JP6704100B1 - Ｘ線発生装置およびｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

Ｘ線発生装置は、Ｘ線発生部と、前記Ｘ線発生部を収納する収納容器と、前記収納容器の内面と前記Ｘ線発生部の少なくとも一部との間に配置された絶縁部品と、を備える。前記絶縁部品は、第１絶縁部材と、第２絶縁部材とを含む。前記第１絶縁部材は、第１面を有する第１部分と第２面を有する第２部分とを含む。前記第１面と前記第２面により段差が形成される。前記第２部分は前記第１部分よりも厚さが薄い。前記第１面との間に段差を形成する第２面を有し前記第１部分よりも厚さが薄い第２部分とを含む。前記第２絶縁部材の接着面と前記第１絶縁部材の前記第２面とが接着材料によって結合されている。前記第２面の平面度は、前記第１面の平面度よりも良い。

Description

本発明は、Ｘ線発生装置およびＸ線撮影装置に関する。

特許文献１には、Ｘ線発生管を収納する絶縁性容器と、絶縁性容器を収容する接地された収納容器とを有し、絶縁性容器と収納容器との間に絶縁性液体が配置されたＸ線発生装置が記載されている。

Ｘ線発生部とそれを収納する収納容器との間に配置される絶縁部品は、例えば、箱形状、筒形状等のような形状を有しうる。このような絶縁部品を安価に製造する方法としては、複数の部材を接着材料によって結合する方法が有利である。しかし、そのような方法で製造された絶縁部品が組み込まれたＸ線発生装置では、接着材料を貫通するような放電が発生しうる。

特開２０１６−１００２９０号公報

本発明は、接着材料を通した放電の発生を抑制するために有利な構造を有するＸ線発生装置を提供する。

本発明の１つの側面は、Ｘ線発生装置に係り、前記Ｘ線発生装置は、Ｘ線発生部と、前記Ｘ線発生部を収納する収納容器と、前記収納容器の内面と前記Ｘ線発生部の少なくとも一部との間に配置された絶縁部品と、を備え、前記絶縁部品は、第１絶縁部材と、第２絶縁部材とを含み、前記第１絶縁部材は、第１面を有する第１部分と第２面を有する第２部分とを含み、前記第１面と前記第２面により段差が形成され、前記第２部分は前記第１部分よりも厚さが薄く、前記第２絶縁部材の接着面と前記第１絶縁部材の前記第２面とが接着材料によって結合され、前記第２面の平面度は、前記第１面の平面度よりも良い。

一実施形態のＸ線発生装置の構成を示す模式図。 絶縁部品の基本構造を模式的に示す図。 第１実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 第２実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 第３実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 第４実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 第５実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 第６実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 第７実施形態の絶縁部品の構成を示す図。 一実施形態のＸ線撮像装置の構成を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１には、一実施形態のＸ線発生装置１００の構成が模式的に示されている。Ｘ線発生装置１００は、Ｘ線発生部１０と、Ｘ線発生部１０を収容する収納容器２０と、収納容器２０の内面とＸ線発生部１０の少なくとも一部との間に配置された絶縁部品５０とを備えうる。Ｘ線発生部１０は、Ｘ線発生管１２と、ケーブル１６を介してＸ線発生管１２に電圧を供給する電圧供給部１４とを含みうる。Ｘ線発生管１２は、電子を放出する電子放出部を含む陰極１２１と、該電子放出部から放射された電子が衝突することによってＸ線を発生するターゲットを含む陽極１２２とを有しうる。収納容器２０は、接地され、Ｘ線発生管の陽極１２２は、収納容器２０に対して電気的に接続されうる。電圧供給部１４は、Ｘ線発生管１２の陰極１２１に対してケーブル１６を介して負電位を供給しうる。ケーブル１６は、導電性部材と、該導電性部材を被覆する絶縁材とを含みうるが、該絶縁材を有しなくてもよい。収納容器２０と絶縁部品５０との間の空間、および、絶縁部品５０とＸ線発生部１０との間の空間には、絶縁性液体（例えば、絶縁油）が充填されうる。Ｘ線発生部１０の陰極１２１と収納容器２０とは、電気的に絶縁されている。

絶縁部品５０は、Ｘ線発生部１０を取り囲む容器を構成しうる。一例において、絶縁部品５０は、第１開口を有する第１容器３０と、第２開口を有する第２容器４０とを含みうる。第２容器４０は、その第２開口の中に第１容器３０の一部分を収容し、かつ、第１容器３０の第１開口を覆うように配置されうる。第１容器３０は、複数の絶縁部材３１、３２、３３を接着材料ＡＭで結合することによって構成されうる。第２容器４０は、複数の絶縁部材４１、４２を接着材料ＡＭで結合することによって構成されうる。

絶縁部材３１、３２、３３、４１、４２は、加熱加圧成形した樹脂含浸ガラス布積層体（例えば、積層板、積層管）であることが好ましい。樹脂含浸ガラス布積層体は、例えば、ガラス不織布にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂等の樹脂を含浸させた部材（プリプレグ）を積層させたり、巻いたりした後に、加熱加圧成形を行うことによって構成されうる。絶縁部材３１、３２、３３、４１、４２は、例えば、ガラスエポキシで構成されうる。絶縁部材３１、３２、３３、４１、４２は、２５℃における体積抵抗において１×１０^５Ωｍ以上の絶縁性を有することが好ましい。絶縁部材３１、３２、３３、４１、４２として例示される絶縁部材は、板状部材または筒状部材でありうる。板状部材は、ガラス不織布の延在方向に平行な２つの主面と、ガラス不織布の積層方向（ガラス不織布の延在方向に直交する方向）に平行な１以上の端面（四角形状の板状部材においては４つの端面）とを有しうる。筒状部材は、ガラス不織布の延在方向に沿った２つの主面（外面および内面）と、ガラス不織布の積層方向（ガラス不織布の延在方向に直交する方向）に平行な２つの端面とを有しうる。以下で参照される図２〜図９において、ガラス不織布の延在方向は、両方向矢印で示されている。

図２には、絶縁部品５０の基本構造が模式的に示されている。絶縁部品５０は、複数の絶縁部材として、第１絶縁部材１２１０と、第２絶縁部材１２２０とを含みうる。第１絶縁部材１２１０は、第１面１２１１を有する第１部分１２１５と、第１面１２１１との間に段差を形成する第２面１２１２を有し、第１部分１２１５よりも厚さが薄い第２部分１２１６とを含みうる。第１面は、例えば市販のガラエポの素材面であってよい。第２絶縁部材１２２０の接着面（図２の例では、端面１２２１）と第１絶縁部材１２１０の第２面１２１２とは、接着材料ＡＭによって結合されている。第２面１２１２の平面度は、第１面１２１１の平面度よりも良い。第２絶縁部材１２２０の接着面（端面１２２１）の平面度は、第１絶縁部材１２１０の第１面１２１１の平面度よりも良いことが好ましい。ここで、面の平面度は、幾何学的に正しい平面からの当該面の乖離量の大きさを意味し、平面度が良いことは、平面度を示す大きさ（乖離量の大きさ）が小さいことを意味する。

以下、図３〜図８を参照しながら絶縁部品５０のより具体的な構成例を説明する。図３には、第１実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、代表的に、絶縁部材４１と絶縁部材４２との結合構造を例示するが、この結合構造の例は、他の絶縁部材の結合構造にも適用可能である。第１実施形態では、絶縁部材４１と絶縁部材４２とを相互に区別するために、便宜的に、絶縁部材４１を第１絶縁部材と呼び、絶縁部材４２を第２絶縁部材と呼ぶ。

絶縁部品５０は、第１絶縁部材４１と、第２絶縁部材４２とを含みうる。第１絶縁部材４１は、第１面４１１を有する第１部分４１５と、第１面４１１との間に段差を形成する第２面４１２を有し第１部分４１５よりも厚さが薄い第２部分４１６とを含みうる。第２絶縁部材４２の接着面（図３の例では、端面４２９）と第１絶縁部材４１の第２面４１２とは、接着材料ＡＭによって結合されている。第２面４１２の平面度は、第１面４１１の平面度よりも良い。第２絶縁部材４２の接着面（端面４２９）の平面度は、第１絶縁部材４１の第１面４１１の平面度よりも良いことが好ましい。典型的には、接着材料ＡＭの絶縁性能は、第１絶縁部材４１および第２絶縁部材４２の絶縁性能より低い。接着材料ＡＭは、少なくとも硬化後の状態が絶縁性の固体であればよく、例えば、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂でありうる。

第１絶縁部材４１の第１面４１１は、第１絶縁部材４１の１つの主面を構成する。第１絶縁部材４１は、樹脂含浸ガラス布積層体で構成されうる絶縁部材であり、反り、および／または、不均一な厚さを有する。一方、第１絶縁部材４１の第２面４１２は、第１絶縁部材４１を製作するための材料を加工することによって形成される。そのため、第２面４１２の平面度は、第１絶縁部材４１の主面を構成する第１面４１１の平面度より良い。第２面４１２は、切り欠き面と呼ばれてもよい。また、第２絶縁部材４２の接着面である端面４２９は、第２絶縁部材４２を製作するための材料を切断することによって形成される。そのため、第２絶縁部材４２の端面４２９の平面度は、第１絶縁部材４１の主面を構成する第１面４１１の平面度より良い。

したがって、第１絶縁部材４１の第２面４１２と第２絶縁部材４２の接着面（端面４２９）とを接着材料ＡＭによって結合した構成は、接着材料ＡＭの厚さを薄くするため、および、接着材料ＡＭに対する気泡の混入を抑制するために有利である。これは、絶縁部品５０における接着材料ＡＭを介した放電を抑制する効果を奏する。第１面４１１と第２面４１２との間に段差を有する構造は、沿面距離を長くするために有利であり、これは、絶縁性能を向上させるために寄与しうる。一方、第１絶縁部材４１の第１面４１１と第２絶縁部材４２の接着面とを接着材料で結合する比較例では、第１面４１１の平面度の悪さを補償するために接着材料ＡＭの厚さを厚くする必要があり、これは絶縁性能の低下をもたらしうる。また、これは気泡の混入を誘発しうる。したがって、このような比較例では、接着材料ＡＭを介した放電が発生しうる。

図４には、第２実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、代表的に、絶縁部材４１と絶縁部材４２との結合構造を例示するが、この結合構造の例は、他の絶縁部材の結合構造にも適用可能である。第２実施形態では、絶縁部材４１と絶縁部材４２とを相互に区別するために、便宜的に、絶縁部材４１を第１絶縁部材と呼び、絶縁部材４２を第２絶縁部材と呼ぶ。第２実施形態は、第１実施形態の変形例であり、第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。第１絶縁部材４１は、第１部分４１５および第２部分４１６の他に、第２面４１２との間に段差を形成する第３面４１３を有し第２部分４１６よりも厚さが厚い第３部分４１７を有する。第２部分４１６は、第１絶縁部材４１の凹部を構成するように第１部分４１５と第３部分４１７との間に配置されている。

図５には、第３実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、絶縁部材３３が、接着材料ＡＭによって結合された４つの絶縁部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを有する構成を例示する。絶縁部材３３ａは、第１実施形態と同様に、第１面３３ａ１を有する第１部分および第２面３３ａ２を有する第２部分を含み、絶縁部材３３ｂの接着面（端面）と絶縁部材３３ａの第２面３３ａ２とが接着材料ＡＭによって結合されている。絶縁部材３３ｂは、第１実施形態と同様に、第１面を有する第１部分および第２面を有する第２部分を含み、絶縁部材３３ｃの接着面（端面）と絶縁部材３３ｂの第２面とが接着材料ＡＭによって結合されている。絶縁部材３３ｃは、第１実施形態と同様に、第１面を有する第１部分および第２面を有する第２部分を含み、絶縁部材３３ｄの接着面（端面）と絶縁部材３３ｃの第２面とが接着材料ＡＭによって結合されている。絶縁部材３３ｄは、第１実施形態と同様に、第１面を有する第１部分および第２面を有する第２部分を含み、絶縁部材３３ａの接着面（端面）と絶縁部材３３ｄの第２面とが接着材料ＡＭによって結合されている。

図６には、第４実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、絶縁部材３３が、接着材料ＡＭによって結合された４つの絶縁部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを有する構成を例示する。絶縁部材３３ａは、第１実施形態と同様に、第１面３３ａ１を有する１つの第１部分、および、第２面３３ａ２を有する２つの第２部分を含み、絶縁部材３３ｂ、３３ｄの接着面（端面）と絶縁部材３３ａの２つの第２面３３ａ２とが接着材料ＡＭによって結合されている。絶縁部材３３ｃは、第１実施形態と同様に、第１面を有する１つの第１部分および第２面を有する２つの第２部分を含み、絶縁部材３３ｂ、３３ｄの接着面（端面）と絶縁部材３３ｃの２つの第２面とが接着材料ＡＭによって結合されている。

第３、４実施形態は、絶縁部材４２の構成に適用することもできる。例えば、図３に示された第１実施形態における絶縁部材４２を、図５又は図６に示されるように４つの絶縁部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを接着材料ＡＭで結合して構成される枠状の絶縁部材で置き換えることができる。この場合、第２絶縁部材４２としての枠状の絶縁部材の端面を第１絶縁部材４１の第２面４１２に対して接着材料ＡＭを介して強く押し当てることができる。これは、接着材料ＡＭの厚さを薄くするため、および、接着材料ＡＭに対する気泡の混入を抑制するために有利である。これは、絶縁部品５０における接着材料ＡＭを介した放電を抑制する効果を奏する。

図７には、第５実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、絶縁部材３３が、接着材料ＡＭによって結合された４つの絶縁部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを有する構成を例示する。第５実施形態は、絶縁部材４２の構成に適用することもできる。絶縁部材３３ａは、第２実施形態と同様に、第１面３３ａ１を有する１つの第１部分、第２面３３ａ２を有する２つの第２部分、および、第３面３３ａ３を有する２つの第３部分を含み、絶縁部材３３ｂ、３３ｄの接着面（端面）と絶縁部材３３ａの２つの第２面３３ａ２とが接着材料ＡＭによって結合されている。絶縁部材３３ｃは、第２実施形態と同様に、第１面を有する１つの第１部分、第２面を有する２つの第２部分、および、第３面を有する２つの第３部分を含み、絶縁部材３３ｂ、３３ｄの接着面（端面）と絶縁部材３３ｃの２つの第２面とが接着材料ＡＭによって結合されている。

図８には、第６実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、代表的に、絶縁部材３１と絶縁部材３２との結合構造を例示するが、この結合構造の例は、他の絶縁部材の結合構造にも適用可能である。第６実施形態では、絶縁部材３１と絶縁部材３２とを相互に区別するために、便宜的に、絶縁部材３１を第１絶縁部材と呼び、絶縁部材３２を第２絶縁部材と呼ぶ。

絶縁部品５０は、第１絶縁部材３１と、第２絶縁部材３２とを含みうる。第１絶縁部材３１は、ケーブル１６を通す開口を有する板状部材でありうる。第２絶縁部材３２は、円筒部材等の筒状部材でありうる。第１絶縁部材４１は、第１面３１１を有する第１部分と、第１面３１１との間に段差を形成する第２面３１２を有し第１部分よりも厚さが薄い第２部分とを含みうる。第２絶縁部材４２の接着面（図８の例では、端面３２９）と第１絶縁部材３１の第２面３１２とは、接着材料ＡＭによって結合されている。第２面３１２の平面度は、第１面３１１の平面度よりも良い。第２絶縁部材３２の接着面（端面３２９）の平面度は、第１絶縁部材３１の第１面３１１の平面度よりも良いことが好ましい。典型的には、接着材料ＡＭの絶縁性能は、第１絶縁部材３１および第２絶縁部材３２の絶縁性能より低い。接着材料ＡＭは、例えば、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂でありうる。

第１絶縁部材３１の第１面３１１は、第１絶縁部材３１の１つの主面を構成する。第１絶縁部材３１は、樹脂含浸ガラス布積層体で構成されうる絶縁部材であり、反り、および／または、不均一な厚さを有する。一方、第１絶縁部材３１の第２面３１２は、第１絶縁部材３１を製作するための材料を加工することによって形成される。そのため、第２面３１２の平面度は、第１絶縁部材３１の主面を構成する第１面３１１の平面度より良い。また、第２絶縁部材３２の接着面である端面３２９は、第２絶縁部材３２を製作するための材料を切断することによって形成される。そのため、第２絶縁部材３２の端面３２９の平面度は、第１絶縁部材３１の主面を構成する第１面３１１の平面度より良い。

したがって、第１絶縁部材３１の第２面３１２と第２絶縁部材３２の接着面（端面３２９）とを接着材料ＡＭによって結合した構成は、接着材料ＡＭの厚さを薄くするため、および、接着材料ＡＭに対する気泡の混入を抑制するために有利である。これは、絶縁部品５０における接着材料ＡＭを介した放電を抑制する効果を奏する。第１面３１１と第２面３１２との間に段差を有する構造は、沿面距離を長くするために有利であり、これは、絶縁性能を向上させるために寄与しうる。

図９には、第７実施形態の絶縁部品５０の一部分の構成が示されている。ここでは、代表的に、絶縁部材３１と絶縁部材３２との結合構造を例示するが、この結合構造の例は、他の絶縁部材の結合構造にも適用可能である。第７実施形態では、絶縁部材３１と絶縁部材３２とを相互に区別するために、便宜的に、絶縁部材３１を第１絶縁部材と呼び、絶縁部材３２を第２絶縁部材と呼ぶ。第７実施形態は、第６実施形態の変形例である。

第７実施形態では、接着部材ＡＭによって第１絶縁部材３１の第２面３１２と結合される第２絶縁部材３２の接着面は、第２絶縁部材３２に設けられた切り欠き部３２７に設けられた面３２８である。面３２８の平面度は、第１絶縁部材３１の第１面３１１の平面度よりも良いことが好ましい。また、面３２８の平面度は、第２絶縁部材３２の端面３２９の平面度よりも良いことが好ましい。第７実施形態の当該構成は、第１乃至第５実施形態に適用されてもよい。つまり、接着面は、第２絶縁部材の端面ではなく、切り欠き部に配置されてもよい。

図１０には、一実施形態のＸ線撮像装置２００の構成が示されている。Ｘ線撮像装置２００は、Ｘ線発生装置１００と、Ｘ線発生装置１００から放射され物体１９１を透過したＸ線１９２を検出するＸ線検出装置２１０とを備えうる。Ｘ線撮像装置２００は、制御装置２２０および表示装置２３０を更に備えてもよい。Ｘ線検出装置２１０は、Ｘ線検出器２１２と、信号処理部２１４とを含みうる。制御装置２２０は、Ｘ線発生装置１００およびＸ線検出装置２１０を制御しうる。Ｘ線検出器２１２は、Ｘ線発生装置１００から放射され物体１９１を透過したＸ線１９２を検出あるいは撮像する。信号処理部２１４は、Ｘ線検出器２１２から出力される信号を処理して、処理された信号を制御装置２２０に供給しうる。制御装置２２０は、信号処理部２１４から供給される信号に基づいて、表示装置２３０に画像を表示させうる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

Claims (14)

1. Ｘ線発生部と、
   前記Ｘ線発生部を収納する収納容器と、
   前記収納容器の内面と前記Ｘ線発生部の少なくとも一部との間に配置された絶縁部品と、を備え、
   前記絶縁部品は、第１絶縁部材と、第２絶縁部材とを含み、前記第１絶縁部材は、第１面を有する第１部分と第２面を有する第２部分とを含み、前記第１面と前記第２面により段差が形成され、前記第２部分は前記第１部分よりも厚さが薄く、
   前記第２絶縁部材の接着面と前記第１絶縁部材の前記第２面とが接着材料によって結合され、
   前記第２面の平面度は、前記第１面の平面度よりも良い、
   ことを特徴とするＸ線発生装置。
2. 前記接着面の平面度は、前記第１面の平面度よりも良い、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
3. 前記第１絶縁部材は、前記第２面との間に段差を形成する第３面を有し前記第２部分よりも厚さが厚い第３部分を有し、前記第２部分は、前記第１絶縁部材の凹部を構成するように前記第１部分と前記第３部分との間に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
4. 前記第１絶縁部材は、板状部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
5. 前記第２絶縁部材は、板状部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
6. 前記第２絶縁部材は、筒状部材である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
7. 前記第１絶縁部材は、樹脂を含浸させたガラス布積層体で構成され、前記第２面は、前記ガラス布積層体の積層方向に直交している、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
8. 前記第２絶縁部材は、樹脂を含浸させたガラス布積層体で構成され、前記接着面は、前記第２絶縁部材を構成する前記ガラス布積層体の積層方向と平行である、
   ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線発生装置。
9. 前記Ｘ線発生部は、Ｘ線発生管を含み、前記Ｘ線発生管は、電子放出部を含む陰極、および、前記電子放出部から放射された電子が衝突することによってＸ線を発生するターゲットを含む陽極を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
10. 前記Ｘ線発生部は、前記Ｘ線発生管に電圧を供給する電圧供給部を更に含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載のＸ線発生装置。
11. 前記接着材料は、エポキシ樹脂である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
12. 前記第２絶縁部材の前記接着面は、前記第２絶縁部材の端面である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
13. 前記第２絶縁部材は、切り欠き部を有し、前記第２絶縁部材の前記接着面は、前記切り欠き部に設けられた面である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、
    前記Ｘ線発生装置から放射され物体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、
    を備えることを特徴とするＸ線撮像装置。

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