JP2017134984A - X-ray generator and X-ray imaging system using the same - Google Patents
X-ray generator and X-ray imaging system using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017134984A JP2017134984A JP2016013359A JP2016013359A JP2017134984A JP 2017134984 A JP2017134984 A JP 2017134984A JP 2016013359 A JP2016013359 A JP 2016013359A JP 2016013359 A JP2016013359 A JP 2016013359A JP 2017134984 A JP2017134984 A JP 2017134984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating
- ray generator
- protruding
- ray
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 12
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- -1 fluororesin Polymers 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000010735 electrical insulating oil Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000010827 pathological analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、医療機器、非破壊検査装置等に適用可能なX線撮影システムと、該システムに用いられるX線発生装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging system applicable to a medical device, a nondestructive inspection apparatus, and the like, and an X-ray generator used in the system.
X線発生管は、陰極、陽極及び管状の絶縁管からなる真空管であって、陰極に接続された電子放出源から放出された電子を、高電圧で加速し、陽極に設けられたターゲットに照射して、X線を発生させるものである。このようなX線発生管が収納容器内に封入されたX線発生装置においては、X線発生管と接地電位に規定される収納容器との間で放電し、耐圧不良となるおそれがある。耐圧向上策として、収納容器の内側に絶縁性容器を設けることがあり、特にメンテナンスを要する場合、開閉を可能とする係合部を有する絶縁性容器とすることがある。特許文献1には、係合部が絶縁性容器を構成する絶縁性部材の厚さ方向断面において屈曲部又は湾曲部を有する構成とすることで、X線発生管と収納容器との間で生じる放電を抑制するX線発生装置が開示されている。具体的には、絶縁性容器の蓋体に突出部を設け、突出部により係合部の屈曲部を形成することが開示されている。
The X-ray generator tube is a vacuum tube composed of a cathode, an anode and a tubular insulating tube, which accelerates electrons emitted from an electron emission source connected to the cathode at a high voltage and irradiates a target provided on the anode. Thus, X-rays are generated. In an X-ray generator in which such an X-ray generation tube is enclosed in a storage container, there is a risk of discharge failure between the X-ray generation tube and the storage container defined by the ground potential, resulting in poor pressure resistance. As a measure for improving the pressure resistance, an insulating container may be provided inside the storage container. In particular, when maintenance is required, an insulating container having an engaging portion that can be opened and closed may be used. In
X線発生装置においては、内部のX線発生管の交換等のメンテナンスを行うために、上記したように係合部を有する絶縁性容器とする場合があるが、特許文献1に開示された収納容器においては、係合部において十分な耐圧が得られない場合があった。耐圧性能を上げるためには、突出部を大きくして係合部の屈曲部もしくは湾曲部を大きくすればよいが、突出部の大型化はX線発生装置の小型化、軽量化に逆行するため、むやみに突出部を大きくすることは好ましくない。また、突出部を大きく形成することは、材料費の増大も招いてしまう。 In the X-ray generator, in order to perform maintenance such as replacement of the internal X-ray generator tube, the insulating container having the engaging portion may be used as described above. In the container, a sufficient pressure resistance may not be obtained at the engaging portion. In order to improve the pressure resistance performance, it is only necessary to enlarge the protruding part and enlarge the bent part or curved part of the engaging part. However, the enlargement of the protruding part goes against the downsizing and weight reduction of the X-ray generator. Unnecessarily increasing the protruding portion is not preferable. In addition, the formation of the projecting portion increases the material cost.
本発明の目的は、蓋体と本体とからなり開閉可能な絶縁性容器を備え、メンテナンスが可能なX線発生装置において、装置の大型化及び材料費の増大を最小限に抑えて、絶縁性容器の耐圧を高めることにある。また、本発明は、係るX線発生装置を用いたX線撮影システムを提供するものである。 An object of the present invention is to provide an X-ray generator that can be opened and closed with an insulating container that can be opened and closed by a lid and a main body, and minimizes the increase in the size of the apparatus and the increase in material costs. The purpose is to increase the pressure resistance of the container. The present invention also provides an X-ray imaging system using such an X-ray generator.
本発明の第一は、X線発生管と、前記X線発生管を収容する絶縁性容器と、前記絶縁性容器を収納する導電性容器と、を備え、
前記絶縁性容器は、開口を規定する側壁を有する本体と、取り外し可能かつ前記開口を塞ぐ蓋体と、を有し、
前記蓋体及び前記側壁のいずれか一方は、前記蓋体及び前記側壁のいずれか他方の内面に沿って突出している突出部と、前記突出部が前記いずれか一方の内面に接合されている突出元接合部と、を備えるX線発生装置であって、
前記突出部は、前記突出部の突出方向の長さと前記突出元接合部の短手方向の長さのうち長くない方の方向に沿って、電気的絶縁性を有する複数の絶縁板が、隣接する前記絶縁板を接合する板間接合部を介して積層されていることを特徴とするX線発生装置である。
The first of the present invention comprises an X-ray generator tube, an insulating container that stores the X-ray generator tube, and a conductive container that stores the insulating container,
The insulating container has a main body having a side wall that defines an opening, and a lid that is removable and closes the opening,
One of the lid and the side wall is a protrusion that protrudes along the inner surface of the other of the lid and the side wall, and the protrusion that is joined to the inner surface of either one of the lid and the side wall. An X-ray generator comprising a former joint,
The projecting portion is adjacent to a plurality of insulating plates having electrical insulation properties along a direction that is not longer between a length in the projecting direction of the projecting portion and a length in the short direction of the projecting joint portion. It is an X-ray generator characterized by being laminated | stacked via the board | plate junction part which joins the said insulating board to perform.
本発明の第二は、X線発生装置と、
前記X線発生装置から放出され、被検体を透過したX線を検出するX線検出装置と、
前記X線発生装置と前記X線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とするX線撮影システムである。
A second aspect of the present invention is an X-ray generator,
An X-ray detector that detects X-rays emitted from the X-ray generator and transmitted through the subject;
An X-ray imaging system comprising a control device that controls the X-ray generation device and the X-ray detection device in a coordinated manner.
本発明においては、絶縁性容器の蓋体又は本体のいずれかに、複数枚の絶縁板を積層してなる突出部を設けたことにより、積層方向の絶縁耐圧が担保された絶縁構造が得られる。また、係る突出部における絶縁板の積層方向を特定することで、確実により高い耐圧を得ることができ、装置の大型化を抑制することができる。よって、本発明によれば、従来よりも高電圧に耐え、小型でメンテナンスが可能なX線発生装置を提供することができる。さらに、本発明では、係るX線発生装置を用いて、信頼性の高いX線撮影システムを提供することができる。 In the present invention, by providing a protrusion formed by laminating a plurality of insulating plates on either the lid or the main body of the insulating container, an insulating structure in which the withstand voltage in the laminating direction is secured is obtained. . Further, by specifying the stacking direction of the insulating plates in the projecting portion, it is possible to reliably obtain a higher withstand voltage, and to suppress an increase in the size of the device. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an X-ray generator that can withstand a higher voltage than before and that is small and can be maintained. Furthermore, in the present invention, a highly reliable X-ray imaging system can be provided using such an X-ray generator.
以下、図面を参照し、本発明のX線発生装置について好適な実施形態を挙げて説明する。但し、本発明は係る実施形態に限定されるものではない。また、係る実施形態に記載されていない事項については、従来の技術が好ましく適用される。 Hereinafter, with reference to the drawings, the X-ray generator of the present invention will be described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiment. In addition, conventional techniques are preferably applied to matters not described in the embodiment.
図1は本発明のX線発生装置の好ましい一実施形態の断面模式図であり、図1(a)はX線発生管の管軸に沿った断面模式図であり、図1(b)は図1(a)中のA−A’に相当する断面模式図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of the X-ray generator of the present invention, FIG. 1 (a) is a schematic cross-sectional view along the tube axis of the X-ray generator tube, and FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view corresponding to AA ′ in FIG.
本発明のX線発生装置1は、X線発生管2を収納容器3内に収容しており、収納容器3内の余空間には絶縁性流体4が充填されている。X線発生管2としては、反射型、透過型のいずれでも用いることができ、X線発生管2のX線放射位置(ターゲット9)に対応して収納容器3にX線を透過するX線放出窓14が設けられている。尚、本例では透過型X線発生管を用いた構成例を示す。また、本発明は、収納容器3内にX線発生管2に管電圧を印加する管電圧回路(不図示)を収納してモノタンク実装したX線発生装置に好ましく適用される。
In the
透過型のX線発生管2は、管状の絶縁管7の一方の開口に陰極5が、他方の開口に陽極6が接合されている。絶縁管7としては、小型化や作り易さを考慮して円筒形が好ましく、本例においても円筒形の構成例を示すが、本発明においてはこれに限定されず、角筒形であっても良い。また、陰極5及び陽極6は絶縁管7の開口に応じた形状、即ち、本例では円形である。
In the transmission type
X線発生管2の内部には、陰極5の電位を基準に電位規定された電子銃8を有しており、陽極6にはターゲット9が接合されている。電子銃8はグリッド電極や集束電極を含む場合がある。この様なX線発生管2において、陰極5と陽極6との間に40kV乃至150kV程度の電位差を与え、電子銃8から放出された電子を陽極6上のターゲット9へと向けて照射する。電子が照射されたターゲット9はX線を発生し、透過型のターゲット9においては、電子の照射面とは反対側からX線発生管2の外部にX線を取り出す。
An
本発明において、収納容器3は外側が金属容器等の導電性容器10、内側が絶縁性容器11の二重構造である。さらに導電性容器10は開口を規定する側壁を有する本体10aと取り外し可能かつ開口を塞ぐ蓋体10bとからなり、絶縁性容器11も開口を規定する側壁を有する本体11aと取り外し可能かつ開口を塞ぐ蓋体11bとからなる。そのため、X線発生装置1はメンテナンス可能に構成されている。
In the present invention, the
本発明においては、導電性容器10の本体10aと蓋体10bとは、係合部を介して係合される。本発明において「係合」とは、接着等の接合を行わず、簡単に分離できる状態を意味する。本例では、導電性容器10の蓋体10bが本体10aの開口を覆い、且つ本体10aの側壁に接触して係合部が形成されている。よって、X線発生装置1を組み上げる際には、本体10aの側壁と蓋体10bの周縁部とを不図示のOリング等を介したねじ締め構造等により留め付けて収納容器3を密封する。導電性容器10の材料としては、鉄、ステンレス、鉛、真鍮、銅等の金属が使用可能である。
In the present invention, the
また、絶縁性容器11の本体11aと蓋体11bも、係合部を介して係合される。係合部周辺を図2に詳細に示す。図2(a)、図2(b)はそれぞれ図1(a)のBで示される領域、図1(b)のCで示される領域をそれぞれ拡大及び誇張して示している。
Further, the
本発明においては、絶縁性容器11の蓋体11b及び本体11aの側壁のいずれか一方は、本体11aの開口近傍に、突出部12と突出元接合部15とを備える。突出部12は、蓋体11b及び本体11aの側壁のいずれか他方の内面に沿って突出しており、突出元接合部15により、蓋体11b及び本体11aの側壁のいずれか一方の内面に接合されている。突出部12は本体11aの側壁或いは蓋体11bのいずれかに接する係合部13を有している。図1,図2の実施形態においては、蓋体11bは、本体11aの側壁の内面に沿って突出している突出部12と、突出部12が蓋体11bの内面に接合されている突出元接合部15とを備えており、突出部12は本体11aの側壁に接する係合部13を有している。
In the present invention, either one of the
突出部12と絶縁性容器11の本体11aとの係合部13においては、両者の表面が互いに接触するが、加工によって生じる凹凸によって両表面間に微小な空隙を生じ、係る空隙は寸法精度を上げても減じることができない。この微小な空隙は、導電性容器10と、絶縁性容器11内に収納された高電圧部との間を結ぶ放電経路と成り得る。よって、X線出力の増大に伴って電圧を上げる場合には、突出部12を大型化し、係合部13の空隙の最短経路を長くする必要があった。突出部12の大型化は材料によっては部材の入手を困難にさせる。また、突出部12の大型化はX線発生装置1の小型化の障壁となる。
In the engaging
本発明において、突出部12は、電気的絶縁性を有する複数の絶縁板21が、隣接する絶縁板21を接合する板間接合部16を介して積層されている。そのため、積層方向の絶縁耐圧が担保された絶縁構造が得られる。特に、絶縁性容器11に用いられる絶縁板材と同じ厚さの板を使用することで材料入手を容易にし、板厚が薄いため切断等の加工も容易となり、ブロック状の絶縁材から所定の板厚に切り出して絶縁板とした場合よりも安価である。また、ブロック状の絶縁材を板面方向に連ねて接合した場合よりも高い絶縁耐圧が担保される。
In the present invention, the protruding
本発明においては、突出部12の積層方向を特定することで、係合部13の耐圧をより高いレベルで得ることができる。具体的には、突出部12の突出方向の長さと突出元接合部15の短手方向の長さのうち長くない方の方向に沿って、突出部12の積層方向が設定される。尚、突出部12の突出方向とは、図3(a)に示されるZ方向に一致する。また、突出元接合部15の短手方向とは、図3(a)に示されるX方向に一致し、係合部13を介して絶縁性容器11の内外を隔てる方向に相当する。ここで、突出部12の突出方向の長さと突出元接合部15の短手方向の長さうち「長くない」には「等しい」場合と「短い」場合が含まれる。
In the present invention, the pressure resistance of the engaging
図2(a)に示される例においては、突出元接合部15の短手方向の長さL2が、突出部12の突出方向の長さL1よりも短い。そのため、矢印Fで示される突出部12の積層方向は、突出元接合部15の短手方向に沿っている。換言すれば、板間接合部16は、突出部12の突出方向に平行に配置される。突出部12の突出方向の長さL1と突出元接合部15の短手方向の長さL2が等しい場合は、図3(b)(c)に示す様に、突出部12の突出方向と突出元接合部15の短手方向のうちいずれか一方に沿うように、突出部12の積層方向Fを設定すればよい。
In the example shown in FIG. 2A, the length L <b> 2 in the short direction of the protruding joint 15 is shorter than the length L <b> 1 in the protruding direction of the protruding
本発明において、突出部12の積層方向Fを特定することにより、より高い耐圧が得られる理由を図4,図5を用いて説明する。
In the present invention, the reason why a higher breakdown voltage can be obtained by specifying the stacking direction F of the
図4(a)、(b)は図2(a)と同じ大きさの突出部12を、積層方向Fが異なるように、即ち、積層方向Fが突出部12の突出方向に沿った構成である。図4(a)は図2(a)とは積層数が同じで絶縁板21の厚みが異なり、図4(b)は図2(a)とは絶縁板21の厚みが同じで積層数が異なっている。また、図5(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図2(a)、図4(a)、図4(b)の構成における電気回路図である。
4 (a) and 4 (b) show the
絶縁性容器11が突出部12を有する場合、絶縁性容器11内で絶縁性流体4が局所的に微小放電した場合、突出部12の絶縁性容器11の内部空間に露出した部分Dが実質的に高電圧になる可能性がある。よって、Dから導電性容器10に向かう放電を抑制する必要がある。通常、絶縁性容器11や突出部12を構成する絶縁板は、絶縁性流体4や接合材よりも単位体積当たりの耐圧が高いため、突出部12の周辺の耐圧は、実質、絶縁性流体4で満たされた係合部13の耐圧と、接合材による突出元接合部15の耐圧の影響を受ける。突出部の12突出方向に平行な断面において、係合部13と突出元接合部15の交わる点Eから導電性容器10に向かう経路は一つしかない。そのため、DからEにおいて、突出部12の突出方向の長さと突出元接合部15の短手方向の長さがそれぞれの耐圧能力において決定される。
When the insulating
図2(a)に示す本発明の形態と、図4(a),(b)の形態とを比較する。尚、いずれも突出元接合部15及び板間接合部16を構成する接合材の耐圧が、絶縁性流体4よりも高い場合を例に挙げる。また、突出部12の突出方向の長さL1が突出元接合部15の短手方向の長さL2よりも長い。図2(a)の様に、突出部12の突出方向の長さL1と突出元接合部15の短手方向の長さL2を比較して、短い方の突出元接合部15の短手方向に積層方向Fが沿う場合には、板間接合部16は突出元接合部15よりも長くなる。そのため、板間接合部16の耐圧は突出元接合部15よりも高い。一方、積層数が同じで積層方向Fを変えた図4(a)の場合、板間接合部16は突出元接合部15と平行で同じ長さであるため、板間接合部16の耐圧は突出元接合部15と同じである。
The form of the present invention shown in FIG. 2 (a) is compared with the form of FIGS. 4 (a) and 4 (b). Note that, in any case, a case where the pressure resistance of the bonding material constituting the protruding source joint 15 and the inter-plate joint 16 is higher than that of the insulating
図2(a)、図4(a)、(b)の各構成において、突出元接合部15、板間接合部16、係合部13のそれぞれの耐圧を定量的に説明する。一般に耐圧は面積に依存し、面積が広がると耐圧が低下する。また、耐圧は媒質の長さに依存し、媒質の長さが長くなると耐圧が上昇する。よって、それぞれの媒質において依存度合いは異なるが、耐圧は電気抵抗と同じような考え方ができ、電気抵抗に置き換えると、電気抵抗の高低は耐圧の高低と読取ることができる。
2A, FIG. 4A, and FIG. 4B, the respective pressure resistances of the protruding
そこで、図2(a)、図4(a)、(b)の各構成における突出元接合部15、板間接合部16、係合部13の耐圧を電気抵抗に置き換えると、DからEまでの経路は、図5(a)、(b)、(c)の電気回路図に置き換えることができる。図5を用いて詳しく説明する。
Therefore, when the withstand voltage of the protruding joint 15, the inter-plate joint 16, and the engaging
係合部13の電気抵抗をR1、突出元接合部15の電気抵抗をR2、アスペクト比α(=突出部12の突出方向の長さL1/突出元接合部15の短手方向の長さL2)とすると、図2(a)、図4(a)、(b)におけるDからEまでの経路の合成抵抗は以下の通りである。
The electrical resistance of the engaging
図2(a)の合成抵抗
Ra=((1+4α)・R1・R2)/(2・(1+2α)・R1+(1+4α)・R2)
図4(a)の合成抵抗
Rb=((R1+4R2)・R1・R2)/(R12+6・R1・R2+4R22)
図4(b)の合成抵抗
Rc=((R13+24R12・R2+160・R1・R22+256R23)・R1・R2)/(R14+28R13・R2+240R12・R22+640R1・R23+256R24)
The combined resistance Ra in FIG. 2A = ((1 + 4α) · R1 · R2) / (2 · (1 + 2α) · R1 + (1 + 4α) · R2)
The combined resistance Rb = ((R1 + 4R2) · R1 · R2) / (R1 2 + 6 · R1 · R2 + 4R2 2 ) in FIG.
The combined resistance Rc = ((R1 3 + 24R1 2 · R2 + 160 · R1 · R2 2 + 256R2 3 ) · R1 · R2) / (R1 4 + 28R1 3 · R2 + 240R1 2 · R2 2 + 640R1 · R2 3 + 256R2 4 )
ここで、突出元接合部15と係合部13の電気抵抗比(R2/R1)及びアスペクト比αを変化させた場合の合成抵抗比(Ra/Rb)、(Ra/Rc)をそれぞれ図6(a)、(b)に示す。図6(a)、(b)に示されるように、アスペクト比αが1以上の場合、ほとんどの領域で合成抵抗比(Ra/Rb)、(Ra/Rc)が1以上となった。よって、突出部12の突出方向の長さと突出元接合部15の短手方向の長さのうち短い方の方向に積層方向Fが沿うことで、より高い耐圧が得られることがわかった。特に、突出元接合部15の電気抵抗R2が係合部13の電気抵抗R1以上である場合((R2/R1)≧1)において、確実に高い耐圧が得られ、好ましい。
Here, the combined resistance ratios (Ra / Rb) and (Ra / Rc) when the electrical resistance ratio (R2 / R1) and the aspect ratio α between the protruding joint 15 and the engaging
また、放電が発生した場合であっても、係合部13では絶縁性流体4が対流により入れ替わるため、大きなダメージが残らず、再び放電を生じる可能性が低いが、突出元接合部15においては、接合材にダメージが残ってしまう。そのため、ダメージが残った突出元接合部15においては、再び放電が生じる可能性があり、この点においても、突出元接合部15の耐圧が係合部13の耐圧より高いことが好ましい。尚、接合材よりも絶縁性流体4の耐圧能力が高い場合は、図7(a)に示す様に、突出部12の突出方向の長さL1を突出元接合部15の短手方向の長さL2よりも短くし((R2/R1)≧1)、積層方向Fが突出部12の突出方向に沿う様に突出部12を設けることが好ましい。
Even if a discharge occurs, the insulating
また、突出部12は大きさにより積層数を変えて良く、図7(b)に示すように、積層数は3層以上とすることが可能である。
Further, the number of stacked layers of the
突出部12を形成する絶縁板21は、入手容易性の観点から絶縁性容器11を形成する絶縁板と同じ厚みが良い。よって、突出部12を形成する絶縁板21の板厚は絶縁性容器11を形成する絶縁板の最も厚い部分以下であることが望ましい。
The insulating
耐圧は一般に、最も耐圧の弱い箇所に律速される。よって、D−E間で接合部を通る経路は突出元接合部15が最も短いのが好ましい。言い換えると板間接合部16を通る経路の長さ(例えば図7(b)のL1)は突出元接合部15の短手方向の長さ(例えば図7(b)のL2)以上(L1≧L2)であることが好ましい。 In general, the withstand voltage is limited to the place with the weakest withstand voltage. Therefore, it is preferable that the projecting joint 15 has the shortest path through the joint between D and E. In other words, the length of the path passing through the inter-plate joint 16 (for example, L1 in FIG. 7B) is equal to or longer than the length in the short direction (for example, L2 in FIG. 7B) of the protruding joint 15 (L1 ≧ L2) is preferred.
本発明において、突出部12を形成する絶縁板21は、図7(c)に示すように、突出部12の突出方向の長さが、本体11aの側壁の内面から絶縁性容器11の内側に向かって、漸減することが小型化の観点で好ましい。一方で、内側の絶縁板21の突出部12の突出方向の長さが短くなりすぎると、板間接合部16を通る経路が突出元接合部15の短手方向の長さよりも短くなり、所望の耐圧を発現できなくなる。よって、任意の絶縁板21の突出部12の突出方向の長さは、係る絶縁板21とこれよりも内側に位置する絶縁板21との合計の板厚以上とする。換言すれば、板間接合部16及び突出元接合部15を通る経路が、突出元接合部15のみを通る経路よりも長くなるように、絶縁板21の長さを設定する。例えば、図7(c)においては、L4≧L3−板間接合部16の厚さである。
In the present invention, as shown in FIG. 7C, the insulating
突出部12による係合部13は必要な場所に適宜配置されればよい。よって、蓋体11bの外周の互いに直交する2辺に対応して設ける場合には、図2(b)に示すように、突出部同士が突き当たる角部において、突出部12の端部同士が、接合部を介して階段状に突き当たっていることが耐圧の観点で好ましい。図2(b)中の17は2辺の突出部12,12の端部同士を接合する接合材で構成された突出部組み合わせ部である。このように階段状に組み合わせると、直角や斜めに直線的に組み合わさるよりも、絶縁性容器11の内外を結ぶ突出部組合せ部17の長さを長くすることができ、耐圧が向上する。突出部組合せ部17は係合でも良いが、接合することが耐圧上より好ましい。
The engaging
本発明において、突出元接合部15、板間接合部16、突出部組合せ部17に用いられる接合材は、絶縁性流体4との相性が良い瞬間接着剤やエポキシ系接着剤が好ましく用いられる。特に、エポキシ系接着剤を用いた場合、接着剤中に気泡が入らなければ絶縁性流体4よりも耐圧が高いため、突出部12の突出方向の長さL1が突出元接合部15の長さL2よりも長い形態に好ましく適用される。
In the present invention, as the bonding material used for the protruding joint 15, the
本発明に係る絶縁性容器11、突出部12の絶縁板21の材料としては、耐油性と耐圧性能を併せ持つ樹脂が好ましく用いられる。具体的には、アクリル樹脂、ABS樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂や、ガラス繊維の入ったガラスエポキシなどが使用可能である。
As a material for the insulating
本発明においては、突出部12は絶縁性容器11の本体11aの側壁に設けても良く、この場合、突出部12と蓋体11bとに係合部13が形成される。また、蓋体11bは複数あっても良く、本発明が適宜適用される。
In the present invention, the protruding
本発明に用いられる絶縁性流体4は、絶縁性容器11内の余空間に充填され、容器内に収納された部材の冷却と放電防止を担うため、電気絶縁性が高く、冷却能力が高く、熱による変質の少ないものが好ましい。特に絶縁性液体が好ましく用いられる。例えば電気絶縁油として、鉱物油、PFPE油(パーフルオロポリエーテル)、シリコーン油等が使用可能である。また、非液体の絶縁性流体4としては、SF6(六フッ化硫黄ガス)が好ましく用いられる。絶縁性流体4は収納容器3に設けた不図示の注油口から充填する。
The insulating
次に、図8に基づいて、本発明に係るX線撮影システムの一実施形態を説明する。X線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。 Next, an embodiment of the X-ray imaging system according to the present invention will be described with reference to FIG. The X-ray imaging system can be used for nondestructive inspection of industrial products and pathological diagnosis of human bodies and animals.
図8に示すように、本発明のX線発生装置1は、X線発生管2と管電圧回路32を有し、必要に応じて、そのX線放出窓14部分に設けられた可動絞りユニット18を備えている。可動絞りユニット18は、X線発生装置1から照射されるX線19の照射野の広さを調整する機能を有する。また、可動絞りユニット18として、X線19の照射野を可視光により模擬表示できる機能が付加されたものを用いることもできる。
As shown in FIG. 8, the
システム制御装置30は、X線発生装置1とX線検出装置31とを連携制御する。管電圧回路32は、システム制御装置30による制御の下に、X線発生管2に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、X線発生装置1から放出されるX線19の放出状態が制御される。X線発生装置1から放出されたX線19は、被検体33を透過して検出器34で検出される。検出器34は、検出したX線を画像信号に変換して信号処理部35に出力する。信号処理部35は、システム制御装置30による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置30に出力する。システム制御装置30は、処理された画像信号に基づいて、表示装置36に画像を表示させるための表示信号を表示装置36に出力する。表示装置36は、表示信号に基づく画像を、被検体33の撮影画像としてスクリーンに表示する。
The
<実施例1、比較例1>
図1に示す構造のX線発生装置1を作製した。陰極5及び陽極6にはFeNiCo合金を用い、絶縁管7にはアルミナを用い、ろう付けにより接合した。電子銃8は含浸カソード電子放出源と、ゲート電極及び集束電極を備えている。ターゲット9はダイアモンド基板上にタングステンを成膜したものを用いた。
<Example 1, comparative example 1>
An
導電性容器10は真鍮製の直方体であり、本体10aは折り曲げ加工後にろう付けにより接合した5面からなる容器であり、本体10aに板状の蓋体10bを二トリルゴム製のOリング(不図示)を介してネジ留め(不図示)して密閉した。絶縁性容器11はガラスエポキシからなる直方体であり、本体11aはガラスエポキシ板をエポキシ接着剤により貼り合わせた5面からなる容器であり、蓋体11bを係合して密閉される。ガラスエポキシ板は板厚2mmで、本体11aの接合部分は、高電圧部分との距離を離すことや絶縁性の邪魔板を設けることで耐圧を確保した。
The
絶縁性容器11の蓋体11bの周縁部には、図2(a)に示すような突出部12を設けた。突出元接合部15の短手方向の長さL2を4.2mm、突出部12の突出方向の長さL1を8mmとした。そして、突出元接合部15を2分割するように厚さ2mmのガラスエポキシ板(絶縁板21)を2枚積層し、積層面同士を板間接合部16を介して接合させた。突出元接合部15及び板間接合部16にはエポキシ接着剤を用い、加重しながら乾燥させ、接合部の厚みは0.2mm程度とした。
Protruding
係合部13の隙間の厚みは、実測していないが、加工精度から0.3mm程度と推測される。
The thickness of the gap of the engaging
絶縁性容器11の内側には、X線発生管2及び管電圧回路(不図示)を収容して、導電性容器10を密閉した後、絶縁性流体4として高圧絶縁油A(JX日鉱日石エネルギー製)を、収納容器3に設けた注油口(不図示)より充填した。
An
陰極5と陽極6との間に印加する電圧をVaとして、導電性容器10と陽極6を接地電位、陰極5を−Vaに規定し、電子銃8を駆動せずに耐電圧効果を評価した。管電圧回路によりVaを10kVずつ昇圧し、各電圧で30分保持したところ、60kVまで放電することが無かった。
The voltage applied between the
比較例1として、図4(b)に示すように、突出部12の積層方向F及び積層数を変える以外は本実施例と同じ構成とし、耐圧を評価したところ、60kVで放電することがあった。
As Comparative Example 1, as shown in FIG. 4B, the same configuration as in this example except that the stacking direction F and the number of stacks of the
次に、本実施例のX線発生装置1において電子銃8を駆動してX線を発生させたところ、60kVで所望のX線を発生することができた。
Next, when X-rays were generated by driving the
<実施例2、比較例2>
図7(b)に示されるように、突出部12において絶縁板21の積層数を3枚に増やし、突出元接合部15の短手方向の長さL2を6.4mm、突出部12の突出方向の長さL1を12mmとした以外は実施例1と同様にしてX線発生装置1を作製した。得られたX線発生装置において、実施例1と同様にして耐電圧効果を評価したところ、90kVまで放電することが無かった。
<Example 2, comparative example 2>
As shown in FIG. 7B, the number of laminated insulating
比較例2として、積層方向Fが突出部12の突出方向に沿うように、厚さ2mmのガラスエポキシ板6枚を積層させた以外は本実施例と同じ構成で耐圧を評価したところ、80kVで放電することがあった。
As Comparative Example 2, when the withstand voltage was evaluated with the same configuration as in this example except that 6 glass epoxy plates having a thickness of 2 mm were laminated so that the lamination direction F was along the protruding direction of the protruding
次に、本実施例のX線発生装置1において電子銃8を駆動してX線を発生させたところ、90kVで所望のX線を発生することができた。
Next, when X-rays were generated by driving the
<実施例3、比較例3>
図7(c)に示されるように、絶縁板21を3枚、絶縁性容器10の内側に向かって、順次長さが短くなるように積層した以外は、実施例2と同様にして突出部12を形成し、X線発生装置1を作製した。絶縁板21の長さは、係合部13に近い側から順に、12mm、4mm、2mmとした。この場合、各板間接合部16の突出部12の突出方向の長さは、当該板間接合部16よりも内側の絶縁板21の合計板厚以上となる。よって、接合部を通って絶縁性容器11の内部から導電性容器10に向かう経路としては、突出元接合部15のみを通る経路が最短となり、板間接合部16による耐圧劣化を低減しながらも、収納容器3の小型化が図れる。本例では、絶縁性容器11の周囲を内側に向かって5mm程度小さくすることができた。
<Example 3, Comparative Example 3>
As shown in FIG. 7C, the protruding portion is the same as in Example 2 except that three insulating
得られたX線発生装置1において、実施例1と同様にして耐電圧効果を評価したところ、80kVまで放電することが無かった。
In the obtained
比較例3として、積層方向Fが突出部12の突出方向に沿うように、厚さ2mmのガラスエポキシ板6枚を三段の階段状に積層させた以外は本実施例と同じ構成で耐圧を評価したところ、80kVで放電することがあった。
As Comparative Example 3, the pressure resistance is the same as in this example except that six glass epoxy plates having a thickness of 2 mm are stacked in a three-step shape so that the stacking direction F is along the protruding direction of the protruding
次に、本実施例のX線発生装置1において電子銃8を駆動してX線を発生させたところ、80kVで所望のX線を発生することができた。
Next, when the X-ray was generated by driving the
1:X線発生装置、2:X線発生管、3:収納容器、4:絶縁性流体、10:導電性容器、11:絶縁性容器、11a:本体、11b:蓋体、12:突出部、13:係合部、15:突出元接合部、16:板間接合部、19:X線、21:絶縁板、30:制御装置、31:X線検出装置、33:被検体 1: X-ray generator, 2: X-ray generator tube, 3: storage container, 4: insulating fluid, 10: conductive container, 11: insulating container, 11a: main body, 11b: lid, 12: protrusion , 13: engaging portion, 15: protruding joint portion, 16: inter-plate joining portion, 19: X-ray, 21: insulating plate, 30: control device, 31: X-ray detection device, 33: subject
Claims (12)
前記絶縁性容器は、開口を規定する側壁を有する本体と、取り外し可能かつ前記開口を塞ぐ蓋体と、を有し、
前記蓋体及び前記側壁のいずれか一方は、前記蓋体及び前記側壁のいずれか他方の内面に沿って突出している突出部と、前記突出部が前記いずれか一方の内面に接合されている突出元接合部と、を備えるX線発生装置であって、
前記突出部は、前記突出部の突出方向の長さと前記突出元接合部の短手方向の長さのうち長くない方の方向に沿って、電気的絶縁性を有する複数の絶縁板が、隣接する前記絶縁板を接合する板間接合部を介して積層されていることを特徴とするX線発生装置。 An X-ray generation tube, an insulating container for storing the X-ray generation tube, and a conductive container for storing the insulating container,
The insulating container has a main body having a side wall that defines an opening, and a lid that is removable and closes the opening,
One of the lid and the side wall is a protrusion that protrudes along the inner surface of the other of the lid and the side wall, and the protrusion that is joined to the inner surface of either one of the lid and the side wall. An X-ray generator comprising a former joint,
The projecting portion is adjacent to a plurality of insulating plates having electrical insulation properties along a direction that is not longer between a length in the projecting direction of the projecting portion and a length in the short direction of the projecting joint portion. An X-ray generator characterized in that the X-ray generator is laminated via an inter-plate joint for joining the insulating plates.
前記X線発生装置から放出され、被検体を透過したX線を検出するX線検出装置と、
前記X線発生装置と前記X線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とするX線撮影システム。 An X-ray generator according to any one of claims 1 to 11,
An X-ray detector that detects X-rays emitted from the X-ray generator and transmitted through the subject;
An X-ray imaging system comprising: a control device that controls the X-ray generation device and the X-ray detection device in a coordinated manner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016013359A JP2017134984A (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | X-ray generator and X-ray imaging system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016013359A JP2017134984A (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | X-ray generator and X-ray imaging system using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017134984A true JP2017134984A (en) | 2017-08-03 |
Family
ID=59503900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016013359A Pending JP2017134984A (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | X-ray generator and X-ray imaging system using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017134984A (en) |
-
2016
- 2016-01-27 JP JP2016013359A patent/JP2017134984A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9036788B2 (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus | |
JP5713832B2 (en) | Radiation generator and radiation imaging apparatus using the same | |
US9595415B2 (en) | X-ray generator and X-ray imaging apparatus | |
JP6573380B2 (en) | X-ray generator and X-ray imaging system | |
US10032597B2 (en) | X-ray generating tube, X-ray generating apparatus, X-ray imaging system, and anode used therefor | |
US9117621B2 (en) | Radiation generating tube, radiation generating unit, and radiation image taking system | |
CN108933072B (en) | Anode and X-ray generating tube, X-ray generating apparatus and radiography system | |
US8792619B2 (en) | X-ray tube with semiconductor coating | |
JP2016085945A5 (en) | ||
US10062539B2 (en) | Anode and x-ray generating tube, x-ray generating apparatus, and radiography system that use the anode | |
JP6704100B1 (en) | X-ray generator and X-ray imaging device | |
JP2017134984A (en) | X-ray generator and X-ray imaging system using the same | |
JP2014086147A (en) | Radiation generating tube, radiation generating unit and radiation image pick-up system | |
US6775353B2 (en) | X-ray generating apparatus | |
KR20140006638A (en) | Mesh electrode adhesion structure, electron emission device and electronic apparatus employing the same | |
JP2017016921A (en) | X-ray generation apparatus and x-ray imaging system using the same | |
JP2014149932A (en) | Radiation generator and radiographic system | |
JP2015028909A (en) | Radiation generator and radiography system using the same | |
JP2017120715A (en) | X-ray generation apparatus and x-ray imaging system | |
JP2015090840A (en) | Radiation generator and radiography system | |
US6778634B2 (en) | X-ray generating apparatus | |
JP2015153548A (en) | Radiation tube and radiation generation device using the same, radiographic system, and method of manufacturing radiation tube | |
JP6305697B2 (en) | X-ray generator and X-ray inspection apparatus | |
JP2014191875A (en) | Radiation generator and radiography system | |
JP2014120418A (en) | Radiation generation device and radiographic apparatus |