JP2019192533A - X-ray tube device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、X線管装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray tube apparatus.
X線管装置は、医療診断用途や、非破壊検査用途など、多くの用途に利用されている。X線管装置は、回転陽極型のX線管、ハウジング及び冷却液を備えている。ハウジングは、X線管を収容している。冷却液は、X線管とハウジングとの間の空間に充填されている。冷却液は、X線管が発生する熱を吸収し、X線管を冷却している。 X-ray tube apparatuses are used in many applications such as medical diagnostic applications and nondestructive inspection applications. The X-ray tube apparatus includes a rotary anode type X-ray tube, a housing, and a coolant. The housing contains an X-ray tube. The cooling liquid is filled in a space between the X-ray tube and the housing. The cooling liquid absorbs heat generated by the X-ray tube and cools the X-ray tube.
回転陽極型のX線管の場合、陽極ターゲットは回転するため、X線管は振動する。X線管に振動が生じると、騒音などの悪影響が発生し得る。そのため、X線管の振動を吸収する技術が求められている。 In the case of a rotating anode type X-ray tube, the anode target rotates, so that the X-ray tube vibrates. When vibration occurs in the X-ray tube, adverse effects such as noise may occur. Therefore, a technique for absorbing the vibration of the X-ray tube is required.
本実施形態は、制振構造を持つX線管装置を提供する。 The present embodiment provides an X-ray tube apparatus having a vibration control structure.
一実施形態に係るX線管装置は、
電子を放出する陰極と、X線を放出する回転自在な陽極ターゲットと、前記陰極及び前記陽極ターゲットを収容した真空外囲器と、を有する回転陽極型のX線管と、前記回転陽極型X線管を収納したハウジングと、前記X線管と前記ハウジングとの間の空間に充填される冷却液と、前記ハウジングに支持され、前記陽極ターゲットの軸線に垂直な方向にて前記真空外囲器を囲み、前記真空外囲器との間に隙間を空けて位置する絶縁部材と、前記真空外囲器と前記絶縁部材との間に位置し、電気絶縁性を有し、前記X線管を押圧し、前記X線管が発生する振動の少なくとも一部を吸収する制振材と、を備える。
An X-ray tube apparatus according to one embodiment
A rotary anode type X-ray tube having a cathode that emits electrons, a rotatable anode target that emits X-rays, and a vacuum envelope containing the cathode and the anode target, and the rotary anode type X A housing containing the tube, a coolant filled in a space between the X-ray tube and the housing, and the vacuum envelope supported by the housing in a direction perpendicular to the axis of the anode target An insulating member that is positioned with a gap between the vacuum envelope and the vacuum envelope and the insulating member, and has electrical insulation, and the X-ray tube And a damping material that absorbs at least a part of the vibration generated by the X-ray tube.
以下に、本発明の実施形態及び変形例について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 Embodiments and modifications of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive of appropriate modifications while maintaining the gist of the invention are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, and the like of each part in comparison with actual aspects for the sake of clarity of explanation, but are merely examples, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited. In addition, in the present specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted as appropriate.
(一実施形態)
まず、一実施形態に係るX線管装置について説明する。始めに、X線管装置の構成について説明する。図1は、一実施形態に係るX線管装置を示す断面図である。
(One embodiment)
First, an X-ray tube apparatus according to an embodiment will be described. First, the configuration of the X-ray tube apparatus will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an X-ray tube apparatus according to an embodiment.
図1に示すように、X線管装置10は、大まかにハウジング20と、ハウジング20内に収納された回転陽極型のX線管30と、X線管30とハウジング20との間の空間に充填された冷却液7と、絶縁部材4と、制振材6と、保持部材8と、ゴム部材2d、2eと、回転駆動部としてのステータコイル9と、保持部材3と、リセプタクル300、400とを備えている。本実施形態において、冷却液7は、絶縁性の冷却液である絶縁油である。冷却液7は、X線管30、ステータコイル9などが発生する熱の少なくとも一部を吸収するものである。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング20は、筒状に形成されたハウジング本体20eと、蓋部(側板)20f,20g,20hとを有している。ハウジング本体20e、蓋部20f,20g,20hは、金属材料又は樹脂材料で形成されている。この実施形態において、ハウジング本体20e、蓋部20f、20g、20hはアルミニウムを用いた鋳物で形成されている。樹脂材料を使用する場合は、ネジ部など強度を必要とする個所や、樹脂の射出成形で成形し難い個所、またハウジング20の外部への電磁気ノイズの漏洩を防止する図示しない遮蔽層など、部分的に金属を併用してもよい。
The
後述する高電圧供給端子44が位置する側のハウジング本体20eの開口部には、環状の段差部が形成されている。上記段差部の内周面には、環状の溝部が形成されている。X線管装置の管軸に沿った方向において、蓋部20fの周縁部はハウジング本体20eの段差部に接触している。ハウジング本体20eの上記溝部にはC形止め輪20iが嵌合されている。
An annular stepped portion is formed in the opening of the
C形止め輪20iは、管軸に沿った方向における、ハウジング本体20eに対する蓋部20fの位置を規制している。この実施形態において、蓋部20fのがたつきを防止するため、蓋部20fの位置は固定されている。高電圧供給端子44が位置する側のハウジング本体20eの開口部は、蓋部20f及びC形止め輪20iなどにより液密に閉塞されている。
The C-shaped retaining ring 20i regulates the position of the
ハウジング本体20eと蓋部20fとの間に設けられた環状の被シール部は、ゴム部材2aで液密にシールされている。この実施形態において、ゴム部材2aはOリングで形成されている。ゴム部材2aは、ハウジング20外部への冷却液7の漏れを防止する機能を有している。
An annular sealed portion provided between the
後述する高電圧供給端子54が位置する側のハウジング本体20eの開口部の内周面には、環状の溝部が形成されている。蓋部20gはハウジング本体20eの内部に位置している。蓋部20hは蓋部20gに対向している。蓋部20gは、冷却液7が出入りする開口部20kを有している。蓋部20hには、雰囲気としての空気が出入りする通気孔20mが形成されている。
An annular groove is formed on the inner peripheral surface of the opening of the
ハウジング本体20eの上記溝部にはC形止め輪20jが嵌合されている。C形止め輪20jは、蓋部20hがゴム部材2bの周縁部(シール部)へ応力を加えている状態を保持している。ゴム部材2bのシール部はOリングのように形成されている。上記のことから、高電圧供給端子54が位置する側のハウジング本体20eの開口部は、蓋部20g、蓋部20h、C形止め輪20j及びゴム部材2bなどにより液密に閉塞されている。
A C-
ハウジング本体20eと蓋部20gと蓋部20hとの間に設けられた環状の被シール部は、ゴム部材2bのシール部で液密にシールされている。ゴム部材2bは、ハウジング20外部への冷却液7の漏れを防止する機能を有している。
An annular sealed portion provided between the
この実施形態において、ゴム部材2bはゴムベローズ(ゴム膜)であり、冷却液7に接している。ゴム部材2bは、ハウジング20内において、蓋部20g及び蓋部20hで囲まれた領域を、第1空間と、第2空間とに仕切っている。第1空間は、開口部20kと繋がった空間であり、冷却液7が存在する空間である。第2空間は、通気孔20mと繋がった空間であり、外気が存在する空間である。ゴム部材2bは、冷却液7の体積変化を吸収し、冷却液7の圧力調整を行っている。
In this embodiment, the
図2は、図1の線II−IIに沿ってX線管装置の一部を拡大して示す図である。図1及び図2に示すように、ハウジング本体20eは、X線透過領域R1に位置したX線放射口20oを有している。X線放射口20oは、ハウジング本体20eの一部を貫通して形成されている。ハウジング20は、X線放射窓20wを有している。X線放射窓20wは、X線を透過しハウジング20外部に放射する。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the X-ray tube apparatus along the line II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、後述するX線遮蔽部520及び540は、X線放射口20oにおけるハウジング20外部へのX線の放射を妨げることのないように設けられている。このため、X線遮蔽部540は、X線放射口20oの側縁に設けられている。
Note that
X線放射窓20wは、ハウジング20の外側に位置している。X線放射窓20wは、機械的強度の高い材料を利用して形成することができる。この実施形態において、X線放射窓20wは、アルミニウムを利用して形成されているが、他の金属材料や樹脂などを利用して形成することも可能である。X線放射窓20wは凹型形状を有し、X線管30とX線放射窓20wとの間隔の低減を図っている。
The
X線放射窓20wに対向したハウジング本体20eの外壁には、取付け面が形成されている。X線放射口20oを囲むようにハウジング本体20eの取付け面には枠状の溝部が形成されている。X線放射窓20wは、上記取付け面に対向した状態で、上記取付け面に接触され、締め具としてのねじ20sによりハウジング本体20eに締め付けられている。ねじ20sは、X線放射窓20wに形成された貫通孔を通り、ハウジング本体20eに形成されたねじ穴に締め付けられている。X線放射窓20wはX線放射口20oを閉塞している。
A mounting surface is formed on the outer wall of the
ハウジング本体20eとX線放射窓20wとの間に設けられた枠状の被シール部は、ゴム部材2cで液密にシールされている。この実施形態において、ゴム部材2cはOリングで形成されている。ゴム部材2cは、ハウジング本体20eの取付け面に形成された溝部に設けられている。ゴム部材2cは、ハウジング20外部への冷却液7の漏れを防止する機能を有している。
A frame-shaped sealed portion provided between the
図3は、図1に示したX線管30を示す断面図である。
図1及び図3に示すように、X線管30は、真空外囲器31を備えている。真空外囲器31は、径大部31aと、径小部31bと、接続部31cと、を有している。径大部31aは、筒状の形状を有し、軸線aに垂直な方向にて陽極ターゲット35を囲んでいる。
径小部31bは、径大部31aより外径の小さい筒状の形状を有し、軸線aに垂直な方向にてロータ14を囲んでいる。接続部31cは、円錐形の形状を有し、径大部31aと径小部31bとを接続している。接続部31cは、ハウジング20側に位置する円錐面31Sを有している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
The
真空外囲器31は、真空容器32を有している。真空容器32は、上記径大部31a、径小部31b、及び接続部31cを有している。真空容器32は、例えば、ガラス、又は銅、ステンレス及びアルミニウム等の金属で形成されている。この実施形態において、真空容器32はガラスで形成されている。なお、真空容器32を金属で形成する場合、真空容器32は、X線透過領域R1に対向した開口を有している。そして、真空容器32の開口は、X線を透過する材料としてのベリリウムで形成されたX線透過窓で気密に閉塞されている。真空外囲器31の一部は、高電圧絶縁部材50で形成されている。本実施形態において、高電圧絶縁部材50は、ガラスで形成されている。
The
X線管30は、真空外囲器31に収納された陽極ターゲット35及び陰極36を有している。
陽極ターゲット35は、真空外囲器31内に設けられている。陽極ターゲット35は、円盤状に形成されている。陽極ターゲット35は、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられた傘状のターゲット層35aを有している。ターゲット層35aは、陰極36から照射される電子が衝突することによりX線を放出する。陽極ターゲット35は、モリブデン合金などの金属で形成されている。
The
The
ターゲット層35aはタングステン合金等の金属で形成されている。陽極ターゲット35は、管軸を中心に回転自在である。このため、陽極ターゲット35の軸線aは、管軸と平行である。
The
陰極36は、真空外囲器31内に設けられている。陰極36は、陽極ターゲット35に照射する電子を放出する。陰極36には相対的に負の電圧が印加される。低膨張合金であるKOV部材55は、真空外囲器31内で高電圧供給端子54を覆っている。ここでは、高電圧供給端子54はガラス製の高電圧絶縁部材50に封着され、KOV部材55は高電圧絶縁部材50に摩擦ばめを利用して固定されている。KOV部材55には、陰極支持部材37が取付けられている。陰極36は、陰極支持部材37に取付けられている。
The
高電圧供給端子54は、陰極支持部材37の内部を通って陰極36に接続されている。高電圧供給端子54は、陰極36に相対的に負の電圧を印加するともに陰極36の図示しないフィラメント(電子放出源)にフィラメント電流を供給するものである。
The high
X線管30は、固定軸11、回転体12、軸受け13及びロータ14を備えている。固定軸11は、円柱状に形成されている。固定軸11の外周の一部には突出部が形成され、突出部は真空外囲器31に気密に取付けられている。固定軸11には、高電圧供給端子44が電気的に接続されている。固定軸11は回転体12を回転可能に支持する。
The
回転体12は、筒状に形成され、固定軸11と同軸的に設けられている。回転体12の外面にロータ14が取り付けられている。回転体12には、陽極ターゲット35が取付けられている。軸受け13は、固定軸11と回転体12の間に形成されている。回転体12及びロータ14は、陽極ターゲット35とともに回転自在に設けられている。
The rotating
高電圧供給端子44は、固定軸11、軸受け13及び回転体12を介して陽極ターゲット35に相対的に正の電圧を印加する。この実施形態において、高電圧供給端子44及び高電圧供給端子54は、金属端子である。
The high voltage supply terminal 44 applies a relatively positive voltage to the
X線管30の固定軸11は絶縁部材4にも固定されている。絶縁部材4は、ハウジング20に支持されている。本実施形態において、絶縁部材4は、ステータコイル9及び保持部材3を介してハウジング20に支持されている。絶縁部材4は、軸線aに垂直な方向にて真空外囲器31を囲んでいる。絶縁部材4は、真空外囲器31との間に隙間を空けて位置している。絶縁部材4は、筒部4a及び円錐部4bを有し、管状に形成されている。筒部4aは、軸線aに垂直な方向にて径小部31bを囲んでいる。円錐部4bは、軸線aに垂直な方向にて接続部31cを囲み、筒部4aに接続されている。絶縁部材4は、X線管30とステータコイル9との間を電気的に絶縁するものである。絶縁部材4は、絶縁材料として、例えばエポキシ系の材料で形成されている。
The fixed
絶縁部材4の高電圧供給端子44側の端部には、例えば、複数の貫通孔hが形成されている。そのため、絶縁部材4の高電圧供給端子44側の端部が閉塞されている場合と比較して、真空外囲器31と絶縁部材4との間の領域にも冷却液7の自然対流が生じ易くなる。但し、本実施形態と異なり、絶縁部材4の高電圧供給端子44側の端部は閉塞されていてもよい。
For example, a plurality of through holes h are formed at the end of the insulating
図1及び図2に示すように、X線管装置10は、鉛で形成されたX線遮蔽部510、520、530、540、590をさらに備えている。これらのX線遮蔽部は、少なくとも鉛を含むX線不透過材で形成されていればよく、鉛合金等で形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、X線遮蔽部510は、管軸に沿った方向にターゲット層35aと対向したハウジング20の一端側に設けられている。X線遮蔽部510は、ターゲット層35aから放射されるX線を遮蔽するものである。X線遮蔽部510は、第1遮蔽部511及び第2遮蔽部512を有している。
As shown in FIG. 1, the
第1遮蔽部511は、管軸に沿った方向にターゲット層35aと対向した側の蓋部20gに貼り付けられている。第1遮蔽部511は、蓋部20g全体を覆っている。第1遮蔽部511は、開口部20kと対向した個所が開口して形成され、開口部20kによる冷却液7の出入りを維持している。
The
第2遮蔽部512は、第1遮蔽部511上に設けられている。第2遮蔽部512は、開口部20k付近からハウジング20の外部に漏れる恐れのあるX線を遮蔽するものである。
The
X線遮蔽部520は円筒状に形成されている。X線遮蔽部520の一端部は、第1遮蔽部511に近接している。このため、X線遮蔽部510及びX線遮蔽部520間の隙間から漏れる恐れのあるX線を遮蔽することができる。
The
X線遮蔽部520は、管軸に沿って第1遮蔽部511から陽極ターゲット35(ターゲット層35aの表面の延長線上)を越える位置まで延出している。この実施形態において、X線遮蔽部520は、第1遮蔽部511からステータコイル9と対向する位置まで延出している。X線遮蔽部520は、必要に応じてハウジング20に固定されている。
The
X線遮蔽部530は、筒状に形成され、ハウジング20の筒部20r内に設けられている。X線遮蔽部530の一端部は、X線遮蔽部520に近接している。X線遮蔽部530は、必要に応じて筒部20rに固定されている。ここでは、X線遮蔽部530は、筒部20rの内壁に形成された突出部に固定されている。なお、上記突出部は、X線遮蔽部530の位置決めにも利用されている。このため、筒部20rから漏れる恐れのあるX線を遮蔽することができる。
The
図2に示すように、X線遮蔽部540は、枠状に形成され、ハウジング20のX線放射口20oの側縁に設けられている。X線遮蔽部540の一端部は、X線遮蔽部520に近接している。X線遮蔽部540は、必要に応じてX線放射口20oの側縁に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、X線遮蔽部材590は、環状に形成されている。X線遮蔽部材590は、ステータコイル9に取り付けられ、ハウジング20と同電位に設定されている。軸線aに垂直な方向において、X線遮蔽部材590は、X線遮蔽部520で取り囲まれている。X線遮蔽部材590は、散乱X線の遮蔽に寄与している。
As shown in FIG. 1, the
図1及び図3に示すように、保持部材8及びゴム部材2d、2eは、X線管30とハウジング20との間の領域に位置している。
X線管装置10は、複数のゴム部材2dと、複数のゴム部材2eとを有している。この実施形態において、X線管装置10は、3個のゴム部材2dと3個のゴム部材2eとを有している。ゴム部材2dは軸線aを中心とする回りで等間隔に位置し、ゴム部材2eも軸線aを中心とする回りで等間隔に位置している。ゴム部材2d、2eは、X線管30及びハウジング20の少なくとも一方を押圧し、ハウジング20に対するX線管30の位置を固定する。また、この実施形態において、ゴム部材2d、2eは、軸線aに垂直な方向にX線管30及びハウジング20の少なくとも一方を押圧している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the holding
The
保持部材8は、環状に形成され、X線管30及びハウジング20からそれぞれ離れて位置している。保持部材8は、機械的強度の高い材料で形成されている。保持部材8は、少なくともゴム部材2d及びゴム部材2eより高い剛性を有している。この実施形態において、保持部材8は、電気絶縁材料である樹脂材料で形成されている。
The holding
ゴム部材2dは、保持部材8に取付けられている。ここでは、ゴム部材2dの突出部を保持部材8の貫通孔に嵌め入れている。ゴム部材2dは、ハウジング20と保持部材8との間の隙間に挟み込まれ、ハウジング20を直接又は間接的に押圧している。この実施形態において、ゴム部材2dは、X線遮蔽部520に接触し、ハウジング20を間接的に押圧している。
The
ゴム部材2eは、保持部材8に取付けられている。ここでは、ゴム部材2eの突出部を保持部材8の貫通孔に嵌め入れている。ゴム部材2eは、保持部材8とX線管30との間の隙間に挟み込まれ、X線管30を直接又は間接的に押圧している。この実施形態において、ゴム部材2eは、X線管30(真空外囲器31)に接触し、X線管30を直接押圧している。
The
この実施形態において、ゴム部材2d、2eは、保持部材8とともにハウジング20に対するX線管30の位置を固定している。ゴム部材2d、2e及び保持部材8は、ハウジング20に対するX線管30の位置ずれを防止している。特に、ゴム部材2d、2e及び保持部材8は、軸線aに垂直な方向におけるハウジング20に対するX線管30の位置ずれを防止している。ゴム部材2d、2eは、制振材としても機能している。ゴム部材2d、2eは、X線管30に生じる振動のハウジング20への伝達量を軽減する。ゴム部材2d、2eは冷却液7の存在する空間に位置している。
In this embodiment, the
図1及び図3に示すように、ステータコイル9は、絶縁部材4とハウジング20との間に位置し、絶縁部材4に固定されている。ステータコイル9は、ロータ14、回転体12及び陽極ターゲット35を回転させるものである。ステータコイル9に所定の電流が供給されることで、ステータコイル9はロータ14に与える磁界を発生するため、陽極ターゲット35などが所定の速度で回転される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ステータコイル9は、ハウジング20に固定されている。本実施形態において、ステータコイル9は、保持部材3によりハウジング20に固定されている。保持部材3は、ハウジング20に固定され、ステータコイル9を保持している。また、保持部材3は、金属で形成されている。そのため、ステータコイル9の電位は、ハウジング20の電位である接地電位に接地絵される。
The
X線管装置10は、陽極用のリセプタクル300及び陰極用のリセプタクル400を有している。リセプタクル300は、ハウジング20の筒部20qの内部に位置し、筒部20qに取付けられている。リセプタクル400は、ハウジング20の筒部20rの内部に位置し、筒部20rに取付けられている。
The
リセプタクル300は、電気絶縁部材としてのハウジング301と、高電圧供給端子としての端子302とを有している。
ハウジング301は、筒部20q(ハウジング20)の外側に開口した桶状に形成されている。ハウジング301は、ほぼ軸対称なコップ形状を有している。また、ハウジング301のプラグ差込口がハウジング20の外側に開口している。
The
The
ハウジング301の開口側の端部において、ハウジング301の外面には、環状の突出部が形成されている。ハウジング301は、絶縁性の材料として、例えば樹脂で形成されている。端子302は、ハウジング301の底部に液密に取付けられ、上記底部を貫通している。端子302は絶縁被覆配線を介して高電圧供給端子44と接続されている。
An annular protrusion is formed on the outer surface of the
筒部20qの段差部には、雌ねじの加工がなされている。リングナット310は、側面に雄ねじの加工がなされている。リングナット310は、筒部20qの段差部に締め付けられ、ハウジング301を押圧している。
A female screw is processed in the step portion of the
リセプタクル300及びリセプタクル300に挿入される図示しないプラグは、非面圧式であり、着脱可能に形成されている。プラグをリセプタクル300に連結した状態で、プラグから端子302に高電圧(例えば、+70〜+80kV)が供給される。
The
リセプタクル400は、リセプタクル300と同様に形成されている。
リセプタクル400は、電気絶縁部材としてのハウジング401と、高電圧供給端子としての端子402とを有している。ハウジング401は、筒部20r(ハウジング20)の外側に開口した桶状に形成されている。
The
The
ハウジング401の開口側の端部において、ハウジング401の外面には、環状の突出部が形成されている。ハウジング401は、絶縁性の材料として、例えば樹脂で形成されている。端子402は、ハウジング401の底部に液密に取付けられ、上記底部を貫通している。端子402は絶縁被覆配線を介して高電圧供給端子54と接続されている。
An annular protrusion is formed on the outer surface of the
筒部20rの段差部には、雌ねじの加工がなされている。リングナット410は、側面に雄ねじの加工がなされている。リングナット410は、筒部20rの段差部に締め付けられ、ハウジング401を押圧している。
リセプタクル400及びリセプタクル400に挿入される図示しないプラグは、非面圧式であり、着脱可能に形成されている。プラグをリセプタクル400に連結した状態で、プラグから端子402に高電圧(例えば、−70〜−80kV)が供給される。
A female thread is processed in the step portion of the
The
筒部20qとリセプタクル300との間に設けられた枠状の被シール部は、ゴム部材2fで液密にシールされている。この実施形態において、ゴム部材2fはOリングで形成されている。ゴム部材2fは、ハウジング20外部への冷却液7の漏れを防止する機能を有している。
なお、ゴム部材2gは、ゴム部材2fと同様にOリングで形成されている。ゴム部材2gは、筒部20rとリセプタクル400との間に設けられた被シール部を液密にシールしている。
The frame-shaped sealed portion provided between the
The
図1に示すように、制振材6は、真空外囲器31と絶縁部材4との間に位置している。制振材6は、電気絶縁性及び高耐熱性を有している。制振材6は、X線管30を押圧し、X線管30が発生する振動の少なくとも一部を吸収するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the damping
本実施形態の制振材6は、真空外囲器31の円錐面31Sと絶縁部材4の円錐部4bとの間に位置し、円錐面31Sを押圧している。制振材6が、真空外囲器31と筒部4aとの間に位置している場合と比較して、絶縁部材4とX線管30との組み立ては容易となる。
制振材6は、絶縁部材4(円錐部4b)に接着されている。そのため、制振材6に振動が伝わっても、制振材6の位置ずれを抑制することができる。
The damping
The damping
また、本実施形態の制振材6は、絶縁部材4を形成する材料と異なる絶縁材料で形成されている。例えば、制振材6は、高耐熱樹脂で形成されている。ここで、高耐熱樹脂とは、250℃以上の融点を有する樹脂を言う。
Further, the damping
図4は、図1の線IV−IVに沿った真空外囲器31、絶縁部材4、及び制振材6を示す断面図である。図4において、真空外囲器31以外のX線管30の部材の図示を省略している。
図1及び図4に示すように、制振材6は、物理的に独立した複数の制振部6aを有している。複数の制振部6aは、軸線aを中心とする回りで、真空外囲器31と絶縁部材4との間に間隔を空けて設けられている。本実施形態において、複数の制振部6aは、等間隔に設けられている。
4 is a cross-sectional view showing the
As shown in FIGS. 1 and 4, the damping
上記のように構成されたX線管装置では、ステータコイル9に所定の電流を印加することでロータ14が回転し、陽極ターゲット35が回転する。次に、リセプタクル300、400に所定の高電圧を印加する。
リセプタクル300に印加された高電圧は、高電圧供給端子44、固定軸11、軸受け13及び回転体12を介して陽極ターゲット35に供給される。リセプタクル400に印加された高電圧は、高電圧供給端子54を介して陰極36に供給される。
これにより、陰極36から放出された電子は陽極ターゲット35のターゲット層35aに衝突し、陽極ターゲット35からX線が放射される。X線は、真空容器32(又はX線透過窓)及びX線放射窓20wを通ってハウジング20の外部へ放射される。
In the X-ray tube apparatus configured as described above, when a predetermined current is applied to the
The high voltage applied to the
Thereby, electrons emitted from the
上記のように構成された第1の実施形態に係るX線管装置10によれば、X線管装置10は、回転陽極型のX線管30と、ハウジング20と、冷却液7と、絶縁部材4と、制振材6と、を備えている。制振材6は、真空外囲器31と絶縁部材4との間に位置し、電気絶縁性を有し、X線管30を押圧している。制振材6は、X線管30が発生する振動の少なくとも一部を吸収するように構成されている。
According to the
詳しくは、X線管30から制振材6に伝搬した振動は、制振材6のせん断変形を引き起こし、振動エネルギの一部が制振材中の摩擦や粘性抵抗によって熱エネルギに変換される。これにより、振動が制振材6によって吸収される。保持部材8及びゴム部材2d,2eの集合体より、制振材6の方が、X線管30が発生する振動を多く吸収する。例えば、X線管30に生じる振動のハウジング20への伝達量を軽減することができる。ハウジング20の外部の空気の振動の発生を抑えることができ、音の発生を抑えることができる。
上記のことから、制振構造を持つX線管装置10を得ることができる。そして、騒音など、X線管の振動に起因した悪影響の発生を抑制することができる。
Specifically, the vibration propagated from the
From the above, it is possible to obtain the
(変形例1)
次に、上記実施形態の変形例1に係るX線管装置10について説明する。図5は、本変形例1に係るX線管装置10を示す断面図である。
図5に示すように、変形例1のX線管装置10では、制振材6と絶縁部材4との関係について上記実施形態と相違している。制振材6は、絶縁部材4を形成する材料と同一の絶縁材料で形成され、かつ、絶縁部材4と一体に形成されている。
本変形例1においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Modification 1)
Next, an
As shown in FIG. 5, in the
Also in the first modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
(変形例2)
次に、上記実施形態の変形例2に係るX線管装置10について説明する。図6は、本変形例2に係るX線管装置10を示す断面図である。
図6に示すように、変形例2のX線管装置10では、制振材6を配置する位置について上記実施形態と相違している。制振材6は、真空外囲器31の径小部31bと絶縁部材4の筒部4aとの間に位置し、径小部31bを押圧している。制振材6は、筒部4aに接着されている。
本変形例2においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
(Modification 2)
Next, an
As shown in FIG. 6, in the
Also in the second modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
(変形例3)
次に、上記実施形態の変形例3に係るX線管装置10について説明する。図7は、本変形例3に係るX線管装置10を示す断面図である。図8は、図7の線VIII−VIIIに沿ってX線管装置10の一部を拡大して示す図である。
図7及び図8に示すように、変形例3のX線管装置10では、絶縁部材4の形状、及び制振材6を配置する位置について上記実施形態と相違している。絶縁部材4は、筒部4cをさらに備えている。筒部4cは、軸線aに垂直な方向にて径大部31aを囲み、円錐部4bに接続されている。筒部4cは、X線透過領域R1に位置した開口4coを有している。開口4coはX線放射口20oと対向し、筒部4cがハウジング20外部へのX線の放射を妨げることのないように設けられている。
(Modification 3)
Next, an
As shown in FIGS. 7 and 8, the
制振材6は、真空外囲器31の径大部31aと絶縁部材4の筒部4cとの間に位置し、径大部31aを押圧している。制振材6は、筒部4cに接着されている。制振材6は、X線の放射を妨げることのないように設けられている。そのため、制振材6は、X線透過領域R1に位置しておらず、X線透過領域R1以外の領域に位置している。
本変形例3においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
The damping
Also in the third modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
(変形例4)
次に、上記実施形態の変形例4に係るX線管装置10について説明する。図9は、上記実施形態の変形例4に係るX線管装置10の真空外囲器31、絶縁部材4、及び制振材6を示す断面図である。図9において、真空外囲器31以外のX線管30の部材の図示を省略している。
(Modification 4)
Next, an
図9及び図1に示すように、変形例4のX線管装置10では、制振材6について上記実施形態と相違している。制振材6は、軸線aを中心とする回りで、真空外囲器31と絶縁部材4との間に全周にわたって設けられている。制振材6は、途切れること無しに連続的に環状に形成されている。制振材6は、真空外囲器31と絶縁部材4との間の領域を、第1領域s1と第2領域s2とに区域している、
制振材6は、真空外囲器31と対向する側の面に形成された一以上の溝vを有している。本変形例4では、制振材6は、4つの溝vを有している。各々の溝vは、第1領域s1から第2領域s2まで連続して設けられている。そのため、制振材6に溝vを形成することにより、真空外囲器31と絶縁部材4との間の領域にも冷却液7の自然対流が生じ易くなる。また、絶縁部材4に対する制振材6の接着面積を大きくすることができるため、より制振材6の位置ずれを抑制することができる。
本変形例3においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIGS. 9 and 1, in the
The damping
Also in the third modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described, the above-described embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The above-described novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The above embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、X線管装置10は、保持部材8無しに構成されていてもよい。この場合、ゴム部材が直接、X線管30とハウジング20の内壁との隙間に挟まれていてもよく、これにより上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
X線管装置10は、図示しない循環冷却システムをさらに備えていてもよい。循環冷却システムは、例えば、ハウジング20内の冷却液7を放熱及び循環させる冷却器と、冷却器をハウジング20の導入口及び排出口に液密及び気密に連結する導管(ホースなど)とを備えている。冷却器は、循環ポンプ及び熱交換器を有している。循環ポンプは、ハウジング20側から取り入れた冷却液7を熱交換器に吐出し、冷却液7の流れをハウジング20内に作り出す。熱交換器は、ハウジング20及び循環ポンプ間に連結され、冷却液7の熱を外部に放出する。上記のように、ハウジング20の内部に冷却液7の強制対流を生じさせてもよい。
For example, the
The
X線管装置10は、陽極ターゲット35及び陰極36にそれぞれ高電圧を印加する中性点接地型に限定されるものではなく、陰極接地型を採っていてもよい。
本発明の実施形態は、上述したX線管装置10に限らず、各種のX線管装置に適用することができる。
The
The embodiment of the present invention is not limited to the
4…絶縁部材、4a,4c…筒部、4b…円錐部、6…制振材、6a…制振部、
7…冷却液、9…ステータコイル、10…X線管装置、11…固定軸、12…回転体、
14…ロータ、20…ハウジング、30…X線管、31…真空外囲器、31a…径大部、
31b…径小部、31c…接続部、31S…円錐面、35…陽極ターゲット、
36…陰極、v…溝、a…軸線、s1…第1領域、s2…第2領域。
4 ... Insulating member, 4a, 4c ... Tube part, 4b ... Conical part, 6 ... Damping material, 6a ... Damping part,
7 ... Coolant, 9 ... Stator coil, 10 ... X-ray tube device, 11 ... Fixed shaft, 12 ... Rotating body,
14 ... Rotor, 20 ... Housing, 30 ... X-ray tube, 31 ... Vacuum envelope, 31a ... Large diameter part,
31b ... small diameter part, 31c ... connection part, 31S ... conical surface, 35 ... anode target,
36 ... cathode, v ... groove, a ... axis, s1 ... first region, s2 ... second region.
Claims (10)
前記X線管を収納したハウジングと、
前記X線管と前記ハウジングとの間の空間に充填される冷却液と、
前記ハウジングに支持され、前記陽極ターゲットの軸線に垂直な方向にて前記真空外囲器を囲み、前記真空外囲器との間に隙間を空けて位置する絶縁部材と、
前記真空外囲器と前記絶縁部材との間に位置し、電気絶縁性を有し、前記X線管を押圧し、前記X線管が発生する振動の少なくとも一部を吸収する制振材と、を備える、
X線管装置。 A rotary anode type X-ray tube comprising: a cathode that emits electrons; a rotatable anode target that emits X-rays; and a vacuum envelope that houses the cathode and the anode target;
A housing containing the X-ray tube;
A cooling liquid filled in a space between the X-ray tube and the housing;
An insulating member that is supported by the housing, surrounds the vacuum envelope in a direction perpendicular to the axis of the anode target, and is positioned with a gap between the vacuum envelope;
A damping material that is located between the vacuum envelope and the insulating member, has electrical insulation, presses the X-ray tube, and absorbs at least part of vibrations generated by the X-ray tube; Comprising
X-ray tube device.
前記真空外囲器は、前記軸線に垂直な方向にて前記陽極ターゲットを囲む径大部と、前記軸線に垂直な方向にて前記ロータを囲む径小部と、前記径大部と前記径小部とを接続し前記ハウジング側に位置する円錐面を有する接続部と、を含み、
前記絶縁部材は、前記軸線に垂直な方向にて前記径小部を囲む筒部と、前記軸線に垂直な方向にて前記接続部を囲む円錐部と、を有し、管状に形成され、
前記制振材は、前記真空外囲器の前記円錐面と前記絶縁部材の前記円錐部との間に位置し、前記円錐面を押圧している、
請求項1に記載のX線管装置。 The X-ray tube further includes a rotor that is rotatable together with the anode target,
The vacuum envelope includes a large diameter portion surrounding the anode target in a direction perpendicular to the axis, a small diameter portion surrounding the rotor in a direction perpendicular to the axis, the large diameter portion, and the small diameter portion. And a connecting portion having a conical surface located on the housing side.
The insulating member has a cylindrical portion that surrounds the small diameter portion in a direction perpendicular to the axis, and a conical portion that surrounds the connection portion in a direction perpendicular to the axis, and is formed in a tubular shape,
The damping material is located between the conical surface of the vacuum envelope and the conical portion of the insulating member, and presses the conical surface.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
前記複数の制振部は、前記軸線を中心とする回りで、前記真空外囲器と前記絶縁部材との間に間隔を空けて設けられている、
請求項1に記載のX線管装置。 The damping material has a plurality of physically independent damping parts,
The plurality of vibration control portions are provided around the axis line with a space between the vacuum envelope and the insulating member.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のX線管装置。 The damping material is provided over the entire circumference between the vacuum envelope and the insulating member around the axis.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
前記真空外囲器と前記絶縁部材との間の領域を、第1領域と第2領域とに区域し、
前記真空外囲器と対向する側の面に形成された一以上の溝を有し、
各々の前記溝は、前記第1領域から前記第2領域まで連続して設けられている。
請求項4に記載のX線管装置。 The damping material is
A region between the vacuum envelope and the insulating member is divided into a first region and a second region;
Having one or more grooves formed on the surface facing the vacuum envelope;
Each of the grooves is provided continuously from the first region to the second region.
The X-ray tube apparatus according to claim 4.
請求項1に記載のX線管装置。 The vibration damping material is formed of an insulating material different from the material forming the insulating member.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
請求項6に記載のX線管装置。 The damping material is bonded to the insulating member,
The X-ray tube apparatus according to claim 6.
請求項1に記載のX線管装置。 The vibration damping material is formed of the same insulating material as the material forming the insulating member, and is formed integrally with the insulating member.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
請求項1に記載のX線管装置。 The vibration damping material is formed of a resin having a melting point of 250 ° C. or higher.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
前記ハウジングに固定され、前記回転駆動部を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記X線管は、前記陽極ターゲットとともに回転自在なロータをさらに有し、
前記回転駆動部は、前記絶縁部材と前記ハウジングとの間に位置し、前記絶縁部材に固定され、前記ロータに与える磁界を発生し、
前記絶縁部材は、前記回転駆動部及び前記保持部材を介して前記ハウジングに支持されている、
請求項1に記載のX線管装置。 A rotation drive unit;
A holding member that is fixed to the housing and holds the rotation driving unit,
The X-ray tube further includes a rotor that is rotatable together with the anode target,
The rotational drive unit is located between the insulating member and the housing, is fixed to the insulating member, generates a magnetic field to be applied to the rotor,
The insulating member is supported by the housing via the rotation driving unit and the holding member.
The X-ray tube apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN113506718A (en) * | 2021-07-23 | 2021-10-15 | 昆山医源医疗技术有限公司 | X-ray tube assembly with noise reduction function |
-
2018
- 2018-04-26 JP JP2018085198A patent/JP2019192533A/en active Pending
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