JP2010218917A - X-ray tube device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable X-ray tube device. <P>SOLUTION: The X-ray tube device has an X-ray tube 1 including an anode 11, a cathode 10 having a filament 17 and a grid 18, and a vacuum envelope 19, a cabinet 20, an insulating oil 9, a receptacle 16a having a filament terminal 31 and a grid terminal 32, a filament circuit 3, and a grid circuit 4. A discharge starting voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 is less than an insulation breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 of the receptacle 16a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、X線管装置に関する。   The present invention relates to an X-ray tube apparatus.

一般に、X線管装置は、医療診断システムや工業診断システム等に用いられている。X線管装置は、X線を放射するX線管と、X線管を収容した筐体と、筐体内に充填された絶縁油とを備えている。X線管は、電子を放出するフィラメント及びグリッドを有したカソード、フィラメントから放出された電子が衝突されることによりX線を放出するアノード、並びにカソード及びアノードを収容した真空外囲器を有している。   In general, X-ray tube apparatuses are used in medical diagnosis systems, industrial diagnosis systems, and the like. The X-ray tube device includes an X-ray tube that emits X-rays, a housing that houses the X-ray tube, and insulating oil that is filled in the housing. The X-ray tube has a cathode having a filament and a grid for emitting electrons, an anode for emitting X-rays when the electrons emitted from the filament collide, and a vacuum envelope containing the cathode and the anode. ing.

筐体には、アノード用のレセプタクルと、カソード用のレセプタクルとがそれぞれ取付けられている(例えば、特許文献1参照)。例えば、カソード用のレセプタクルは、フィラメント端子及びグリッド端子を有している。   An anode receptacle and a cathode receptacle are respectively attached to the casing (see, for example, Patent Document 1). For example, a receptacle for a cathode has a filament terminal and a grid terminal.

フィラメントにはフィラメント回路が接続され、フィラメント回路はX線管の外側に引き出され、絶縁油中を通ってフィラメント端子に接続されている。グリッドにはグリッド回路が接続され、グリッド回路はX線管の外側に引き出され、絶縁油中を通ってグリッド端子に接続されている。   A filament circuit is connected to the filament, and the filament circuit is drawn out of the X-ray tube and is connected to the filament terminal through the insulating oil. A grid circuit is connected to the grid, and the grid circuit is drawn out of the X-ray tube and connected to the grid terminal through the insulating oil.

アノードには、高電圧電源からアノード給電高圧ケーブル及びアノード用のレセプタクルを介してアノード電圧が供給される。フィラメントには、高電圧電源のマイナス側からカソード給電高圧ケーブル、フィラメント端子及びフィラメント回路を介してフィラメント電圧が供給される。グリッドには、高電圧電源のマイナス側からカソード給電高圧ケーブル、グリッド端子及びグリッド回路を介してグリッド電圧が供給される。このため、上記カソード給電高圧ケーブルは、内部に互いに絶縁された2つの芯導線を含んでいる。なお、グリッドにはさらにバイアス電圧が給電されている。
特開平5−152093号公報
An anode voltage is supplied to the anode from a high-voltage power source through an anode-fed high-voltage cable and an anode receptacle. Filament voltage is supplied to the filament from the negative side of the high voltage power source via the cathode-fed high voltage cable, the filament terminal, and the filament circuit. A grid voltage is supplied to the grid from the negative side of the high-voltage power source via a cathode-fed high-voltage cable, a grid terminal, and a grid circuit. For this reason, the cathode-fed high-voltage cable includes two core conductors insulated from each other. A bias voltage is further supplied to the grid.
JP-A-5-152093

ところで、上記グリッド及びアノード間で放電が生じる場合がある。放電が生じた場合、グリッドに高電圧が誘起されるため、フィラメント(フィラメント回路)との間に大きな電位差が生じる。放電が生じた瞬間のグリッド及びフィラメント間の電位差は、最大で高圧電源電圧の値に達する。このため、カソード用のレセプタクル内のグリッド端子及びフィラメント端子間に絶縁破壊が生じてしまう恐れがある。   By the way, discharge may occur between the grid and the anode. When discharge occurs, a high voltage is induced in the grid, so that a large potential difference is generated between the filament (filament circuit). The potential difference between the grid and the filament at the moment when the discharge occurs reaches the value of the high-voltage power supply voltage at the maximum. For this reason, there is a possibility that dielectric breakdown may occur between the grid terminal and the filament terminal in the cathode receptacle.

これに耐えるようにグリッド端子及びフィラメント端子間の絶縁耐力を高める為に、グリッド端子及びフィラメント端子間に十分な距離を設けたり、高絶縁耐力の材料を使用したり、或いは、フィラメント回路及びグリッド回路間にバリスタやアレスタ等のサージアブソーバーを組み込むなどの手段で対策を講じることが考えられる。しかし、寸法的な制約或いはサージアブソーバーの耐久性、信頼性から上記手段を採用することは、実用的には困難を極めるものである。信頼性の高いX線管装置を提供する為に、グリッド用端子及びフィラメント用端子間の絶縁破壊を確実に防止することが求められる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、信頼性の高いX線管装置を提供することにある。
In order to withstand this, in order to increase the dielectric strength between the grid terminal and the filament terminal, a sufficient distance is provided between the grid terminal and the filament terminal, a material with high dielectric strength is used, or the filament circuit and the grid circuit It is conceivable to take measures by means such as incorporating a surge absorber such as a varistor or arrester in between. However, it is practically difficult to adopt the above means because of dimensional restrictions or the durability and reliability of the surge absorber. In order to provide a highly reliable X-ray tube apparatus, it is required to reliably prevent dielectric breakdown between the grid terminal and the filament terminal.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a highly reliable X-ray tube apparatus.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係るX線管装置は、
電子が衝突されることによりX線を放出するアノード、前記アノードに衝突される電子を放出するフィラメント及び前記フィラメントから前記アノードに向かう電子の軌道を取り囲んで設けられたグリッドを有したカソード、並びに前記アノード及びカソードを収容した真空外囲器を含んだX線管と、
前記X線管を収容した筐体と、
前記筐体の内部に充填された絶縁油と、
前記フィラメントにフィラメント電圧を供給するフィラメント端子及び前記グリッドにグリッド電圧を供給するグリッド端子を有し、前記筐体に取付けられた絶縁性のレセプタクルと、
前記フィラメントに接続されているとともに前記X線管の外側に引き出され、前記絶縁油中を通って前記フィラメント端子に接続されたフィラメント回路と、
前記グリッドに接続されているとともに前記X線管の外側に引き出され、前記絶縁油中を通って前記グリッド端子に接続されたグリッド回路と、を備え、
前記絶縁油を介した前記フィラメント回路及びグリッド回路間の放電開始電圧は、前記レセプタクルの前記フィラメント端子及びグリッド端子間の絶縁破壊電圧未満である。
In order to solve the above problems, an X-ray tube apparatus according to an aspect of the present invention provides:
An anode that emits X-rays when struck by electrons, a filament that emits electrons that collide with the anode, a cathode having a grid provided around an orbit of electrons from the filament toward the anode, and An X-ray tube including a vacuum envelope containing an anode and a cathode;
A housing containing the X-ray tube;
Insulating oil filled in the housing;
An insulating receptacle attached to the housing, having a filament terminal for supplying a filament voltage to the filament and a grid terminal for supplying a grid voltage to the grid;
A filament circuit connected to the filament and drawn out of the X-ray tube and connected to the filament terminal through the insulating oil;
A grid circuit connected to the grid and drawn out of the X-ray tube, connected to the grid terminal through the insulating oil, and
A discharge start voltage between the filament circuit and the grid circuit via the insulating oil is less than a breakdown voltage between the filament terminal and the grid terminal of the receptacle.

この発明によれば、信頼性の高いX線管装置を提供することができる。   According to this invention, a highly reliable X-ray tube apparatus can be provided.

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るX線管装置について詳細に説明する。
図1、図2及び図3に示すように、X線管装置は、X線管1、筐体20、絶縁油9、アノードコネクタ14、カソードコネクタ16、アノード給電高圧ケーブル13、カソード給電高圧ケーブル15、フィラメント回路3、グリッド回路4及び高電圧電源12を備えている。この実施の形態において、X線管1は回転アノード型X線管である。
Hereinafter, an 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 FIGS. 1, 2, and 3, the X-ray tube device includes an X-ray tube 1, a housing 20, an insulating oil 9, an anode connector 14, a cathode connector 16, an anode-fed high-voltage cable 13, and a cathode-fed high-voltage cable. 15, a filament circuit 3, a grid circuit 4, and a high voltage power supply 12 are provided. In this embodiment, the X-ray tube 1 is a rotary anode type X-ray tube.

X線管1は、回転体5、固定体6、カソード10、アノード11及び真空外囲器19を備えている。
回転体5は、筒状に形成され、一端部が閉塞されている。回転体5は、この回転体の回転動作の中心軸となる回転軸に沿って延出している。回転体5は、上記回転軸を中心に回転可能である。回転体5は、Fe(鉄)やMo(モリブデン)等の材料で形成されている。
The X-ray tube 1 includes a rotating body 5, a fixed body 6, a cathode 10, an anode 11, and a vacuum envelope 19.
The rotating body 5 is formed in a cylindrical shape, and one end thereof is closed. The rotating body 5 extends along a rotation axis that is a central axis of the rotating operation of the rotating body. The rotating body 5 is rotatable around the rotation axis. The rotating body 5 is made of a material such as Fe (iron) or Mo (molybdenum).

固定体6は柱状に形成されている。固定体6の直径は回転体5の内径より小さい。固定体6は、回転体5と同軸的に設けられ、回転軸に沿って延出している。固定体6は、FeやMo等の材料で形成されている。固定体6は、回転体5に嵌合され、また、真空外囲器19に固定されている。なお、図示しないが、回転体5及び固定体6間の隙間にガリウム・インジウム・錫合金(GaInSn)等の金属潤滑剤が充填されている。このため、X線管1はすべり軸受けを使っている。   The fixed body 6 is formed in a column shape. The diameter of the fixed body 6 is smaller than the inner diameter of the rotating body 5. The fixed body 6 is provided coaxially with the rotating body 5 and extends along the rotation axis. The fixed body 6 is formed of a material such as Fe or Mo. The fixed body 6 is fitted to the rotating body 5 and is fixed to the vacuum envelope 19. Although not shown, the gap between the rotating body 5 and the fixed body 6 is filled with a metal lubricant such as gallium, indium, tin alloy (GaInSn). For this reason, the X-ray tube 1 uses a sliding bearing.

アノード11は、回転軸に沿った方向に、固定体6の一端部に対向配置されている。アノード11は、アノードの外面に位置したターゲット層11aを有している。アノード11は、回転体5の閉塞された一端部にナット7で固定されている。アノード11は、形状が円環状であり、重金属等の材料で形成されている。アノード11は、例えばMoで形成されている。   The anode 11 is disposed to face one end of the fixed body 6 in a direction along the rotation axis. The anode 11 has a target layer 11a located on the outer surface of the anode. The anode 11 is fixed to the closed end of the rotating body 5 with a nut 7. The anode 11 has an annular shape and is formed of a material such as heavy metal. The anode 11 is made of Mo, for example.

アノード11は、回転体5及び固定体6と同軸的に設けられている。アノード11は、回転軸を中心に回転可能である。アノード11は、カソード10から放出される電子が衝突されることによりX線を放出するものである。アノード11には、相対的に正の電圧が供給される。   The anode 11 is provided coaxially with the rotating body 5 and the fixed body 6. The anode 11 is rotatable around a rotation axis. The anode 11 emits X-rays when electrons emitted from the cathode 10 collide. A relatively positive voltage is supplied to the anode 11.

カソード10は、フィラメント17及びグリッド18を有している。カソード10は、アノード11のターゲット層11aに間隔を置いて対向配置されている。フィラメント17はアノード11に衝突される電子を放出するものである。グリッド18は、フィラメント17からアノード11に向かう電子の軌道を取り囲んで設けられている。フィラメント17及びグリッド18には、相対的に負の電圧と電流が与えられる。これにより、上記のようにフィラメント17は電子(熱電子)を放出する。   The cathode 10 has a filament 17 and a grid 18. The cathode 10 is disposed to face the target layer 11a of the anode 11 with a space therebetween. The filament 17 emits electrons that collide with the anode 11. The grid 18 is provided so as to surround an electron trajectory from the filament 17 toward the anode 11. A relatively negative voltage and current are applied to the filament 17 and the grid 18. As a result, the filament 17 emits electrons (thermoelectrons) as described above.

真空外囲器19は、アノード11及びカソード10を収容している。真空外囲器19は、ガラス及びセラミックなどの絶縁材又は、絶縁材と金属などの導電部材との組合せで形成されている。真空外囲器19は密閉され、内部は真空状態に維持されている。真空外囲器19は、カソード10と対向したターゲット層11a付近にX線を透過させるX線透過窓19aを有している。   The vacuum envelope 19 contains the anode 11 and the cathode 10. The vacuum envelope 19 is formed of an insulating material such as glass and ceramic, or a combination of an insulating material and a conductive member such as metal. The vacuum envelope 19 is sealed and the inside is maintained in a vacuum state. The vacuum envelope 19 has an X-ray transmission window 19 a that transmits X-rays in the vicinity of the target layer 11 a facing the cathode 10.

筐体20は、X線管1、フィラメント回路3及びグリッド回路4を収容している。筐体20は、カソード10と対向したターゲット層11a付近にX線を透過させるX線透過窓20aを有している。筐体20の内部には、X線管1等が収容されている他、冷却液としての絶縁油9が充填されている。   The housing 20 accommodates the X-ray tube 1, the filament circuit 3, and the grid circuit 4. The housing 20 has an X-ray transmission window 20 a that transmits X-rays in the vicinity of the target layer 11 a facing the cathode 10. The housing 20 contains the X-ray tube 1 and the like, and is filled with insulating oil 9 as a coolant.

このため、X線管1、フィラメント回路3及びグリッド回路4等は絶縁油9に浸漬されている。なお、図示しないが、筐体20の内部には、回転体5を回転させるステータコイルも収容されている。   For this reason, the X-ray tube 1, the filament circuit 3, the grid circuit 4 and the like are immersed in the insulating oil 9. Although not shown, a stator coil that rotates the rotating body 5 is also housed inside the housing 20.

アノードコネクタ14は、レセプタクル14a及びプラグ14bを有している。レセプタクル14a及びプラグ14bは、着脱可能に形成されている。レセプタクル14aは、筐体20に気密に取付けられている。レセプタクル14aは、絶縁性の材料として、例えば樹脂で形成されている。アノードコネクタ14は、アノード11に接続され、アノード11にアノード電圧を供給するものである。   The anode connector 14 has a receptacle 14a and a plug 14b. The receptacle 14a and the plug 14b are detachable. The receptacle 14a is attached to the housing 20 in an airtight manner. The receptacle 14a is made of, for example, a resin as an insulating material. The anode connector 14 is connected to the anode 11 and supplies an anode voltage to the anode 11.

カソードコネクタ16は、レセプタクル16a及びプラグ16bを有している。レセプタクル16a及びプラグ16bは、着脱可能に形成されている。レセプタクル16aは、レセプタクル14aとは独立して筐体20に気密に取付けられている。レセプタクル16aは、絶縁性の材料として、例えば樹脂で形成されている。   The cathode connector 16 has a receptacle 16a and a plug 16b. The receptacle 16a and the plug 16b are detachable. The receptacle 16a is airtightly attached to the housing 20 independently of the receptacle 14a. The receptacle 16a is formed of, for example, a resin as an insulating material.

レセプタクル16aは、フィラメント17にフィラメント電圧を供給するフィラメント端子31及びグリッド18にグリッド電圧を供給するグリッド端子32を有している。フィラメント端子31は、フィラメント17に接続され、フィラメント17にフィラメント電圧を供給するものである。グリッド端子32は、グリッド18に接続され、グリッド18にグリッド電圧を供給するものである。   The receptacle 16 a has a filament terminal 31 that supplies a filament voltage to the filament 17 and a grid terminal 32 that supplies a grid voltage to the grid 18. The filament terminal 31 is connected to the filament 17 and supplies a filament voltage to the filament 17. The grid terminal 32 is connected to the grid 18 and supplies a grid voltage to the grid 18.

フィラメント回路3は、フィラメント17に接続されているとともにX線管1の外側に引き出され、絶縁油9中を通ってフィラメント端子31に接続されている。グリッド回路4は、グリッド18に接続されているとともにX線管1の外側に引き出され、絶縁油9中を通ってグリッド端子32に接続されている。   The filament circuit 3 is connected to the filament 17 and pulled out to the outside of the X-ray tube 1, passes through the insulating oil 9, and is connected to the filament terminal 31. The grid circuit 4 is connected to the grid 18, drawn out to the outside of the X-ray tube 1, passed through the insulating oil 9, and connected to the grid terminal 32.

高電圧電源12は、アノード11及びカソード10に高電圧を供給するためのものである。この実施の形態において、高電圧電源12は、アノード11側に70kVの電圧を供給し、カソード10側に−70kVの電圧を供給している。高電圧電源12は、2つの電源部12aを備えている。電界強度を一定にするため、電源部12a間の導線は接地されている。   The high voltage power supply 12 is for supplying a high voltage to the anode 11 and the cathode 10. In this embodiment, the high voltage power supply 12 supplies a voltage of 70 kV to the anode 11 side and supplies a voltage of −70 kV to the cathode 10 side. The high voltage power supply 12 includes two power supply units 12a. In order to make the electric field strength constant, the conducting wire between the power supply units 12a is grounded.

アノード給電高圧ケーブル13は、高電圧電源12のプラス側及びアノードコネクタ14に接続されている。アノード給電高圧ケーブル13は、高電圧電源12からアノードコネクタ14にアノード電圧を供給するものである。   The anode-fed high-voltage cable 13 is connected to the positive side of the high-voltage power supply 12 and the anode connector 14. The anode-fed high-voltage cable 13 supplies an anode voltage from the high-voltage power supply 12 to the anode connector 14.

カソード給電高圧ケーブル15は、高電圧電源12のマイナス側及びカソードコネクタ16に接続されている。より詳しくは、カソード給電高圧ケーブル15は、内部に互いに絶縁された2つの芯導線を含んでいる。これら芯導線の一端は、高電圧電源12のマイナス側に接続されている。芯導線の一方の他端はフィラメント端子31に接続され、芯導線の他方の他端はグリッド端子32に接続されている。カソード給電高圧ケーブル15は、高電圧電源12からフィラメント端子31にフィラメント電圧を、グリッド端子32にグリッド電圧をそれぞれ供給する。   The cathode power supply high voltage cable 15 is connected to the negative side of the high voltage power supply 12 and the cathode connector 16. More specifically, the cathode-fed high-voltage cable 15 includes two core conductors that are insulated from each other. One end of these core conductors is connected to the negative side of the high voltage power supply 12. One end of the core conducting wire is connected to the filament terminal 31, and the other end of the core conducting wire is connected to the grid terminal 32. The cathode power supply high voltage cable 15 supplies the filament voltage from the high voltage power supply 12 to the filament terminal 31 and the grid voltage to the grid terminal 32.

なお、フィラメント端子31に接続された芯導線に、フィラメント電源22が接続されている。グリッド端子32に接続された芯導線に、バイアス電源21が接続されている。このため、グリッド18には、フィラメント17に対して約3kVの負のバイアス電圧が給電される。   A filament power supply 22 is connected to the core conductor connected to the filament terminal 31. A bias power source 21 is connected to the core conductor connected to the grid terminal 32. Therefore, a negative bias voltage of about 3 kV is supplied to the grid 18 with respect to the filament 17.

X線管1は、絶縁油9に接し、フィラメント回路3及びグリッド回路4が取付けられたステム部2をさらに備えている。フィラメント回路3は、ステム部2に取付けられた絶縁部24aと、絶縁部24aで囲まれたフィラメント用のリード線25aとを有している。グリッド回路4は、ステム部2に取付けられた絶縁部24bと、絶縁部24bで囲まれたグリッド用のリード線25bとを有している。絶縁部24a、24bは、例えば複数のセラミック材で形成されている。リード線25a、25bは、例えばニッケルで形成されている。   The X-ray tube 1 further includes a stem portion 2 that is in contact with the insulating oil 9 and to which the filament circuit 3 and the grid circuit 4 are attached. The filament circuit 3 includes an insulating portion 24a attached to the stem portion 2, and a filament lead wire 25a surrounded by the insulating portion 24a. The grid circuit 4 includes an insulating portion 24b attached to the stem portion 2, and a grid lead wire 25b surrounded by the insulating portion 24b. The insulating parts 24a and 24b are made of, for example, a plurality of ceramic materials. The lead wires 25a and 25b are made of nickel, for example.

絶縁油9を介したフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧は、レセプタクル16aのフィラメント端子31及びグリッド端子32間の絶縁破壊電圧未満である。より詳しくは、絶縁油9及び両絶縁部24a、24bを介したフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧は、レセプタクル16aのフィラメント端子31及びグリッド端子32間の絶縁破壊電圧未満である。言い方を変えると、上記放電開始電圧は、フィラメント回路3及びグリッド回路4を絶縁する絶縁部24a、24bの油中沿面の絶縁破壊電圧である。   The discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 is less than the dielectric breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 of the receptacle 16a. More specifically, the discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 and the two insulating portions 24a and 24b is less than the breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 of the receptacle 16a. In other words, the discharge start voltage is a dielectric breakdown voltage along the surface of the insulating portions 24 a and 24 b that insulate the filament circuit 3 and the grid circuit 4.

次に、ステム部2について詳細に説明する。
ガラスバルブ28にはコバールリング29が溶着されている。コバールリング29の端部はカソードホルダ27に気密に接合されている。カソードホルダ27、ガラスバルブ28及びコバールリング29は、真空外囲器19の一部を構成している。ステム基板23には絶縁部24aが金属製の絶縁部ホルダ26aを介して溶接及び、ろう付けにより植設されている。同様に、ステム基板23には絶縁部24bが金属製の絶縁部ホルダ26bを介して溶接及び、ろう付けにより植設されている。
Next, the stem part 2 will be described in detail.
A Kovar ring 29 is welded to the glass bulb 28. The end of the Kovar ring 29 is airtightly joined to the cathode holder 27. The cathode holder 27, the glass bulb 28, and the Kovar ring 29 constitute a part of the vacuum envelope 19. An insulating portion 24a is implanted in the stem substrate 23 by welding and brazing via a metal insulating portion holder 26a. Similarly, an insulating portion 24b is implanted in the stem substrate 23 by welding and brazing via a metal insulating portion holder 26b.

リード線25a、25bは、絶縁部24a、24bの中心部を貫通し、互いに絶縁を保ちながらX線管1内部のグリッド18及びフィラメント17に給電を可能としている。X線管1は筐体20内を満たす絶縁油9中に置かれるので、絶縁部24a、24bもまた筐体20内を満たす絶縁油9中にある。これにより、絶縁部24a、24b間に、十分に高い絶縁が得られる。   The lead wires 25a and 25b penetrate the central portions of the insulating portions 24a and 24b, and can supply power to the grid 18 and the filament 17 inside the X-ray tube 1 while maintaining insulation from each other. Since the X-ray tube 1 is placed in the insulating oil 9 filling the housing 20, the insulating portions 24 a and 24 b are also in the insulating oil 9 filling the housing 20. Thereby, sufficiently high insulation is obtained between the insulating portions 24a and 24b.

絶縁油9及び両絶縁部24a、24bを介したフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧の値は、絶縁部24a、24bの高さと絶縁油9の特性で決まるものであり、グリッド18及びフィラメント17間に印加されるバイアス電圧3kVに十分耐える絶縁能力を得るように設定(設計)されている。   The value of the discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 and both insulating parts 24a and 24b is determined by the height of the insulating parts 24a and 24b and the characteristics of the insulating oil 9, and the grid 18 In addition, it is set (designed) so as to obtain an insulation capability that can sufficiently withstand a bias voltage of 3 kV applied between the filaments 17.

通常、X線管1内部のグリッド18及びアノード11間で放電が発生した場合、グリッド18及びフィラメント17の間には高圧電源電圧に近い電位差が生じるが、ステム基板23を含むカソードホルダ27はグリッド18と同電位となるよう接続されているので、絶縁部24a、24bは直接この誘起電圧に晒される。一方、絶縁油9及び両絶縁部24a、24bを介したフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧の値は、この値を下回るから、絶縁油9中での絶縁破壊(放電)を誘発させることができる。   Normally, when a discharge occurs between the grid 18 and the anode 11 inside the X-ray tube 1, a potential difference close to a high-voltage power supply voltage is generated between the grid 18 and the filament 17, but the cathode holder 27 including the stem substrate 23 has a grid. 18 are connected so as to have the same potential as 18, the insulating portions 24 a and 24 b are directly exposed to this induced voltage. On the other hand, since the value of the discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 and both insulating parts 24a and 24b is lower than this value, dielectric breakdown (discharge) in the insulating oil 9 is induced. Can be made.

この実施の形態において、絶縁部24a、24bの高さは2.2mmである。高電圧電源12が直流電圧を出力した場合のフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧の分布する範囲は17乃至23kVであり、バイアス電圧3kVに対しては十分に高い値(範囲)となっている。一方、レセプタクル16aのフィラメント端子31及びグリッド端子32間の絶縁破壊電圧は、35乃至49kVの範囲となる。フィラメント端子31及びグリッド端子32間の絶縁破壊電圧の値は、フィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧の値を完全に超えているため、レセプタクル16aの絶縁破壊を完全に防止することができる。   In this embodiment, the height of the insulating portions 24a and 24b is 2.2 mm. The range in which the discharge start voltage is distributed between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 when the high voltage power supply 12 outputs a DC voltage is 17 to 23 kV, which is a sufficiently high value (range) for the bias voltage 3 kV. It has become. On the other hand, the dielectric breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 of the receptacle 16a is in the range of 35 to 49 kV. Since the value of the breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 completely exceeds the value of the discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4, it is possible to completely prevent the breakdown of the receptacle 16a. it can.

次に、上記のように構成されたX線管装置を用いてX線を放出する場合について説明する。
まず、高電圧電源12は、アノード11にアノード電圧を供給し、フィラメント17にフィラメント電圧を供給し、グリッド18にグリッド電圧を供給する。バイアス電源21は、グリッド18にバイアス電圧を供給する。
Next, a case where X-rays are emitted using the X-ray tube apparatus configured as described above will be described.
First, the high voltage power supply 12 supplies an anode voltage to the anode 11, supplies a filament voltage to the filament 17, and supplies a grid voltage to the grid 18. The bias power supply 21 supplies a bias voltage to the grid 18.

これにより、フィラメント17及びアノード11間にX線管電圧(以下、管電圧と称する)が加えられる。より詳しくは、フィラメント電流により、フィラメント17からターゲット層11aの焦点に流れるX線管電流(以下、管電流と称する)の値が制御され、グリッド18に印加されるバイアス電圧により、管電流のON/OFFが制御される。   Thereby, an X-ray tube voltage (hereinafter referred to as tube voltage) is applied between the filament 17 and the anode 11. More specifically, the value of the X-ray tube current (hereinafter referred to as tube current) flowing from the filament 17 to the focal point of the target layer 11 a is controlled by the filament current, and the tube current is turned on by the bias voltage applied to the grid 18. / OFF is controlled.

このため、フィラメント17から放出された電子は、加速され、アノード11のターゲット層11aに衝突される。アノード11は電子と衝突するときにX線を放出し、放出されたX線は、X線透過窓19a、20aを介して筐体20の外部に放出される。
上記のように、X線管装置はX線を放出することができる。
For this reason, the electrons emitted from the filament 17 are accelerated and collide with the target layer 11 a of the anode 11. The anode 11 emits X-rays when colliding with electrons, and the emitted X-rays are emitted to the outside of the housing 20 through the X-ray transmission windows 19a and 20a.
As described above, the X-ray tube device can emit X-rays.

以上のように構成されたX線管装置によれば、X線管装置は、ステム部2を有したX線管1と、筐体20と、絶縁油9と、フィラメント端子31及びグリッド端子32を有したレセプタクル16aと、フィラメント回路3と、グリッド回路4とを備えている。フィラメント回路3は、ステム部2に取付けられた絶縁部24aと、絶縁部24aで囲まれたリード線25aとを有している。グリッド回路4は、ステム部2に取付けられた絶縁部24bと、絶縁部24bで囲まれたリード線25bとを有している。   According to the X-ray tube apparatus configured as described above, the X-ray tube apparatus includes the X-ray tube 1 having the stem portion 2, the casing 20, the insulating oil 9, the filament terminal 31, and the grid terminal 32. The receptacle 16a having the above structure, the filament circuit 3, and the grid circuit 4 are provided. The filament circuit 3 includes an insulating portion 24a attached to the stem portion 2 and a lead wire 25a surrounded by the insulating portion 24a. The grid circuit 4 includes an insulating portion 24b attached to the stem portion 2 and a lead wire 25b surrounded by the insulating portion 24b.

絶縁油9を介したフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧は、レセプタクル16aのフィラメント端子31及びグリッド端子32間の絶縁破壊電圧未満である。より詳しくは、絶縁油9及び両絶縁部24a、24bを介したフィラメント回路3及びグリッド回路4間の放電開始電圧は、レセプタクル16aのフィラメント端子31及びグリッド端子32間の絶縁破壊電圧未満である。   The discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 is less than the dielectric breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 of the receptacle 16a. More specifically, the discharge start voltage between the filament circuit 3 and the grid circuit 4 via the insulating oil 9 and the two insulating portions 24a and 24b is less than the breakdown voltage between the filament terminal 31 and the grid terminal 32 of the receptacle 16a.

X線管1内のグリッド18とアノード11との間で放電が生じた場合、絶縁部24a、24bの油中沿面で絶縁破壊が生じるが、実質的に一時的な油の絶縁破壊であり放電が治まれば絶縁は回復するので、X線管装置としての機能を損なうことは全く起こらない。ここで、本願発明者等が上述したX線管装置を用いて調査したところ、レセプタクル16aが絶縁破壊する事故は皆無であった。上記のように、X線管装置は、回復可能な油中絶縁破壊を利用して回復不可能なレセプタクル16aの絶縁破壊を防止することができる。
上記したことから、信頼性の高いX線管装置を得ることができる。
When a discharge occurs between the grid 18 in the X-ray tube 1 and the anode 11, a dielectric breakdown occurs along the surface of the insulating portions 24 a and 24 b in the oil. Since the insulation recovers once the condition is cured, the function as the X-ray tube apparatus is not impaired at all. Here, when the inventors of the present application investigated using the X-ray tube device described above, there was no accident that the receptacle 16a was broken down. As described above, the X-ray tube apparatus can prevent the dielectric breakdown of the receptacle 16a that cannot be recovered by utilizing the recoverable breakdown in oil.
As described above, a highly reliable X-ray tube apparatus can be obtained.

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。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, 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 the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

この発明の実施の形態に係るX線管装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the X-ray tube apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示したX線管装置の一部を示す断面図であり、特に、X線管、筐体、絶縁油、フィラメント回路、グリッド回路及びレセプタクルを取出して示す図。It is sectional drawing which shows a part of X-ray tube apparatus shown in FIG. 1, and is a figure which extracts and shows especially an X-ray tube, a housing | casing, insulating oil, a filament circuit, a grid circuit, and a receptacle. 図2に示したステム部を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the stem part shown in FIG.

1…X線管、2…ステム部、3…フィラメント回路、4…グリッド回路、5…回転体、6…固定体、9…絶縁油、10…カソード、11…アノード、11a…ターゲット層、12…高電圧電源、13…アノード給電高圧ケーブル、14…アノードコネクタ、14a…レセプタクル、14b…プラグ、15…カソード給電高圧ケーブル、16…カソードコネクタ、16a…レセプタクル、16b…プラグ、17…フィラメント、18…グリッド、19…真空外囲器、20…筐体、21…バイアス電源、22…フィラメント電源、23…ステム基板、24a,24b…絶縁部、25a,25b…リード線、31…フィラメント端子、32…グリッド端子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube, 2 ... Stem part, 3 ... Filament circuit, 4 ... Grid circuit, 5 ... Rotating body, 6 ... Fixed body, 9 ... Insulating oil, 10 ... Cathode, 11 ... Anode, 11a ... Target layer, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... High voltage power supply, 13 ... Anode feeding high voltage cable, 14 ... Anode connector, 14a ... Receptacle, 14b ... Plug, 15 ... Cathode feeding high voltage cable, 16 ... Cathode connector, 16a ... Receptacle, 16b ... Plug, 17 ... Filament, 18 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Grid, 19 ... Vacuum envelope, 20 ... Housing, 21 ... Bias power supply, 22 ... Filament power supply, 23 ... Stem substrate, 24a, 24b ... Insulation part, 25a, 25b ... Lead wire, 31 ... Filament terminal, 32 ... grid terminal.

Claims (2)

電子が衝突されることによりX線を放出するアノード、前記アノードに衝突される電子を放出するフィラメント及び前記フィラメントから前記アノードに向かう電子の軌道を取り囲んで設けられたグリッドを有したカソード、並びに前記アノード及びカソードを収容した真空外囲器を含んだX線管と、
前記X線管を収容した筐体と、
前記筐体の内部に充填された絶縁油と、
前記フィラメントにフィラメント電圧を供給するフィラメント端子及び前記グリッドにグリッド電圧を供給するグリッド端子を有し、前記筐体に取付けられた絶縁性のレセプタクルと、
前記フィラメントに接続されているとともに前記X線管の外側に引き出され、前記絶縁油中を通って前記フィラメント端子に接続されたフィラメント回路と、
前記グリッドに接続されているとともに前記X線管の外側に引き出され、前記絶縁油中を通って前記グリッド端子に接続されたグリッド回路と、を備え、
前記絶縁油を介した前記フィラメント回路及びグリッド回路間の放電開始電圧は、前記レセプタクルの前記フィラメント端子及びグリッド端子間の絶縁破壊電圧未満であるX線管装置。
An anode that emits X-rays when struck by electrons, a filament that emits electrons that collide with the anode, a cathode having a grid provided around an orbit of electrons from the filament toward the anode, and An X-ray tube including a vacuum envelope containing an anode and a cathode;
A housing containing the X-ray tube;
Insulating oil filled in the housing;
An insulating receptacle attached to the housing, having a filament terminal for supplying a filament voltage to the filament and a grid terminal for supplying a grid voltage to the grid;
A filament circuit connected to the filament and drawn out of the X-ray tube and connected to the filament terminal through the insulating oil;
A grid circuit connected to the grid and drawn out of the X-ray tube, connected to the grid terminal through the insulating oil, and
The X-ray tube device, wherein a discharge start voltage between the filament circuit and the grid circuit via the insulating oil is less than a breakdown voltage between the filament terminal and the grid terminal of the receptacle.
前記X線管は、前記絶縁油に接し、前記フィラメント回路及びグリッド回路が取付けられたステム部をさらに備え、
前記フィラメント回路は、前記ステム部に取付けられた絶縁部と、前記絶縁部で囲まれたフィラメント用のリード線と、を有し、
前記グリッド回路は、前記ステム部に取付けられた絶縁部と、前記絶縁部で囲まれたグリッド用のリード線と、を有し、
前記絶縁油及び両絶縁部を介した前記フィラメント回路及びグリッド回路間の放電開始電圧は、前記レセプタクルの前記フィラメント端子及びグリッド端子間の絶縁破壊電圧未満である請求項1に記載のX線管装置。
The X-ray tube further includes a stem portion in contact with the insulating oil, to which the filament circuit and the grid circuit are attached,
The filament circuit has an insulating portion attached to the stem portion, and a filament lead wire surrounded by the insulating portion,
The grid circuit has an insulating portion attached to the stem portion, and a grid lead wire surrounded by the insulating portion,
2. The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein a discharge start voltage between the filament circuit and the grid circuit via the insulating oil and both insulating portions is less than a breakdown voltage between the filament terminal and the grid terminal of the receptacle. .
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152093A (en) * 1990-07-05 1993-06-18 Toshiba Corp X-ray tube, and x-ray ct scanner system using x-ray tube
JP2000082594A (en) * 1998-07-06 2000-03-21 Toshiba Corp Pulse x-ray device
JP2003317996A (en) * 2002-04-25 2003-11-07 Hitachi Medical Corp X-ray tube and x-ray apparatus using it
JP2004528682A (en) * 2001-03-09 2004-09-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X-ray tube whose focus is electrostatically controlled by two filaments
JP2004273360A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Hitachi Medical Corp High voltage socket and x-ray tube device using the same
JP2008186774A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Rigaku Corp Bias voltage control circuit, and x-ray generating device using the same
JP2008226783A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Toshiba Corp X-ray generator, and x-ray device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152093A (en) * 1990-07-05 1993-06-18 Toshiba Corp X-ray tube, and x-ray ct scanner system using x-ray tube
JP2000082594A (en) * 1998-07-06 2000-03-21 Toshiba Corp Pulse x-ray device
JP2004528682A (en) * 2001-03-09 2004-09-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X-ray tube whose focus is electrostatically controlled by two filaments
JP2003317996A (en) * 2002-04-25 2003-11-07 Hitachi Medical Corp X-ray tube and x-ray apparatus using it
JP2004273360A (en) * 2003-03-11 2004-09-30 Hitachi Medical Corp High voltage socket and x-ray tube device using the same
JP2008186774A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Rigaku Corp Bias voltage control circuit, and x-ray generating device using the same
JP2008226783A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Toshiba Corp X-ray generator, and x-ray device

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