JP2014154423A - X-ray generator - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態は、X線発生装置に関する。 Embodiments relate to an X-ray generator.
固定陽極X線管は、高真空下で陰極側から放出し加速した電子ビームを陽極側に配置の陽極ターゲットに衝突させ、陽極ターゲットからX線を放射させる電子管である。この固定陽極X線管は、たとえば医療診断、非破壊検査、分析評価などの種々の用途におけるX線発生手段として使用されている。 The fixed anode X-ray tube is an electron tube that emits X-rays from an anode target by colliding an electron beam emitted and accelerated from the cathode side under high vacuum with an anode target disposed on the anode side. This fixed anode X-ray tube is used as an X-ray generation means in various applications such as medical diagnosis, nondestructive inspection, and analysis evaluation.
固定陽極X線管を用いた一体型X線発生装置には、たとえば医療用としてコンパクト化されたモノタンク式と呼ばれる一体型X線発生装置がある。モノタンク式の一体型X線発生装置において、主要部となる固定陽極X線管および高電圧発生器は、絶縁油で充填された一つのハウジング内に収納される。固定陽極X線管から放射するX線は、ハウジングの一部に設けられた放射窓から取り出されるようになっている。通常、このハウジングは導電体材により形成され、その内壁にX線遮蔽材が取り付けられている。 As an integrated X-ray generator using a fixed anode X-ray tube, for example, there is an integrated X-ray generator called a mono-tank type compacted for medical use. In the monotank type integrated X-ray generator, a fixed anode X-ray tube and a high voltage generator as main parts are housed in one housing filled with insulating oil. X-rays radiated from the fixed anode X-ray tube are extracted from a radiation window provided in a part of the housing. Usually, the housing is formed of a conductive material, and an X-ray shielding material is attached to the inner wall thereof.
固定陽極X線管は、ガラス製の真空外囲器内の陰極側に配置された陰極フィラメントおよび集束電極と、陽極側に配置された陽極ターゲットと、真空外囲器と、陽極と、冷却フィンとを有する。固定陽極X線管の外側には、X線管の固定と周囲からの絶縁のための樹脂製の絶縁円筒がポッティング材によって固定される。さらにこの樹脂円筒の外側には、X線遮蔽のための鉛製の鉛円筒が固定される。このポッティング材は、たとえば紫外線で硬化する接着剤であり、X線管と絶縁円筒との間を固着する。 The fixed anode X-ray tube includes a cathode filament and a focusing electrode arranged on the cathode side in a glass vacuum envelope, an anode target arranged on the anode side, a vacuum envelope, an anode, and a cooling fin. And have. On the outside of the fixed anode X-ray tube, an insulating cylinder made of resin for fixing the X-ray tube and insulating from the surroundings is fixed by a potting material. Further, a lead cylinder made of lead for X-ray shielding is fixed outside the resin cylinder. This potting material is, for example, an adhesive that is cured by ultraviolet rays, and adheres between the X-ray tube and the insulating cylinder.
高電圧発生器は、たとえば高圧トランスおよびフィラメント用トランスを備え、低圧用ケーブルを通して供給される低圧の交流入力から高電圧を生成する。また、高圧用ケーブルを通して陽極に所望の高電圧が供給され、フィラメント用ケーブルを通して陰極側に所要の電圧が供給される。 The high voltage generator includes, for example, a high voltage transformer and a filament transformer, and generates a high voltage from a low voltage AC input supplied through a low voltage cable. Further, a desired high voltage is supplied to the anode through the high-voltage cable, and a required voltage is supplied to the cathode side through the filament cable.
所要の電圧が供給された固定陽極X線管において、陰極フィラメントから放出し集束電極により集束された電子ビームは、高電圧が印加された陽極ターゲットに衝突しX線を発生させる。 In a fixed anode X-ray tube to which a required voltage is supplied, an electron beam emitted from a cathode filament and focused by a focusing electrode collides with an anode target to which a high voltage is applied to generate X-rays.
固定陽極X線管の周囲には、絶縁性を有する樹脂製の筒体が配置される。 An insulating resin cylinder is disposed around the fixed anode X-ray tube.
たとえば外科用あるいは歯科用に使用される固定陽極X線管および一体型X線発生装置は、現在、低コスト化が強く求められており、樹脂製の絶縁円筒を低コスト材料にする必要がある。フェノール,ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのエンジニアリングプラスチックは熱可塑性の樹脂で容易にリサイクル可能であるため環境性能が優れているほか、材料コストが低く、射出成形で成形できるため製造コストも低く、絶縁円筒の低コスト化には向いている。しかし、X線管を固定するポッティング材との接着強度が弱く、外れやすい。 For example, fixed anode X-ray tubes and integrated X-ray generators used for surgical or dental use are currently strongly required to reduce costs, and it is necessary to use resin-made insulating cylinders as low-cost materials. . Engineering plastics such as phenol and polybutylene terephthalate (PBT) are thermoplastic resins that are easily recyclable and therefore have excellent environmental performance. In addition, material costs are low, and molding is possible by injection molding. Suitable for cost reduction of cylinders. However, the adhesive strength with the potting material for fixing the X-ray tube is weak, and it is easy to come off.
そこで、本発明は、固定陽極X線管の外側の絶縁円筒を信頼性高く固定することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to fix the insulating cylinder outside the fixed anode X-ray tube with high reliability.
上述の目的を達成するため、実施形態によれば、X線発生装置は、円筒状の真空外囲器を有する固定陽極X線管と、前記真空外囲器を周方向に包囲して内面に段差部が形成された絶縁円筒と、前記段差部で前記絶縁円筒を前記真空外囲器に固定するポッティング材と、を具備する。 In order to achieve the above-described object, according to the embodiment, an X-ray generator includes a fixed anode X-ray tube having a cylindrical vacuum envelope and an inner surface that surrounds the vacuum envelope in a circumferential direction. An insulating cylinder having a stepped portion, and a potting material for fixing the insulating cylinder to the vacuum envelope at the stepped portion.
以下、一実施形態による一体型X線発生装置を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, an integrated X-ray generator according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar structure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. This embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this.
図1は、一実施形態による一体型X線発生装置の断面図である。図2は、本実施形態による固定陽極X線管と絶縁円筒と鉛円筒の上面図である。図3は、本実施形態による固定陽極X線管と絶縁円筒と鉛円筒の側面図である。図4は、本実施形態による固定陽極X線管と絶縁円筒と鉛円筒の下面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an integrated X-ray generator according to an embodiment. FIG. 2 is a top view of the fixed anode X-ray tube, the insulating cylinder, and the lead cylinder according to the present embodiment. FIG. 3 is a side view of the fixed anode X-ray tube, insulating cylinder, and lead cylinder according to the present embodiment. FIG. 4 is a bottom view of the fixed anode X-ray tube, the insulating cylinder, and the lead cylinder according to the present embodiment.
本実施形態の一体型X線発生装置は、たとえば医療用としてコンパクト化されたモノタンク式と呼ばれる一体型X線発生装置である。この一体型X線発生装置は、固定陽極X線管101、とを有している。固定陽極X線管101と高電圧発生器102とは、ハウジング104の内部に収納されている。ハウジング104の内部は、絶縁油103で充填されている。ハウジング104には、放射窓105が形成されている。固定陽極X線管101から発生したX線116は、放射窓105を通じて外部に取り出される。ハウジング104は、たとえば導電体材で形成され、接地電位に固定されている。ハウジング104の内壁の、放射窓105以外の部分にはX線遮蔽材が取り付けられていてもよい。
The integrated X-ray generator of this embodiment is an integrated X-ray generator called a mono tank type that is compact for medical use, for example. This integrated X-ray generator has a fixed
固定陽極X線管101は、真空外囲器106と、陰極フィラメント107と、集束電極108と、陽極ターゲット109と、陽極110と、冷却フィン111とを有する。真空外囲器106はガラス製で、両端が閉じた略円筒状に形成されている。陰極フィラメント107と、集束電極108と、陽極ターゲット109とは、ガラス管球のような真空外囲器106の内部に収納されている。
The fixed
陰極フィラメント107は、真空外囲器106の一方の端部の近傍に配置されている。陽極ターゲット109は、真空外囲器106の内部で陰極フィラメント107に対向して配置されている。陽極ターゲット109の陰極フィラメント107に対して反対側は陽極110と密着している。陽極110は、真空外囲器106の他方の端部を真空気密に貫通して延びている。陽極ターゲット109は、たとえばタングステン(W)、モリブデン(Mo)などの高融点金属で形成されている。陽極110は、たとえば銅(Cu)で形成されている。陽極110の陽極ターゲット109に対して反対側の端部近傍には、冷却フィン111が取り付けられている。集束電極108は、陰極側に配置されている。
The
固定陽極X線管101の外側には、真空外囲器106を周方向に包囲する筒状の絶縁円筒121が配置されている。絶縁円筒121は、たとえば熱硬化性のアクメライト、フェノール、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの樹脂製である。絶縁円筒121は、真空外囲器106の外面にポッティング材122によって固定されている。ポッティング材は、たとえば紫外線で硬化する接着剤であり、固定陽極X線管101と絶縁円筒121とを固着する。
A cylindrical insulating
絶縁円筒121は、固定陽極X線管101を固定し、周囲から絶縁する。絶縁円筒121の外周面には、X線遮蔽のための鉛製の鉛円筒123が固定される。鉛円筒123は、絶縁円筒121の周囲に鉛板を巻き付け、この鉛板の突き合わせ部分を半田付けもしくは溶接して接合することによって形成する。絶縁円筒121の外周に鉛板を巻き付けるとともに接着材で接合し、あるいは、絶縁円筒121の外周に鉛製の筒体を嵌合するとともに接着材で接合などして鉛円筒123を形成してもよい。絶縁円筒121および鉛円筒123の側面には、X線116が通過する貫通孔が形成されている。
The insulating
高電圧発生器102は、たとえば高圧トランス、フィラメント用トランスを備え、低圧用ケーブル112を通じて入力される低圧の交流電源から高電圧を生成する。高電圧発生器102が発生した所定の高電圧は、高圧用ケーブル113を通して陽極110に印加される。集束電極108にも所定の電圧が印加される。また、高電圧発生器102から、フィラメント用ケーブル114を通して陰極フィラメント107に所定の電圧が印加される。
The
固定陽極X線管101に所定の電圧が供給されると、陰極フィラメント107から放出されて集束電極108により集束された電子ビーム115は、高電圧が印加された陽極ターゲット109に衝突しX線116を発生させる。
When a predetermined voltage is supplied to the fixed
図5は、本実施形態による絶縁円筒および鉛円筒の斜視図である。図6は、本実施形態による絶縁円筒および鉛円筒の側面図である。図7は、図6のVII−VII矢視断面図である。図8は、図6のVIII−VIII矢視断面図である。図9は、図6のIX−IX矢視断面図である。 FIG. 5 is a perspective view of an insulating cylinder and a lead cylinder according to the present embodiment. FIG. 6 is a side view of the insulating cylinder and the lead cylinder according to the present embodiment. 7 is a cross-sectional view taken along arrow VII-VII in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along arrow VIII-VIII in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along arrow IX-IX in FIG.
絶縁円筒121は、たとえばポリブチレンテレフタレート(PBT)製で、射出成形で形成される。絶縁円筒121の内面には、段差部126,127が形成されている。段差部126,127は、たとえば絶縁円筒121の内面から中心軸側に向かって突出している。段差部126,127は、絶縁円筒121の内面から外側に向かって窪んだ溝状であってもよい。段差部126,127の段差の高さは、たとえば0.1〜2mm程度である。段差部126,127としては、絶縁円筒の内面で周方向に延びるもの(第1段差部127)と、軸方向に延びるもの(第2段差部126)とを形成している。
The insulating
図10は、本実施形態の変形例による絶縁円筒および鉛円筒の斜視図である。図11は、本変形例による絶縁円筒および鉛円筒の側面図である。図12は、図11のXII−XII矢視断面図である。図13は、図11のXIII−XIII矢視断面図である。図14は、図11のXIV−XIV矢視断面図である。 FIG. 10 is a perspective view of an insulating cylinder and a lead cylinder according to a modification of the present embodiment. FIG. 11 is a side view of an insulating cylinder and a lead cylinder according to this modification. 12 is a cross-sectional view taken along arrow XII-XII in FIG. 13 is a cross-sectional view taken along arrow XIII-XIII in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along arrow XIV-XIV in FIG.
図5ないし図9には、第2段差部として絶縁円筒106の軸方向の一部に延びた段差部126が形成されたものを示したが、この例は、第2段差部126として絶縁円筒106の軸方向の全体にわたって延びたものである。このような段差部126が形成されていてもよい。
5 to 9 show a stepped
絶縁円筒121の内面の一部であり段差部126,127を少なくとも一部に含む固着面125にキシレンなどの有機溶剤を塗布した後、固着面125を150〜200℃程度に加熱し、固着面125を活性化する。その後、固着面125に配置されたポッティング材122(図1などを参照)によって絶縁円筒121を固定陽極X線管101(図1などを参照)に固着する。
After an organic solvent such as xylene is applied to the fixing
絶縁円筒106とポッティング材122の接着面125は、円筒の軸方向と回転方向に外れやすい。しかし、本実施形態によれば、仮に、ポッティング材122が絶縁円筒121の内面から剥がれたとしても、ポッティング材122の表面は、固着面125の表面形状に対応した形状となっているため、ポッティング材122に段差が形成されており、その段差が、絶縁円筒121の段差部126,127に引っかかることとなる。このため、絶縁円筒121とポッティング材122が外れる可能性は小さくなる。
The
また、段差部126,127として周方向に延びるものと軸方向に延びるものとを形成しておくと、段差部126,127とポッティング材122とが引っかかることによって、周方向および軸方向のいずれにもほとんど移動しなくなる。しかも段差部126,127は、射出成型時に形成されるため、段差の製造コストの上昇はほとんどない。
In addition, if the stepped
このように本実施形態によれば固定陽極X線管の外側の絶縁円筒を信頼性高く固定することができる。 Thus, according to this embodiment, the insulating cylinder outside the fixed anode X-ray tube can be fixed with high reliability.
101…固定陽極X線管、102…高電圧発生器、104…ハウジング、103…絶縁油、105…放射窓、106…真空外囲器、107…陰極フィラメント、108…集束電極、109…陽極ターゲット、110…陽極、111…冷却フィン、112…低圧用ケーブル、113…高圧用ケーブル、114…フィラメント用ケーブル、115…電子ビーム、116…X線、121…絶縁円筒、122…ポッティング材、123…鉛円筒、125…固着面、126…段差部、127…段差部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記真空外囲器を周方向に包囲して内面に段差部が形成された絶縁円筒と、
前記段差部で前記絶縁円筒を前記真空外囲器に固定するポッティング材と、
を具備することを特徴とするX線発生装置。 A fixed anode X-ray tube having a cylindrical vacuum envelope;
An insulating cylinder that surrounds the vacuum envelope in the circumferential direction and has a stepped portion formed on the inner surface;
A potting material for fixing the insulating cylinder to the vacuum envelope at the stepped portion;
An X-ray generation apparatus comprising:
前記X線発生装置と前記高電圧発生器とを収納するハウジングと、
を具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のX線発生装置。
A high voltage generator for applying a high voltage to the X-ray generator;
A housing for housing the X-ray generator and the high voltage generator;
The X-ray generator according to claim 1, further comprising:
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