方向dの位置に関しては、絶縁材16の表面に位置しているほうが望ましい。   On the other hand, as shown in FIG. 4, when the fixing member 20 is located on the surface of the insulating material 16, the surface of the insulating material 16 is limited by the fixing member 20. For this reason, the fixing member 20 can protect the insulating material 16, and can prevent the insulating material 16 from being damaged by the force applied to the high-voltage cable 13. Therefore, the position of the fixing member 20 in the tube axis direction d is preferably located on the surface of the insulating material 16.

上記のように構成された固定陽極型X線管装置によれば、固定陽極型X線管装置は、真空外囲器2と、陽極ターゲット6と、支持体9と、陰極フィラメント8と、放熱体17と、接合体10と、高圧端子14と、管容器15と、絶縁材16と、高圧ケーブル13と、固定部材20とを備えている。   According to the fixed anode X-ray tube apparatus configured as described above, the fixed anode X-ray tube apparatus includes the vacuum envelope 2, the anode target 6, the support 9, the cathode filament 8, the heat dissipation. The body 17, the joined body 10, the high voltage terminal 14, the tube container 15, the insulating material 16, the high voltage cable 13, and the fixing member 20 are provided.

固定部材20は、絶縁性を有するものであり、高圧ケーブル13が挿入された貫通孔20hを有し、放熱体17に固定され、管容器15内、貫通孔17h及び貫通孔20hに位置した高圧ケーブル13を固定するものである。絶縁材16の表面の周縁は、貫通孔20hに囲まれている。   The fixing member 20 is insulative, has a through hole 20h into which the high voltage cable 13 is inserted, is fixed to the radiator 17, and is located in the tube container 15, in the through hole 17h and the through hole 20h. The cable 13 is fixed. The peripheral edge of the surface of the insulating material 16 is surrounded by the through hole 20h.

このため、高圧ケーブル13の軸に対し垂直方向の力が高圧ケーブル13に加えられた場合においても、その力は固定部材20により制限され、絶縁材16に加えられる力を激減させることができる。これにより、高圧ケーブル13に力が加えられても絶縁材16に影響の無い、すなわち、耐電圧特性に優れ、堅牢なX線管を得ることができるものである。
上記したことから、耐電圧特性に優れた固定陽極型X線管装置を得ることができる。
For this reason, even when a force perpendicular to the axis of the high-voltage cable 13 is applied to the high-voltage cable 13, the force is limited by the fixing member 20, and the force applied to the insulating material 16 can be drastically reduced. Thereby, even if a force is applied to the high-voltage cable 13, the insulating material 16 is not affected, that is, a robust X-ray tube having excellent withstand voltage characteristics can be obtained.
From the above, it is possible to obtain a fixed anode type X-ray tube device having excellent withstand voltage characteristics.

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、固定部材20は、絶縁材16の破損を抑制することができる程度に、高圧ケーブル13の外面との間に隙間を置いて形成されていても良い。固定部材20は、管容器15に固定されていなくとも良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
For example, the fixing member 20 may be formed with a gap between the fixing member 20 and the outer surface of the high-voltage cable 13 to the extent that damage to the insulating material 16 can be suppressed. The fixing member 20 may not be fixed to the tube container 15.

本発明の実施の形態に係る固定陽極型X線管装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the fixed anode type | mold X-ray tube apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る固定陽極型X線管装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the fixed anode type | mold X-ray tube apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 図2に示した線A−Aに沿った固定陽極型X線管装置の断面図であり、特に、高圧ケーブル、絶縁材、固定部材及び放熱体を示す図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the fixed anode X-ray tube device taken along line AA shown in FIG. 2, and particularly shows a high-voltage cable, an insulating material, a fixing member, and a radiator. 図2に示した固定陽極型X線管装置の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of fixed anode type | mold X-ray tube apparatus shown in FIG. 図2に示した固定陽極型X線管装置の比較例を示す断面図。Sectional drawing which shows the comparative example of the fixed anode type | mold X-ray tube apparatus shown in FIG. 図2に示した固定陽極型X線管装置の他の比較例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other comparative example of the fixed anode type X-ray tube apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2…真空外囲器、5…出力窓、6…陽極ターゲット、8…陰極フィラメント、9…支持体、10…接合体、13…高圧ケーブル、14…高圧端子、15…管容器、16…絶縁材、17…放熱体、17h…貫通孔、20…固定部材、20h…貫通孔、20p…貫通部、d…管軸方向。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Vacuum envelope, 5 ... Output window, 6 ... Anode target, 8 ... Cathode filament, 9 ... Support body, 10 ... Assembly, 13 ... High voltage cable, 14 ... High voltage terminal, 15 ... Tube container, 16 ... Insulation Material: 17 ... Radiator, 17h ... Through hole, 20 ... Fixing member, 20h ... Through hole, 20p ... Through part, d ... Tube axis direction.

Claims (4)

X線を透過する出力窓が形成された真空外囲器と、
前記真空外囲器内に設けられ、前記出力窓に対向した陽極ターゲットと、
前記真空外囲器内に設けられ、前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極フィラメントと、
前記陽極ターゲットに高電圧を供給する給電部と、
前記真空外囲器の一部及び前記給電部を収容する管容器と、
前記給電部に接続され、前記管容器の一部を貫通して前記管容器の外部に引き出され、前記給電部を介して前記陽極ターゲットに高電圧を印加する高圧ケーブルと、
前記管容器の内部及び外部に繋がっているとともに前記高圧ケーブルが挿入された貫通孔を有し、前記管容器内及び前記貫通孔内に位置した前記高圧ケーブルを固定する絶縁性の固定部材と、
前記管容器内に位置した前記高圧ケーブルの外面を囲み、前記管容器の内部に充填された絶縁材と、を備えている固定陽極型X線管装置。
A vacuum envelope formed with an output window that transmits X-rays;
An anode target provided in the vacuum envelope and facing the output window;
A cathode filament that is provided in the vacuum envelope and emits electrons for irradiating the anode target;
A power feeding section for supplying a high voltage to the anode target;
A tube container for housing a part of the vacuum envelope and the power feeding unit;
A high-voltage cable that is connected to the power supply unit, passes through a part of the tube container, is pulled out of the tube container, and applies a high voltage to the anode target through the power supply unit;
An insulative fixing member that is connected to the inside and outside of the tube container and has a through-hole into which the high-voltage cable is inserted, and that fixes the high-voltage cable located in the tube container and the through-hole;
A fixed anode X-ray tube apparatus comprising: an insulating material surrounding an outer surface of the high-voltage cable located in the tube container and filled in the tube container.
前記真空外囲器内に設けられ、前記陽極ターゲットを支持した一端部及び前記真空外囲器の外部に露出した他端部を有した支持体と、
前記支持体の他端部に接続され、前記管容器の一部を構成する絶縁性の放熱体と、をさらに備え、
前記固定部材は、前記放熱体に固定されている請求項1に記載の固定陽極型X線管装置。
A support body provided in the vacuum envelope and having one end portion supporting the anode target and the other end portion exposed to the outside of the vacuum envelope;
An insulating heat radiator that is connected to the other end of the support and forms a part of the tube container;
The fixed anode X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the fixing member is fixed to the heat radiating body.
前記固定部材は、前記貫通孔から外れて位置し、前記管容器の内部及び外部に繋がった貫通部を有し、
前記絶縁材は、前記貫通部を介して充填されている請求項1に記載の固定陽極型X線管装置。
The fixing member is located outside the through hole, and has a through portion connected to the inside and the outside of the tube container,
The fixed anode type X-ray tube device according to claim 1, wherein the insulating material is filled through the penetrating portion.
前記絶縁材の表面の周縁は、前記貫通孔に囲まれている請求項1に記載の固定陽極型X線管装置。   The fixed anode X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein a peripheral edge of the surface of the insulating material is surrounded by the through hole.
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