KR101675633B1 - 회전 양극형 ｘ선관 어셈블리 및 회전 양극형 ｘ선관 장치 - Google Patents
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Abstract
일 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리는 X선관(30), 스테이터 코일(90), 하우징(20), X선 방사층(20w) 및 냉각액(7)을 구비한다. 하우징은 X선 방사구(20o1)를 갖고 X선관이 직접 또는 간접적으로 고정되는 제1 분할부(20a)와, 양극 타겟 회전기구(14)에 대해서 양극 타겟(35)의 반대측에 위치하고 제1 분할부에 결합되는 제2 분할부(20c)를 갖는다. 제1 분할부와 제2 분할부의 결합면은 한 평면상에 위치하고, 축선(a)에 수직인 방향을 제외하고 축선에 대해서 경사져 있다.
Description
본 발명은 회전 양극형 X선관 어셈블리 및 회전 양극형 X선관 장치에 관한 것이다.
의료분야 등에서 실시하는 X선 촬영에는 일반적으로 회전 양극형 X선관 어셈블리가 사용되고 있다. X선 촬영으로서는 렌트겐 촬영, CT 촬영 등을 들 수 있다. 회전 양극형 X선관 어셈블리는 하우징과, 하우징 내에 수납되어 X선을 방사하는 회전 양극형 X선관을 구비하고 있다. 하우징의 내면에는 X선을 차폐하는 납판이 부착되어 있다. 하우징의 외벽에는 X선관으로부터 방사되는 X선을 투과하는 X선 방사창이 설치되어 있다. 하우징과 회전 양극형 X선관 사이의 공간에는 절연유 등의 냉각액이 봉입되어 있다.
회전 양극형 X선관은 양극 타켓과, 음극과, 양극 타겟 및 음극을 수용하고 내부가 감압된 진공외관용기를 구비하고 있다. 양극 타겟은 고속 회전(예를 들어 10000rpm)이 가능하다. 양극 타겟은 텅스텐 합금으로 형성된 타겟층(우산 형상부)을 구비하고 있다. 음극은 양극 타겟의 회전축으로부터 편심하여 위치하고, 타겟층에 대향하고 있다.
고전압이 음극과 양극 타겟 사이에 인가된다. 이 때문에, 음극이 전자를 방출하면, 전자는 가속 및 집속되어 타겟층에 충돌한다. 이에 의해, 타겟층은 X선을 방사하고 X선은 X선 투과창으로부터 하우징의 외부에 방출된다.
예를 들어, 경부하의 X선관 어셈블리의 형상은 X선관의 축선에 대해서 대략 회전 대칭이다. 하우징은 통형상이고, 측면에 고전압 리셉터클이 부착되는 돌출부와, X선 방사창과, 통형상 하우징의 양 개구단부를 폐색하는 측판을 구비하고 있다.
그런데, 최근 CT 촬영용도의 X선관 어셈블리가 부착되는 회전 가대(架臺)의 회전속도의 증대화 등에 수반하여, 제1 분할부 및 제2 분할부를 갖는 하우징이 사용되고 있다. 제1 분할부 및 제2 분할부의 결합면은 X선관의 축선에 평행이다.
그러나, X선관의 축선에 평행인 결합면을 갖는 하우징을 사용하는 경우, 회전 양극형 X선관 어셈블리에는 하기와 같은 문제가 있다.
(1) X선관이나 스테이터 코일의 조립 작업상의 문제
X선관만을 제1 분할부에 설치한 후에는 스테이터 코일을 설치하는 것이 불가능하다. 이 때문에, X선관에 스테이터 코일을 삽입한 상태 그대로, X선관 및 스테이터 코일을 일체로 제1 분할부에 설치하지 않으면 안되어, 작업성이 나쁘다는 문제가 있다. 예를 들어, 번거로운 작업이 된다.
또한, 제1 분할부에 X선관 및 스테이터 코일을 부착한 후, X선관과 스테이터 코일 사이의 간극을 확인하는 것은 불가능하다. 이 때문에, X선관 및 스테이터 코일의 상대적인 위치를 수정할 수 없고, X선관의 양극 타켓 회전기구의 회전 특성이나 X선관의 냉각 성능에 문제가 발생할 우려가 있다. 위치 오차의 영향을 적게 하기 위해서는 X선관과 스테이터 코일 사이의 간극을 넓게 설정할 필요가 있지만, 그 경우에는 스테이터 코일의 발생자장에 의한 회전구동효율이 저하되어, 스테이터 코일의 소비전력의 증대를 초래한다.
본 발명은 이상의 점을 감안한 것으로, 그 목적은 제품 신뢰성이 우수하고 제조 수율이 높으며, 소비전력의 증대를 억제할 수 있는 회전 양극형 X선관 어셈블리 및 회전 양극형 X선관 장치를 제공하는 데에 있다.
일 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리는 X선을 방출하는 타겟층을 포함하는 양극 타겟과, 상기 양극 타겟을 회전 자유롭게 지지하는 양극 타겟 회전기구와, 상기 양극 타겟의 축선에 따른 방향으로 상기 타켓층에 대향 배치되어 전자를 방출하는 음극과, 상기 양극 타겟과 상기 양극 타겟 회전기구와 상기 음극을 수용한 진공외관용기를 갖는 X선관과; 상기 양극 타겟 회전기구를 회전시키기 위한 추진력을 발생하는 스테이터 코일과; 상기 축선에 직교하는 방향으로 개구한 X선 방사구를 갖고, 상기 X선관과 상기 스테이터 코일을 수납하여 유지한 하우징과; 상기 X선 방사구를 폐색하고 상기 X선을 상기 하우징의 외부에 취출하는 X선 방사창과; 상기 X선관과 상기 하우징 사이의 공간에 충전되고, 상기 X선관이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수하는 냉각액을 구비하고,
상기 하우징은 상기 X선 방사구를 갖고 상기 X선관이 직접 또는 간접적으로 고정되는 제1 분할부와, 상기 양극 타겟 회전기구에 대해서 상기 양극 타겟의 반대측에 위치하고 상기 제1 분할부에 결합되는 제2 분할부를 가지며,
상기 제1 분할부와 상기 제2 분할부의 결합면은 한 평면상에 위치하고, 상기 축선에 수직인 방향을 제외하고 상기 축선에 대해서 경사져 있다.
본 발명에 따르면 제품 신뢰성이 우수하고 제조 수율이 높으며, 소비전력의 증대를 억제할 수 있는 회전 양극형 X선관 어셈블리 및 회전 양극형 X선관 장치가 얻어진다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하는 도면이다.
도 2는 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하고, 쿨러 유닛을 블럭도로 도시한 도면이다.
도 3은 상기 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치의 변형예를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하고, 쿨러 유닛을 블럭도로 도시한 도면이다.
도 4는 상기 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치의 다른 변형예를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하고, 쿨러 유닛을 블럭도로 도시한 도면이다.
도 5는 제3 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시한 도면이다.
도 6은 비교예 1에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시한 도면이다.
도 7은 비교예 2에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시한 도면이다.
도 2는 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하고, 쿨러 유닛을 블럭도로 도시한 도면이다.
도 3은 상기 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치의 변형예를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하고, 쿨러 유닛을 블럭도로 도시한 도면이다.
도 4는 상기 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치의 다른 변형예를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시하고, 쿨러 유닛을 블럭도로 도시한 도면이다.
도 5는 제3 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시한 도면이다.
도 6은 비교예 1에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시한 도면이다.
도 7은 비교예 2에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리를 도시한 단면도로, X선관을 측면도로 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 제1 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리에 대해서 상세하게 설명한다. 회전 양극형 X선관 어셈블리는 예를 들어, X선 CT 스캐너의 회전 가대에 고정되어 이용된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 하우징(20)과, X선 방사창(20w)과, 하우징(20) 내에 수납된 X선관(30)과, X선관(30)과 하우징(20) 사이의 공간에 충전된 냉각액(7)과, 회전 구동 모듈로서의 스테이터 코일(90)을 구비하고 있다. 여기에서, 스테이터 코일(90)은 후술하는 양극 타겟 회전기구(14)를 회전시키기 위한 추진력을 발생시킨다.
하우징(20)은 X선관(30)의 축선 a에 직교하는 방향으로 개구한 X선 방사구(20o1)와, 축선 a를 따른 방향으로 연장된 관통구멍(20o2)을 구비하고 있다. 하우징(20)은 X선관(30)과 스테이터 코일(90)을 수납하여 유지하고 있다.
하우징(20)은 분단된 제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)를 구비하고 있다. 하우징(20)은 금속재료 또는 수지재료로 형성되어 있다. 상기 실시형태에서 제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)는 알루미늄 합금을 사용한 주물로 형성되어 있다. 또한, 제1 분할부(20a)를 알루미늄 합금 주물(또는 수지 재료)로 형성하고, 제2 분할부(20c)를 수지재료(또는 알루미늄 합금 주물)로 형성해도 좋다.
제1 분할부(20a)는 X선 방사구(20o1) 및 관통구멍(20o2)을 구비하고 있다. 제1 분할부(20a)에는 X선관(30)이 직접 또는 간접적으로 고정된다. 이 실시형태에서 X선관(30)과 제1 분할부(20a) 사이에 절연부재(8) 및 X선 차폐부재(60)가 개재되고, X선관(30)은 제1 분할부(20a)에 간접적으로 고정되어 있다.
절연부재(8)는 기계적 강도가 높은 수지재료 또는 세라믹스로 형성되어 있다. 절연부재(8)는 축선 a에 직교한 방향에서의 하우징(20)에 대한 X선관(30)의 위치 오차를 방지하고 있다. 또한, X선관(30) 및 하우징(20) 사이의 전기절연성을 유지하고 있다.
또한, 제1 분할부(20a)에는 스테이터 코일(90)이 직접 또는 간접적으로 고정된다. 이 실시형태에서, 스테이터 코일(90)과 제1 분할부(20a) 사이에 접속부재(9)가 개재되고, 스테이터 코일(90)은 제1 분할부(20a)에 접속 부재(9)를 통하여 간접적으로 고정되어 있다. 이 때문에, 접속부재(9)는 하우징(20) 및 X 선관(30)에 대한 스테이터 코일(90)의 위치 오차를 방지하고 있다. 또한, 접속부재(9)는 금속으로 형성되어 있다. 제1 분할부(20a)는 접지전위가 되므로, 접속부재(9)는 스테이터 코일(90)을 접지할 수도 있다.
X선 차폐부재(60)는 제1 분할부(20a)의 내면 중 적어도 일부를 따라서 배치되어 있다. 이 실시형태에서 X선 차폐부재(60)는 제1 분할부(20a)의 내면 중 적어도 일부에 접착되어 있다. X선 차폐부재(60)는 납 또는 납 합금을 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있다.
X선 차폐부재(60)는 접속부재(9)와 대향한 영역 및 상기 영역보다 제2 분할부(20c)측의 영역에는 설치되어 있지 않지만, 접속부재(9)와 대향한 영역보다 우측의 영역(양극 타겟(35), 음극(36) 등과 대향하는 영역)에는 간극없이 설치되어 있다. X선 차폐부재(60)는 X선 방사구(20o1)의 측가장자리나, 관통구멍(20o2)의 측 가장자리에도 간극없이 설치되어 있다. 또한, X선 차폐부재(60)는 X선 방사구(20o1)에서의 하우징(20) 외부로의 이용 X선의 방사를 저해하지 않도록 설치되어 있다.
또한, 양극 타겟(35) 자체도 X선 차폐부재로서 기능하므로, X선 차폐부재(60)는 양극 타겟(35)과 함께 X선의 누출의 방지할 수 있다. X선 차폐부재(60)(제1 분할부(20a))는 축선 a를 따른 방향으로, 후술하는 타겟층(35a)의 표면의 연장선상을 넘어 제2 분할부(20c)측에 연장되어 있으므로, 상기 효과를 얻을 수 있다.
제2 분할부(20c)는 후술하는 양극 타겟 회전기구(14)에 대해서 양극 타겟(35)의 반대측에 위치하고 있다. 제2 분할부(20c)는 제1 분할부(20a)에 결합된다. 그리고, 제2 분할부(20c)는 상기 X선 누출의 방지에 영향이 없도록 형성되어 있다. 즉, 제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 양극 타겟(35)에 의해 X선이 차폐되는 영역에 위치하고 있다.
또한, 상기 결합면은 한 평면상에 위치하고, 축선 a에 수직인 방향을 제외하고 축선 a에 대해서 경사져 있다. 이 때문에, 상기 결합면의 일단면에서, 한쪽에서 축선 a와 이루는 각은 예각이고, 다른쪽 축선 a와 이루는 각은 둔각이다.
이 실시형태에서 축선 a가 수평선에 평행이고, X선 방사창(20w)이 양극 타겟(35)에 대해서 상측에 위치하고, 음극(36)이 양극 타겟(35)에 대해서 우측에 위치하는 자세에서, 상기 결합면은 우측으로 올라가도록 경사져 있다. 이 때문에, 상기 자세에서 상기 결합면의 상측의 일단면은, 시계 방향으로 축선 a와 예각을 이루고, 반시계 방향으로 축선 a와 둔각을 이루고 있다.
제1 분할부(20a)로부터 제2 분할부(20c)를 분리함으로써, X선관(30) 및 스테이터 코일(90)을 축선 a에 따른 방향과 축선 a에 직교하는 방향(상방)으로 노출시킬 수 있다. 이 때문에, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)의 제조효율의 향상을 도모할 수 있다. 예를 들어, 제1 분할부(20a)에 X선관(30)을 고정한 후에 제1 분할부(20a)에 스테이터 코일(90)을 고정할 수 있다.
또한, 관통구멍(20o2)는 제2 분할부(20c)가 아니라 제1 분할부(20a)에 형성되어 있으므로, 숙련을 요하지 않고 제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)를 결합할 수 있다.
또한, 제1 분할부(20a)에 부착된 X선관(30)이나 스테이터 코일(90)과 제2 분할부(20c)가 작업중에 간섭하는 것을 억제할 수 있으므로, X선관(30) 및 스테이터 코일(90)과, 제2 분할부(20c)가 서로 받는 손상을 억제할 수 있다.
또한, 제1 분할부(20a)에 X선관(30) 및 스테이터 코일(90)을 부착한 후, X선관(30)과 스테이터 코일(90) 사이의 간극을 확인하는 것이 가능해진다. 필요에 따라서 X선관(30) 및 스테이터 코일(90)의 상대적인 위치를 수정할 수 있으므로, X선관(30)의 양극 타겟 회전기구(14)의 회전 특성이나 X선관(30)의 냉각성능에 문제가 잘 발생하지 않도록 할 수 있다.
제1 분할부(20a)는 개구단의 바깥 가장자리측에 틀부(20b)를 갖고 있다. 제2 분할부(20c)는 개구단의 바깥 가장자리측에 틀부(20d)를 갖고 있다. 틀부(20b)는 틀부(20d)에 대향한 측에 형성된 틀형상의 홈부가 형성되어 있다.
제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)는 틀부(20b, 20d)가 대향하도록 접촉되고, 체결구로서의 나사(20f)에 의해 체결되어 있다. 틀부(20b) 및 틀부(20d) 간의 간격은 상기 홈부에 설치된 틀 형상의 O링에 의해 액밀하게 시일되어 있다. 상기 O링은 하우징(20) 외부로의 냉각액(7)의 누출을 방지하는 기능을 갖고 있다.
하우징(20)의 내면이나 X선 차폐부재(60)의 표면은 냉각액(7)에 접하고 있다.
여기에서, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 부착부(20e)를 갖고 있다. 부착부(20e)는 제1 분할부(20a)의 외면으로부터 돌출되어 형성되어 있다. 예를 들어, 부착부(20e)는 X선 CT 스캐너의 회전 가대에 직접 또는 간접적으로 고정된다.
X선 방사창(20w)은 하우징(20)의 외측에 위치하고 있다. X선 방사창(20w)은 기계적 강도가 높은 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 이 실시형태에서 X선 방사창(20w)은 알루미늄을 이용하여 형성되어 있지만, 베릴륨 등의 다른 금속재료나 수지 등을 이용하여 형성하는 것도 가능하다. 이 때문에, X선 방사창(20w)은 X선을 하우징(20)의 외부에 취출할 수 있다. X선 방사창(20w)은 오목형 형상을 갖고 X선관(30)과 X선 방사창(20w)의 간격의 감소를 도모하고 있다.
X선 방사창(20w)은 제1 분할부(20a)에 부착되는 부착 영역과, X선 투과영역을 구비하고 있다. X선 방사창(20w)에 대향한 제1 분할부(20a)의 외벽에는 부착면이 형성되어 있다. 부착면은 평탄하다. X선 방사구(20o1)를 둘러싸도록 제1 분할부(20a)의 부착면에는 틀형상의 홈부가 형성되어 있다. 홈부에는 O링이 배치되어 있다.
체결구로서의 나사(21)는 X선 방사창(20w)의 부착 영역에 형성된 관통구멍을 통하여 제1 분할부(20a)의 부착면에 형성된 나사 구멍에 체결되어 있다. 제1 분할부(20a)에 형성된 나사 구멍도, 나사(21)와 함께 억압 기구를 형성하고 있다. 이에 의해, 제1 분할부(20a)(하우징(20))에 대한 X선 방사창(20w)의 위치를 고정할 수 있다.
O링은 제1 분할부(20a)와 X선 방사창(20w) 사이에 개재되어 있다. O링은 하우징(20) 외부로의 냉각액(7)의 누출을 방지하는 기능을 갖고 있다. 이 때문에, X선 방사창(20w)은 O링과 함께 X선 방사구(20o1)를 액밀하게 폐색할 수 있다.
X선관(30)은 진공외관용기(31), 양극 타겟(35), 양극 타겟 회전기구(14), 음극(36)을 구비하고 있다. 진공외관용기(31)는 양극 타겟(35)과 양극 타겟 회전기구(14)와 음극(36)을 수용하고 있다.
진공외관용기(31)는 진공용기(32)를 갖고 있다. 진공용기(32)는 예를 들어 유리나, 동, 스텐레스, 알루미늄 등의 금속으로 형성되어 있다. X선 방사창(33)은 진공용기(32)에 기밀하게 설치되어 있다. 여기에서는 X선 방사창(33)은 베릴륨으로 형성되어 있다. 진공외관용기(31)의 일부는 고전압 절연부재로 형성되어 있다.
상기 실시형태에서 진공외관용기(31)(X선관(30))는 축선 a를 따른 방향으로 연장되고, 관통구멍(20o2)을 통과하여 하우징(20)의 외측에 노출된 고전압 접속부(34)를 구비하고 있다. 고전압 접속부(34)는 고전압 절연부재나 고전압 공급단자로 형성되어 있다. 고전압 절연부재는 세라믹스로 형성되어 있다. 고전압 공급단자는 금속단자이다. 고전압 공급단자는 고전압 절연부재를 관통하여 설치되고, 일단이 고전압 접속부(34)(고전압 절연부재)의 표면으로부터 하우징(20) 외측에 노출되고, 타단이 음극(36)에 전기적으로 접속되어 있다.
양극 타겟(35)은 진공외관용기(31) 내에 설치되어 있다. 양극 타겟(35)은 원반 형상으로 형성되어 있다. 양극 타겟(35)은 이 양극 타겟의 외면의 일부에 설치된 타겟층(35a)을 구비하고 있다. 타겟층(35a)은 음극(36)으로부터 조사되는 전자가 충돌함으로써 X선을 방출한다. 양극 타겟(35a)은 몰리브덴이나 몰리브덴 합금 등의 금속으로 형성되어 있다. 타겟층(35a)은 텅스텐 합금 등의 금속으로 형성되어 있다. 양극 타겟(35)은 회전 가능하다.
음극(36)은 진공외관용기(31)내에 설치되어 있다. 음극(36)은 축선 a를 따른 방향으로 타겟층(35a)에 대향 배치되어 있다. 음극(36)은 양극 타겟(35)에 조사하는 전자를 방출한다. 음극(36)에는 상대적으로 음의 전압이 인가된다. 고전압 접속부(34)의 고전압 공급단자를 통하여, 음극(36)에는 상대적으로 음의 전압이 인가되고, 음극(36)의 도시하지 않은 필라멘트(전자 방출원)에는 필라멘트 전류가 공급된다.
양극 타겟 회전기구(14)는 양극 타겟(35)을 회전 자유롭게 지지한다. 양극 타겟 회전기구(14)는 로터, 베어링, 고정체 및 회전체를 구비하고 있다. 고정체는 원기둥 형상으로 형성되고, 진공외관용기(31)에 고정되어 있다. 고정체는 회전체를 회전 가능하게 지지한다. 회전체는 통형상으로 형성되고, 고정체와 동축적으로 설치되어 있다. 회전체의 외면에 로터가 부착되어 있다. 또한, 로터가 스테이터 코일(90)이 발생하는 추진력을 받는다. 회전체에는 양극 타겟(35)이 부착되어 있다. 베어링은 고정체와 회전체 사이에 형성되어 있다. 회전체는 양극 타겟(35)과 함께 회전 가능하게 설치되어 있다.
또한, 양극 타겟(35)은 접지되어 있다. 예를 들어, 양극 타겟(35)은 양극 타겟 회전기구(14)나 도시하지 않은 도선(導線) 등을 통하여, 하우징(20)에 전기적으로 절연되어 설치된 도시하지 않은 접지단자에 접속되어 있다.
회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 시일링(26)을 추가로 구비하고 있다. 시일링(26)은 관통구멍(20o2)과 고전압 접속부(34) 사이의 간극으로부터 전달되는 냉각액(7)을 액밀하게 밀봉하고, 하우징(20) 외부로의 누출을 방지하기 위한 것이다.
시일링(26)은 틀형상으로 형성되어 있다. 시일링(26)의 형상은 관통구멍(20o2)이나 고전압 접속부(34)의 형상에 대응지어져 있다. 여기에서는 시일링(26)은 원고리 형상으로 형성되어 있다.
고전압 접속부(34)와 대향한 시일링(26)의 내주 가장자리에는 원고리 형상의 홈부가 형성되어 있다. 시일링(26) 및 고전압 접속부(34)간의 간극은 상기 홈부에 설치된 원고리 형상의 O링에 의해 시일되어 있다. 상기 O링은 시일링(26) 및 고전압 접속부(34)간의 간극으로부터 외부로 냉각액(7)의 누출을 방지하는 기능을 갖고 있다.
관통구멍(20o2)을 둘러싸고 시일링(26)과 대향하는 제1 분할부(20a)의 외면에는 틀형상부의 홈부가 형성되어 있다. 홈부에는 O링이 배치되어 있다.
체결구로서의 나사(27)는 시일링(26)에 형성된 관통구멍을 통하여 제1 분할부(20a)에 형성된 나사구멍에 체결되어 있다. 제1 분할부(20a)에 형성된 나사구멍도, 나사(27)와 함께 억압기구를 형성하고 있다. 이에 의해, 제1 분할부(20a)(하우징(20))에 대한 시일링(26)의 위치를 고정할 수 있다.
O링은 제1 분할부(20a)와 시일링(26) 사이에 개재되어 있다. O링은 제1 분할부(20a)와 시일링(26) 사이의 간극으로부터 외부로 냉각액(7)의 누출을 방지하는 기능을 갖고 있다.
상기의 측면에서, 시일링(26)은 O링이나 고전압 접속부(34)와 함께 관통구멍(20o2)을 액밀하게 폐색할 수 있다.
냉각액(7)은 X선관(30)과 하우징(20) 사이의 공간에 충전되어 있다. 냉각액(7)은 X선관(30)이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수한다. 또한, 냉각액(7)은 스테이터 코일(90) 등, X선관(30) 이외가 발생하는 열도 흡수한다. 냉각액(7)으로서는 절연유 또는 수계 냉각액을 사용할 수 있다. 이 실시형태에서 냉각액(7)으로서 수계 냉각액을 사용하고 있다.
이와 같이 구성된 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)에서는 스테이터 코일(90)에 소정의 전류를 인가함으로써 양극 타겟 회전기구(14)의 로터가 회전하고, 양극 타겟(35)이 회전한다. 다음에, 양극 타겟(35) 및 음극(36)간에 소정의 고전압을 인가한다. 여기에서는 양극 타겟(35)을 접지하고, 음극(36)에 음의 고전압 및 필라멘트 전류를 부여한다.
이에 의해, 음극(36)으로부터 양극 타겟(35)의 타겟층(35a)에 전자빔이 방사되고, 양극 타겟(35)으로부터 X선이 방사되어, X선은 X선 방사창(33) 및 X선 방사창(20w)을 투과하여 외부로 방사된다.
상기와 같이 구성된 제1 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)에 따르면, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 회전 양극형의 X선관(30), 스테이터 코일(90), 하우징(20), X선 방사창(20w), 및 냉각액(7)을 구비하고 있다.
하우징(20)은 제1 분할부(20a)와, 제2 분할부(20c)를 구비하고 있다. 제1 분할부(20a)는 X선 방사구(20o1)를 갖고, X선관(30)이 직접 또는 간접적으로 고정된다. 제2 분할부(20c)는 양극 타겟 회전기구(14)에 대해서 양극 타겟(35)의 반사측에 위치하고, 제1 분할부(20a)에 결합된다. 제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 한 평면상에 위치하고, 축선 a에 수직인 방향을 제외하고 축선 a에 대해서 경사져 있다.
X선관(30)만을 제1 분할부(20a)에 설치한 후, 스테이터 코일(90)을 제1 분할부(20a)에 설치하는 것이 가능하다. X선관(30)에 스테이터 코일(90)을 삽입한 상태 그대로, X선관(30) 및 스테이터 코일(90)을 일체로 제1 분할부(20a)에 설치할 필요는 없으므로, 작업성을 좋게 할 수 있다. 예를 들어, 간편한 작업이 된다. 그리고, 스테이터 코일(90)을 고정밀하게 설치하는 것이 가능해진다.
X선관(30)과 스테이터 코일(90) 사이의 간극을 확인하는 것이 가능하다. 필요에 따라서 X선관(30) 및 스테이터 코일(90)의 상대적인 위치를 수정하는 것이 가능하므로, X선관(30)의 양극 타겟 회전기구(14)의 회전 특성이나 X선관(30)의 냉각 성능에 문제가 발생하는 사태를 피할 수 있다.
그리고, X선관(30)과 스테이터 코일(90) 사이의 간극을 넓게 설정할 필요는 없으므로, 스테이터 코일(90) 발생자장에 의한 회전구동효율의 저하를 방지할 수 있어, 스테이터 코일(90)의 소비전력의 증대를 방지할 수 있다.
X선 차폐부재(60)(제1 분할부(20a))는 축선 a를 따른 방향으로, 타겟층(35a)의 표면의 연장선상을 넘어 제2 분할부(20c)측에 연장되어 있다. 즉, 제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 X선 누출의 우려가 없는 영역에 위치하고 있다. 이 때문에, X선 차폐부재(60)는 양극 타겟(35)과 함께 X선의 누출을 방지할 수 있다.
또한, X선 차폐부재(60)에 서로 겹치도록, 제2 분할부(20c)에 X선 차폐부재를 설치하여 특수한 구조로 할 필요는 없으므로, 하우징(20)의 가공 비용의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 제1 분할부(20a)는 축선 a를 따른 방향으로 연장된 관통구멍(20o2)을 갖고 있다. 고전압 접속부(34)는 축선 a를 따른 방향으로 연장되고, 관통구멍(20o2)을 통과하여, 하우징(20)의 외측에 노출되어 있다. 관통구멍(20o2)은 제2 분할부(20c)가 아니라 제1 분할부(20a)에 형성되어 있으므로, 숙련을 요하지 않고 제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)를 결합시킬 수 있다.
또한, 제1 분할부(20a)에 부착된 X선관(30)이나 스테이터 코일(90)과 제2 분할부(20c)가 작업중에 간섭하는 것을 억제할 수 있으므로, X선관(30) 및 스테이터 코일(90) 중 적어도 한쪽과, 제2 분할부(20c)가 서로 손상을 받기 어렵게 할 수 있다.
상기로부터 X선의 누출을 방지할 수 있고, 제품 신뢰성이 우수하고 제조 수율이 높으며, 제조 비용의 상승 및 소비전력의 증대를 억제할 수 있는 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)를 얻을 수 있다.
다음에, 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치(1)에 대해서 설명한다. 이 실시형태에서, 상술한 제1 실시형태와 동일 기능 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다. 회전 양극형 X선관 장치(1)는 예를 들어 X선 CT 스캐너의 회전 가대에 고정되어 이용된다.
도 2에 도시한 바와 같이 회전 양극형 X선관 장치(1)는 상기 제1 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)를 구비하고 있다. 회전 양극형 X선관 장치(1)는 도관(11)과, 쿨러 유닛(100)을 추가로 구비하고 있다. 도관(11)은 하우징(20)에 연통되고, 하우징(20)과 함께 냉각액(7)의 유로를 형성한다. 쿨러 유닛(100)은 하우징(110)과 하우징(110)에 수용된 순환 펌프(120), 라디에이터(130) 및 송풍부로서의 팬 유닛(140)을 구비하고 있다. 순환 펌프(120)는 도관(11)에 부착되어 냉각액(7)을 순환시킨다. 라디에이터(130)는 도관(11)에 부착되어, 냉각액(7)의 열을 방출시킨다. 팬 유닛(140)은 라디에이터(130)의 주위에 공기의 흐름을 만든다. 라디에이터(130) 및 팬 유닛(140)은 열 교환기를 형성하고 있다.
도관(11)은 제1 도관(11a), 제2 도관(11b) 및 제3 도관(11c)을 갖고 있다. 제1 도관(11a)에서 일단부는 제1 분할부(20a)의 개구에 액밀하게 부착되고, 타단부는 순환 펌프(120)의 취입구에 액밀하게 부착되어 있다. 제2 도관(11b)에서 일단부는 순환 펌프(120)의 토출구에 액밀하게 부착되고, 타단부는 라디에이터(130)에 액밀하게 부착되어 있다. 제3 도관(11c)에서 일단부는 라디에이터(130)에 액밀하게 부착되고, 타단부는 제1 분할부(20a)의 다른 개구에 액밀하게 부착되어 있다.
상기와 같이 구성된 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치(1)에 따르면, 회전 양극형 X선관 장치(1)는 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)를 구비하고 있다. 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 회전 양극형의 X선관(30), 스테이터 코일(90), 하우징(20), X선 방사창(20w), 및 냉각액(7)을 구비하고 있다. 이 때문에, 상술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
회전 양극형 X선관 장치(1)는 순환 펌프(120)를 구비하고 있다. 하우징(20)내의 냉각액(7)에 강제 대류를 발생시킬 수 있으므로, 하우징(20) 내에서의 냉각액(7)의 온도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
회전 양극형 X선관 장치(1)는 라디에이터(130) 및 팬 유닛(140)을 구비하고 있다. 이 때문에, X선관(30) 등이 발생하는 열의 외부로의 방산을 한층 촉진할 수 있다.
상기에서 X선의 누출을 방지할 수 있어, 제품신뢰성이 우수하고 제조 수율이 높으며, 제조 비용의 상승 및 소비전력의 증대를 억제할 수 있는 회전 양극형 X선관 어셈블리(10) 및 회전 양극형 X선관 장치(1)를 얻을 수 있다.
다음에, 상기 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치(1)의 변형예에 대해서 설명한다. 또한, 상기 변형예에서도 상기 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, X선관(30)은 X선관(30) 자체가 발생하는 열의 적어도 일부를 방출시키는 냉각유로(30a)를 갖고 있어도 좋다. 냉각유로(30a)는 냉각액(7)을 취입하는 취입구와, 냉각액(7)을 토출하는 토출구를 구비하고 있다. 이 경우, 도관(11)을 냉각유로(30a)의 취입구에 직접 부착할 수 있다. 냉각유로(30a) 내의 냉각액(7)에 강제 대류를 발생시킬 수 없으므로, X선관(30)을 한층 냉각시킬 수 있다.
또한, 이 예에서는 제3 도관(11c)이 제1 분할부(20a)의 다른 개구에 액밀하게 부착되고, 제3 도관(11c)의 타단부가 냉각유로(30a)의 취입구에 직접 부착되어 있다. 이에 의해, 라디에이터(130)를 통과한 냉각된 냉각액(7)을 냉각유로(30a)에 도입할 수 있다.
다음에, 상기 제2 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 장치(1)의 다른 변형예에 대해서 설명한다. 또한, 상기 다른 변형예에서도 상기 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, X선관(30)은 X선관(30) 자체가 발생하는 열 중 적어도 일부를 방출시키는 냉각유로(30b)를 갖고 있어도 좋다. 냉각 유로(30b)는 냉각액(다른 냉각액)(70)을 취입하는 취입구와, 냉각액(70)을 토출하는 토출구를 갖고 있다. 이 경우, 도관(11)을, 냉각유로(30b)의 취입구 및 토출구의 양쪽에 직접 부착할 수 있다. 냉각액(7)과 냉각액(70)을 병용할 수 있고, 냉각유로(30b)내의 냉각액(70)에 강제대류를 발생시킬 수 있으므로, X선관(30)을 한층 냉각시킬 수 있다.
이 예에서는 냉각액(7)에 절연유를 이용하고 냉각액(70)에 수계 냉각액을 이용하고 있다. 냉각액(70)은 냉각유로(30b) 및 도관(11)에 충전되고, X선관(30)이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수한다.
도관(11)은 하우징(20)을 통하여 X선관(30)의 냉각유로(30b)에 연통되어 있다. 상세하게는 제1 도관(11a)의 일단부가 냉각유로(30b)의 토출구에 연통되고, 제3 도관(11c)의 타단부가 냉각유로(30b)의 취입구에 연통되어 있다. 순환펌프(120)는 냉각액(70)을 순환시킨다. 라디에이터(130)는 냉각액(70)의 열을 방출시킨다.
다음에, 제3 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리에 대해서 설명한다. 이 실시형태에서 상술한 제1 실시형태와 동일한 기능 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 한 평탄면상에 위치하고, 축선 a에 대해서 제1 및 제2 실시형태와는 반대측으로 경사져 있다. 이 실시형태에서 축선 a가 수평선에 평행이고, X선 방사창(20w)이 양극 타겟(35)에 대하여 상측에 위치하고, 음극(36)이 양극 타겟(35)에 대하여 우측에 위치하는 자세에서, 상기 결합면은 우측이 내려가도록 경사져 있다.
제2 분할부(20c)는 X선 누출 방지에 영향이 없도록 형성되어 있다. 즉, 제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 양극 타겟(35)에 의해 X선이 차폐되는 영역에 위치하고 있다.
X선 차폐부재(60)(제1 분할부(20a))는 축선 a를 따른 방향으로, 타겟층(35a)의 표면의 연장선상을 넘어 제2 분할부(20c)측에 연장되어 있다. 이 때문에, X선 차폐부재(60)는 양극 타겟(35)과 함께 X선의 누출을 방지할 수 있다.
제1 분할부(20a)로부터 제2 분할부(20c)를 분리함으로써, X선관(30) 및 스테이터 코일(90)을 축선 a를 따른 방향과 축선 a에 직교하는 방향(하방)으로 노출시킬 수 있다. 이 때문에, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)의 제조효율의 향상을 도모할 수 있다. 예를 들어, 제1 분할부(20a)에 X선관(30)을 고정한 후에 제1 분할부(20a)에 스테이터 코일(90)을 고정할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 제1 분할부(20a)의 자세를 바꿈으로써, X선관(30)이나 스테이터 코일(90)을 제1 분할부(20a)에 고정하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서도 부착부(20e)는 제1 분할부(20a)에 형성되어 있다. 여기에서는 2개의 부착부(20e)가, 축선 a를 따른 방향으로 간격을 두고 제1 분할부(20a)에 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 제3 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)에 따르면, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 회전 양극형 X선관(30)과, 스테이터 코일(90)과, 하우징(20)과, X선 방사창(20w)과, 냉각액(7)을 구비하고 있다.
하우징(20)은 제1 분할부(20a)와, 제2 분할부(20c)를 구비하고 있다. 제1 분할부(20a)는 X선 방사구(20o1)를 갖고, X선관(30)이 직접 또는 간접적으로 고정된다. 제2 분할부(20c)는 양극 타겟 회전기구(14)에 대해서 양극 타겟(35)의 반대측에 위치하고, 제1 분할부(20a)에 결합된다. 제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 한 평탄면상에 위치하고, 축선 a에 수직인 방향을 제외하고 축선 a에 대해서 경사져 있다.
제1 분할부(20a)와 제2 분할부(20c)의 결합면은 우측으로 내려가도록 경사져 있다. 이 경우에도, 상술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기에서, X선의 누출을 방지할 수 있어 제품신뢰성이 우수하고, 제조수율이 높으며, 제조비용의 상승 및 소비전력의 증대를 억제할 수 있는 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)를 얻을 수 있다.
다음에, 비교예 1에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리에 대해서 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 크게 상술한 제1 실시형태에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리와 동일하게 구성되어 있는 양극 접지형 X선관 어셈블리이다. 단, 제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)의 결합면은 X선관(30)의 축선(a)에 평행이다.
이 때문에, 제1 분할부(20a)에 X선 차폐부재(60)를 설치하고, 제2 분할부(20c)에 X선 차폐부재(80)를 설치하며, X선 차폐부재(60)와 X선 차폐부재(80)가 서로 겹치는 특수한 구조로 하고 있다. 하우징(20)의 결합면으로부터 X선이 누출될 가능성이 높기 때문이다. 단, 비교예 1의 경우, 하우징(20)의 가공 비용의 상승을 초래하게 된다. 제2 분할부(20c)는 X선 방사구(20o1) 및 관통구멍(20o2)을 갖고 있다. X선 방사창(20w)은 제2 분할부(20c)에 부착되고, X선 방사구(20o1)를 폐색하고 있다.
상기와 같이 구성된 비교예의 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)에 따르면, X선관(30)만을 제1 분할부(20a)에 설치한 후, 스테이터 코일(90)을 제1 분할부(20a)에 설치하는 것이 불가능하다. X선관(30)에 스테이터 코일(90)을 삽입한 상태 그대로, X선관(30) 및 스테이터 코일(90)을 일체로 제1 분할부(20a)에 설치할 필요가 있다.
X선관(30)과 스테이터 코일(90) 사이의 간극을 확인하는 것이 불가능하다. X선관(30) 및 스테이터 코일(90)의 상대적인 위치를 수정하는 것이 곤란하므로, X선관(30)의 양극 타겟 회전기구(14)의 회전특성이나 X선관(30)의 냉각성능에 문제가 발생할 수 있다.
그리고, X선관(30)과 스테이터 코일(90) 사이의 간극을 넓게 설정할 필요는 있을 수 있다. 이 때문에, 스테이터 코일(90)의 발생자장에 의한 회전구동효율의 저하를 초래하고, 스테이터 코일(90)의 소비전력의 증대를 초래할 수 있다.
또한, 관통구멍(20o2)은 제2 분할부(20c)에 형성되어 있으므로, 제1 분할부(20a) 및 제2 분할부(20c)의 결합에 숙련을 요하게 된다.
또한, 제1 분할부(20a)에 부착된 X선관(30)이나 스테이터 코일(90)과 제2 분할부(20c)가 작업중에 간섭하여 서로 손상을 받을 가능성이 있다. 하우징에 조립한 후에는 X선관, 스테이터 코일, 제2 분할부 등이 손상을 받았는지의 여부를 확인할 수는 없다. 이 때문에, 그 후의 제조공정, 또는 사용자의 사용시에 문제가 발생할 우려가 있다.
다음에, 비교예 2에 관한 회전 양극형 X선관 어셈블리에 대해서 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)의 형상은 X선관(30)의 축선에 대해서 대략 회전 대칭이다. 하우징(20)은 통형상이고, 측면에 고전압 리셉터클이 부착되는 돌출부와, X선 방사구를 구비하고 잇다.
여기에서, 비교예 2의 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)의 구성을 설명한다.
회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 크게 하우징(20), X선관(30), 냉각액(7)(절연유), 고전압 절연부재(6), 스테이터 코일(90), 및 리셉터클(300, 400)을 구비하고 있는 중성점 접지형 X선관 어셈블리이다.
하우징(20)은 통형상으로 형성된 하우징 본체(20n)와, 덮개부(측판)(20f, 20g, 20h)를 구비하고 있다. X선관(30)의 축선 a을 따른 방향에서, 덮개부(20f)의 둘레 가장자리부는 하우징 본체(20n)의 단차부에 접촉하고 있다. 고무부재(2a)는 O링으로 형성되고, 하우징 본체(20n)와 덮개부(20f) 사이에 설치되어 있다. 하우징 본체(20n)의 상기 홈부에는 C형 고정링(20i)이 끼워 맞추어져 있다.
X선관(30)의 축선 a을 따른 방향에서, 덮개부(20g)의 둘레 가장자리부는 하우징 본체(20n)의 단차부에 접촉되어 있다. 덮개부(20g)는 냉각액(7)이 출입하는 개구부(20k)를 갖고 있다. 덮개부(20h)에는 분위기로서의 공기가 출입하는 통기구멍(20m)이 형성되어 있다. 하우징 본체(20n)의 홈부에는 C형 고정링(20j)이 끼워 맞추어져 있다. 고무 부재(2b)의 시일부는 O링과 같이 형성되어 있다.
X선관(30)의 고정축은 진공용기(32)나 고전압 절연부재(6)에 고정되어 있다. 고전압 절연부재(6)는 하우징(20)에, 직접 또는 스테이터 코일(90) 등을 통하여 간접적으로 고정되어 있다. 고전압 절연부재(6)는 고정축(X선관(30))과, 하우징(20) 및 스테이터 코일(90) 사이를 전기적으로 절연하는 것이다.
회전 양극형 X선관 어셈블리(10)는 X선 차폐부재(510, 520, 530)를 추가로 구비하고 있다.
X선 차폐부재(510)는 하우징(20)의 일단측에 설치되고, 타켓층(35a)으로부터 방사되는 X선을 차폐하는 것이다. X선 차폐부재(510)는 제1 차폐부(511) 및 제2 차폐부(512)를 갖고 있다.
X선 차폐부재(520)는 원통형상으로 형성되어 있다. X선 차폐부재(520)의 일단부는 제1 차폐부(511)에 근접하고 있다. X선 차폐부재(530)는 통형상으로 형성되고, 하우징(20)의 통부(20r) 내에 설치되어 있다. X선 차폐부재(530)의 일단부는 X선 차폐부재(520)에 근접하고 있다.
X선관(30)과 하우징(20) 사이에 유지부재(3) 및 고무부재(2d, 2e)가 설치되어 있다. 스테이터 코일(90)은 하우징 본체(20n)에 고정되어 있다. 양극용 리셉터클(300)은 하우징(20)의 통부(20q)의 내부에 위치하고, 통부(20q)에 부착되어 있다. 링 너트(310)는 통부(20q)의 단차부에 체결되고, 리셉터클(300)을 억압하고 있다. 음극용 리셉터클(400)은 하우징(20)의 통부(20r)의 내부에 위치하고, 통부(20r)에 부착되어 있다. 링 너트(410)는 통부(20r)의 단차부에 체결되어, 리셉터클(400)을 억압하고 있다.
상기와 같이 구성된 비교예의 회전 양극형 X선관 어셈블리(10)에 따르면, X선관의 양극 단부를 통형상 하우징(20)에 부착된 고전압 절연부재(6)에 비교적 간단하게 고정할 수 있다. 그러나, X선관의 음극측은 유지부재(3) 및 고무부재(2d, 2e)를 통하여 통형상 하우징(20)에 탄성적으로 지지 고정되어 있을 뿐이다.
그런데, 최근 CT 촬영용도의 X선관 어셈블리 등에서는 X선관(30)의 형상의 복잡화, X선관(30)의 중량의 증대화 및 X선관 어셈블리가 부착되는 회전 가대의 회전속도의 증대화에 따라, 상기 비교예의 X선관의 하우징으로의 고정구조로는 대응할 수 없는 경우가 있을 수 있다.
본 발명 중 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 또한 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
예를 들어, 상술한 실시형태에서는 제1 분할부(20a)의 내면에만 X선 차폐부재(60)를 접착시켰지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 분할부(20c)의 내면에 X선 차폐부재를 접착시켜도 좋다. 이 경우, 산란 X선의 누출량의 한층 더한 감소에 기여할 수 있다.
X선 차폐부재(60)는 하우징(20)의 내면에 접착할 필요는 없고, 하우징(20)의 내부에 하우징(20)의 내면으로부터 떨어져 배치시켜도 좋다.
X선 차폐부재(60)의 표면은 전체가 유기 피막으로 코팅되어 있는 편이 바람직하다. 예를 들어, 냉각액(7)이 수계 냉각액인 경우, X선 차폐부재가 수계 냉각액에 침지되어 있는 상태에 있으면, X선 차폐부재를 형성하고 있는 납이 사용중에 서서히 부식 용해되어, 냉각액(7)의 도전율이 상승하는 문제나, 납을 주성분 중 하나로 하는 퇴적물이 X선관(30)의 외면의 금속표면에 형성되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시형태는 상기 회전 양극형 X선관 어셈블리(10) 및 회전 양극형 X선관 장치(1)에 한정되지 않고, 각종 회전 양극형 X선관 어셈블리 및 회전 양극형 X선관 장치에 적용할 수 있다. 예를 들어, 회전 양극형 X선관 어셈블리는 양극 접지형 회전 양극형 X선관 어셈블리에 한정되지 않고, 양극 접지형의 회전 양극형 X선관 어셈블리나, 중성점 접지형 회전 양극형 X선관 어셈블리이어도 좋다.
1: 회전 양극형 X선관 장치 6: 고전압 절연부재
10: 회전 양극형 X선관 어셈블리 11: 도관
14: 양극 타겟 회전기구 20: 하우징
20o1: X선 방사구 20o2: 관통구멍
20w, 33: X선 방사창 30: X선관
31: 진공외관용기 32: 진공용기
34: 고전압 접속부 35: 양극 타겟
36: 음극 60: X선 차폐부재
90: 스테이터 코일 130: 라디에이터
140: 팬 유닛 400: 리셉터클
510, 520, 530: X선 차폐부재
10: 회전 양극형 X선관 어셈블리 11: 도관
14: 양극 타겟 회전기구 20: 하우징
20o1: X선 방사구 20o2: 관통구멍
20w, 33: X선 방사창 30: X선관
31: 진공외관용기 32: 진공용기
34: 고전압 접속부 35: 양극 타겟
36: 음극 60: X선 차폐부재
90: 스테이터 코일 130: 라디에이터
140: 팬 유닛 400: 리셉터클
510, 520, 530: X선 차폐부재
Claims (13)
- X선을 방출하는 타겟층을 포함하는 양극 타겟과, 상기 양극 타겟을 회전 자유롭게 지지하는 양극 타겟 회전기구와, 상기 양극 타겟의 축선을 따른 방향으로 상기 타겟층에 대향 배치되어 전자를 방출하는 음극과, 상기 양극 타겟과 상기 양극 타겟 회전기구와 상기 음극을 수용한 진공외관용기를 구비한 X선관,
상기 양극 타겟 회전기구를 회전시키기 위한 추진력을 발생시키는 스테이터 코일,
상기 축선에 직교하는 방향으로 개구한 X선 방사구를 구비하고, 상기 X선관과 상기 스테이터 코일을 수납하여 유지한 하우징,
상기 X선 방사구를 폐색하고, 상기 X선을 상기 하우징의 외부에 취출하는 X선 방사창, 및
상기 X선관과 상기 하우징 사이의 공간에 충전되고 상기 X선관이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수하는 냉각액을 구비하고,
상기 하우징은 상기 X선 방사구를 구비하고 상기 X선관이 직접 또는 간접적으로 고정되는 제1 분할부와, 상기 양극 타겟 회전기구에 대해서 상기 양극 타겟의 반대측에 위치하고 상기 제1 분할부에 결합되는 제2 분할부를 구비하며,
상기 제1 분할부와 상기 제2 분할부의 결합면은 한 평면상에 위치하고, 상기 축선에 수직인 방향을 제외하고 상기 축선에 대해서 경사져 있는 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 분할부의 내면의 적어도 일부를 따라서 배치된 X선 차폐부재를 추가로 구비하고 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 2 항에 있어서,
상기 X선 차폐부재는 상기 제1 분할부의 내면의 적어도 일부에 접착되어 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 2 항에 있어서,
상기 X선 차폐부재는 납 또는 납 합금을 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 분할부 및 X선 차폐부재는 상기 축선을 따른 방향으로, 상기 타겟층의 표면의 연장선상을 넘어 상기 제2 분할부측에 연장되어 나와 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 축선이 수평선에 평행이고, 상기 X선 방사창이 상기 양극 타겟에 대해서 상측에 위치하고, 상기 음극이 상기 양극 타겟에 대해서 우측에 위치하는 자세에서, 상기 결합면은 우측으로 올라가도록 경사져 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 스테이터 코일은 상기 제1 분할부에 직접 또는 간접적으로 고정되어 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 양극 타겟은 접지되고, 상기 음극에는 음(負)의 고전압이 인가되는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 분할부는 상기 축선을 따른 방향으로 연장된 관통구멍을 구비하고,
상기 X선관은 상기 축선을 따른 방향으로 연장되며, 상기 관통구멍을 통과하여 상기 하우징의 외측에 노출된 고전압 접속부를 구비하고 있는, 회전 양극형 X선관 어셈블리. - X선을 방출하는 타겟층을 포함하는 양극 타겟과, 상기 양극 타겟을 회전 자유롭게 지지하는 양극 타겟 회전기구와, 상기 양극 타겟의 축선을 따른 방향으로 상기 타겟층에 대향 배치되어 전자를 방출하는 음극과, 상기 양극 타겟과 상기 양극 타겟 회전기구와 상기 음극을 수용한 진공외관용기를 구비한 X선관,
상기 양극 타겟 회전기구를 회전시키기 위한 추진력을 발생시키는 스테이터 코일,
상기 축선에 직교하는 방향으로 개구한 X선 방사구를 구비하고, 상기 X선관과 상기 스테이터 코일을 수납하여 유지한 하우징,
상기 X선 방사구를 폐색하고, 상기 X선을 상기 하우징의 외부에 취출하는 X선 방사창,
상기 X선관과 상기 하우징 사이의 공간에 충전되고, 상기 X선관이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수하는 냉각액,
상기 하우징에 연통되고, 상기 하우징과 함께 상기 냉각액의 유로를 형성하는 도관, 및
상기 도관에 부착되고, 상기 냉각액을 순환시키는 순환 펌프와 상기 냉각액의 열을 방출시키는 라디에이터를 갖는 쿨러 유닛을 구비하고,
상기 하우징은 상기 X선 방사구를 구비하고 상기 X선관이 직접 또는 간접적으로 고정되는 제1 분할부와, 상기 양극 타겟 회전기구에 대하여 상기 양극 타겟의 반대측에 위치하고 상기 제1 분할부에 결합되는 제2 분할부를 구비하며,
상기 제1 분할부와 상기 제2 분할부의 결합면은 한 평면상에 위치하고, 상기 축선에 수직인 방향을 제외하고 상기 축선에 대하여 경사져 있는, 회전 양극형 X선관 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 쿨러 유닛은 상기 라디에이터의 주위에 공기의 흐름을 만드는 팬 유닛을 추가로 구비하고 있는, 회전 양극형 X선관 장치. - X선을 방출하는 타겟층을 포함하는 양극 타겟과, 상기 양극 타겟을 회전 자유롭게 지지하는 양극 타겟 회전기구와, 상기 양극 타겟의 축선을 따른 방향으로 상기 타겟층에 대향 배치되어 전자를 방출하는 음극과, 상기 양극 타겟과 상기 양극 타겟 회전기구와 상기 음극을 수용한 진공외관용기를 구비한 X선관,
상기 양극 타겟 회전기구를 회전시키기 위한 추진력을 발생시키는 스테이터 코일,
상기 축선에 직교하는 방향으로 개구된 X선 방사구를 구비하고, 상기 X선관과 상기 스테이터 코일을 수납하여 유지한 하우징,
상기 X선 방사구를 폐색하고, 상기 X선을 상기 하우징의 외부에 취출하는 X선 방사창,
상기 X선관과 상기 하우징 사이의 공간에 충전되고, 상기 X선관이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수하는 냉각액,
도관,
다른 냉각액, 및
쿨러 유닛을 구비하고,
상기 하우징은 상기 X선 방사구를 갖고 상기 X선관이 직접 또는 간접적으로 고정되는 제1 분할부와, 상기 양극 타겟 회전기구에 대해서 상기 양극 타겟의 반대측에 위치하고 상기 제1 분할부에 결합되는 제2 분할부를 구비하며,
상기 제1 분할부와 상기 제2 분할부의 결합면은 한 평면상에 위치하고, 상기 축선에 수직인 방향을 제외하고 상기 축선에 대해서 경사지며,
상기 X선관은 발생하는 열의 적어도 일부를 방출시키는 냉각유로를 갖고,
상기 도관은 상기 하우징을 통하여 상기 X선관의 냉각유로에 연통되며,
상기 다른 냉각액은 상기 냉각유로 및 도관에 충전되어, 상기 X선관이 발생하는 열의 적어도 일부를 흡수하고,
상기 쿨러 유닛은 상기 도관에 부착되고, 상기 다른 냉각액을 순환시키는 순환펌프와 상기 다른 냉각액의 열을 방출시키는 라디에이터를 구비하고 있는, 회전 양극형 X선관 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 쿨러 유닛은 상기 라디에이터의 주위에 공기의 흐름을 만드는 팬 유닛을 추가로 구비하고 있는, 회전 양극형 X선관 장치.
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