WO2005038854A1

WO2005038854A1 - Ｘ線装置

Info

Publication number: WO2005038854A1
Application number: PCT/JP2004/015388
Authority: WO
Inventors: Hidero Anno; Koichi Kitade; Takayuki Kitami; Hironori Nakamuta; Manabu Sato
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba; Toshiba Electron Tubes & Devices Co., Ltd.
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2005-04-28
Also published as: JPWO2005038854A1; EP1675151A1; JP4828942B2; EP1675151A4; EP1675151B1; CN1868027A; US7391852B2; US20060182222A1

Abstract

　回転可能な陽極ターゲット１５及び陽極ターゲット１５に対向して配置された陰極１６を真空外囲器１３内に収納した回転陽極型Ｘ線管１１と、陽極ターゲット１５を回転させるための誘導電磁界を発生するステータ２６と、少なくとも回転陽極型Ｘ線管１１を収納保持するハウジング１０と、回転陽極型Ｘ線管１１の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、循環路の途中に設けられ水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ２７ａ及び水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータ２７ｂを有するクーラーユニット２７と、を具備したＸ線装置であって、水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体によって被覆されたことを特徴とする。

Description

明細書

X線装置

技術分野

[0001] この発明は、 X線装置に係り、特に、回転陽極型 X線管などが発生する熱の放出特性を向上させた X線装置に関する。

背景技術

[0002] X線装置は、回転可能に支持された陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型 X線管、回転陽極型 X線管を収納するハウジングなどを備えて構成されている。このような X線装置は、陽極ターゲットなどが発生する熱を放出する場合、これを冷却するための冷却機構を備えて、る。

[0003] 冷却機構を備えた X線装置としては、以下のような提案が成されている。

(1)回転陽極型 X線管及びステータを絶縁油中に浸し、発熱が大きい部分たとえば陽極ターゲット近傍に設けられる反跳電子捕捉トラップや真空外囲器の一部に設けられた流路に熱伝達効率の大き、水系冷却液を流して冷却し、この冷却液をこれら流路とクーラーユニットとの間で循環させる X線装置 (例えば、米国特許 6519317号明細書参照。）。

[0004] (2)回転陽極型 X線管及びステータを絶縁油ではなく水系冷却液中に浸し、ノ、ウジングとクーラーユニットとの間に水系冷却液を循環させる以外は、（1)と同様に構成された X線装置 (例えば、特表 2001—502473号公報参照。；)。

[0005] (1)のように構成された X線装置によれば、回転陽極型 X線管の熱負荷が大きくなると、真空外囲器の外面力の発熱が増大するが、この外面を冷却する冷却媒体は外部の熱交^^により冷却されない絶縁油のみであるため、必要とされる冷却性能が十分に得られない場合がある。カロえて、冷却液が水を含むため、循環路中の金属部品を腐食させるおそれがある。陽極ターゲット近傍に設けられる反跳電子捕捉トラップゃ真空外囲器の一部に設けられた流路を形成する金属部品は、真空と冷却液とを遮断する機能を持っため、腐食が進行すると、その機能が損なわれ、 X線管が使用不可能となる。また、そのような不具合が発生すると、 X線管の陽極ターゲットが高温となった場合に、水系冷却液が X線管中に進入して高温の陽極ターゲットに触れて蒸発気化し、圧力上昇を来たすこととなり、安全上問題である。

[0006] (2)のように構成された X線装置によれば、（1)の問題に加えて、金属腐食に伴う水系冷却液の絶縁抵抗値の低下により、ステータ回路などの低電圧電気回路系の絶縁性能やハウジングと真空外囲器との間の絶縁性能が低下する問題がある。特に、回転支持機構の軸受として動圧式すベり軸受を用いる場合は、玉軸受を用いる場合に比べてステータの発熱が大きくなり、電気絶縁性能の低下が顕著になる。また、 (1 )の場合には水系冷却液に浸らな力つた X線管の真空壁を腐食させる。その結果、 ( 1)と同様の問題がより発生しやすくなるおそれがある。

発明の開示

[0007] この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い X線装置を提供することにある。

この発明の様態による X線装置は、

回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型 X線管と、

前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、少なくとも前記回転陽極型 X線管を収納保持するハウジングと、

前記回転陽極型 X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、

前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジェータを有するクーラーユニットと、を具備した X線装置であって、

前記水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体によつて被覆されたことを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1は、この発明の第 1実施形態に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。 [図 2]図 2は、この発明の第 2実施形態に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。

[図 3]図 3は、この発明の第 3実施形態に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。

[図 4]図 4は、この発明の第 4実施形態に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。

[図 5]図 5は、この発明の第 5実施形態に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。

[図 6]図 6は、この発明の第 6実施形態に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。

[図 7]図 7は、変形例に係る X線装置の構成を概略的に示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、この発明の一実施の形態に係る X線装置について図面を参照して説明する

[0010] (第 1実施形態）

図 1に示すように、第 1実施形態に係る X線装置は、ハウジング 10、回転陽極型 X 線管 11などを備えて構成されている。ハウジング 10は、その一部に設けられた X線用出力窓 10aを有している。また、ハウジング 10は、その内部に回転陽極型 X線管 1 1を収納保持している。ハウジング 10は、回転陽極型 X線管 11を収納した内部空間を満たす非水系冷却媒体として例えば絶縁油を収納している。

[0011] 回転陽極型 X線管 11は、真空外囲器 13などで構成されている。真空外囲器 13は、その一部に設けられた X線用出力窓 13aを有している。真空外囲器 13は、たとえば径が大きい径大部 131、径大部 131よりも径が小さい径小部 132、二重円筒の筒状部 133、円筒状の陰極収納部 134など力も構成されている。径大部 131、径小部 13 2、及び、筒状部 133は、管軸を中心にして同軸的に設けられている。陰極収納部 1 34は、管軸力もずれて設けられている。

[0012] 回転可能な陽極ターゲット 15は、径大部 121に配置されている。陰極 16は、陽極ターゲット 15に対向して陰極収納部 134に配置されて、る。陰極収納部 134の一部たとえば陰極 16を囲むように配置された壁部に反跳電子捕捉トラップ (シールド構造体） 17が設けられている。この反跳電子捕捉トラップ 17は、陽極ターゲット 15から反射した電子を捕捉する。この反跳電子捕捉トラップ 17は、銅や銅合金などの熱伝導度が比較的高、材料によって形成されて、る。

[0013] 陰極 16は、陰極支持構体 18によって支持されている。陰極支持構体 18は、陰極収納部 134の内側に固定されている。陽極ターゲット 15は、継手部 19を介して回転支持機構 20に連結され、回転支持機構 20によって回転可能に支持されている。

[0014] 回転支持機構 20は、継手部 19と連結する回転体 22及びこの回転体 22のたとえば先端側の内側に嵌合する固定体 23など力も構成されている。回転体 22における後端側の筒状部の外周面に筒状ロータ 24が接合されている。回転体 22と固定体 23との嵌合部分には、動圧式すベり軸受、たとえばラジアル方向及びスラスト方向の動圧式すベり軸受（図示せず)が設けられている。固定体 23の両端部は、真空外囲器 13 に固定されている。

[0015] 真空外囲器 13の外側たとえば筒状ロータ 24を囲む位置には、ステータ 26が配置されている。このステータ 26は、陽極ターゲット 15を回転させるための誘導電磁界を発生する。ここでは、ステータ 26は、ノ、ウジング 10内において、回転陽極型 X線管 1 1とともに収納され、絶縁油に接している。

[0016] ハウジング 10のたとえば外には、クーラーユニット 27が設けられている。このクーラ一ユニット 27は、循環ポンプ 27a、熱交^^ 27bなど力も構成されている。循環ボンプ 27aは、後述する水系冷却媒体が循環する循環路の途中に設けられ、水系冷却媒体を強制駆送する。熱交換器 (ラジェータ） 27bは、循環ポンプ 27aの下流側に設けられ、水系冷却媒体の熱を放出させる。ラジェータは、主に銅や銅合金などの熱伝導度が比較的高い材料によって形成されている。ここでの水系冷却媒体とは、例えば、ノ、ウジング 10内の絶縁油よりも熱伝達効率の高い冷却媒体たとえば水とェチレングリコールやプロピレングリコールとの混合物（以下、不凍液と称する）であり、循環路に満たされている。

[0017] 水系冷却媒体の循環路は、回転陽極型 X線管 11の少なくとも一部に近接して設けられ、第 1冷却路 Cl、第 2冷却路 C2、及び、第 3冷却路を含んでいる。第 1冷却路 C 1は、径大部 131の下方に相当する筒状部 133側に形成されている。第 2冷却路 C2 は、反跳電子捕捉トラップ 17に近接してまたはその内部に形成されている。第 3冷却路 C3は、固定体 23の内部に形成されている。

[0018] すなわち、径大部 131の筒状部 133側に位置する壁 131aの外側に、環状の壁部 14が壁 131aとほぼ平行に、かつ筒状部 133を囲んで設けられている。第 1冷却路 C 1は、壁 131aと壁部 14との間の円盤状空間 28である。円盤状空間 28は、第 1冷却路 C1に水系冷却媒体を導入する導入口 C11及び第 1冷却路 C1から水系冷却媒体を導出する導出口 C12を有している。これら導入口 C11及び導出口 C12は、例えば、円盤状空間 28の中心部を挟んで両端（180° の間隔）に形成されている。

[0019] 第 2冷却路 C2は、例えば反跳電子捕捉トラップ 17の内部の環状空間 29である。環状空間 29は、第 2冷却路 C2に水系冷却媒体を導入する導入口 C21及び第 2冷却路 C2から水系冷却媒体を導出する導出口 C22を有して、る。

[0020] 第 3冷却路 C3は、例えば固定体 23の内部に形成された空洞 23a及び空洞 23a内に挿入されたパイプ 23bによって形成されている。すなわち、固定体 23は、中空の棒状体であって、その一端部 (ここでは陰極収納部 134側の端部）が開放され、その他端部（ここでは筒状ロータ 24側の端部）が閉じられている。また、パイプ 23bは、筒状ロータ 24の回転中心に固定されている。固定体 23の一端部に位置するパイプ 23b の一端部が第 3冷却路 C3に水系冷却媒体を導入する導入口 C31となる。固定体 23 の一端部が第 3冷却路 C3から水系冷却媒体を導出する導出口 C32となる。つまり、導入口 C31から導入された水系冷却媒体は、パイプ 23bを通って空洞 23a内で U字状に進路変更され、導出口 C32から固定体 23の外部に導出される。

[0021] クーラーユニット 27と導入口 C21との間、導出口 C22と導入口 C11との間、導出口 C12と導入口 C31との間、及び、導出口 C32とクーラーユニット 27との間は、それぞれ配管 Pl、 P2、 P3、及び、 P4で連結され、第 1冷却路 Cl、第 2冷却路 C2、及び、第 3冷却路 C3を含めた循環路が形成されている。なお、配管 P2及び P3は、図示の都合力もその一部がハウジング 10の外側に示されている力通常、いずれもハウジング 10内に設けられる。

[0022] クーラーユニット 27は、着脱自在の配管ジョイントを介してハウジング 10と接続されている。すなわち、ハウジング 10とクーラーユニット 27との間の循環路は、たとえばホースで構成されている。ホースとハウジング 10との接続部 Tl、 Τ2およびホースとクーラーユニット 27との接続部 Τ3、 Τ4は、ハウジング 10側及びクーラーユニット 27側の少なくとも一方が着脱可能に構成されている。この構造により、ハウジング 10とクーラ一ユニット 27とを分離することができ、クーラーユニット 27などの据え付け作業や保守作業が容易になる。

[0023] 上述した構成の X線装置においては、ステータ 26が発生する誘導電磁界によって回転体 22が回転する。この回転動力が継手部 19を介して陽極ターゲット 15に伝達し、陽極ターゲット 15が回転する。この状態で、陰極 16から陽極ターゲット 15に電子ビーム eが照射され、陽極ターゲット 15から X線が放出される。 X線は、 X線用出力窓 13a及び 10aを通して外部に取り出される。このとき、陽極ターゲット 15で反射した電子ビーム eの一部が反跳電子捕捉トラップ 17で捕捉される。

[0024] 回転陽極型 X線管 11が動作状態に入ると、陽極ターゲット 15は電子ビーム eの照射により温度が上昇する。反跳電子捕捉トラップ 17も、陽極ターゲット 15から反射された電子ビーム eを捕捉することで温度が上昇する。ステータ 26もコイル部分に流れる電流で温度が上昇する。これらの熱の伝達により真空外囲器 13の温度も上昇する

[0025] 真空外囲器 13及びステータ 26の熱は、ハウジング 10内の絶縁油に伝達し、外部に放熱される。また、陽極ターゲット 15及び反跳電子捕捉トラップ 17の熱は、循環路内を循環する不凍液に伝達し、外部に放熱される。すなわち、クーラーユニット 27の循環ポンプ 27aは、図中の矢印 Yで示すように、不凍液を循環路内に循環させる。熱交換器 27bは、循環ポンプ 27aから強制駆送されしかも回転陽極型 X線管 11の冷却によって温度上昇した不凍液の熱を放出する。

[0026] クーラーユニット 27の熱交 27bから送出された不凍液は、配管 P1を介して導入口 C21に導入された後、環状空間 29 (第 2冷却路 C2)を通過する際に反跳電子捕捉トラップ 17を冷却する。そして、導出口 C22から導出された不凍液は、配管 P2 を介して導入口 C11に導入された後、円盤状空間 28 (第 1冷却路 C1)を通過する際に真空外囲器 13の径大部 131を冷却する。 [0027] そして、導出口 C12から導出された不凍液は、配管 P3を介して導入口 C31に導入された後、固定体 23の内部を往復するように設けられた空洞 23a (第 3冷却路 C3)を通過する際に固定体 23を冷却する。そして、導出口 C32から導出された不凍液は、配管 P4を介してクーラーユニット 27に還流される。

[0028] ところで、水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体によって被覆されている。第 1実施形態においては、水系冷却媒体に接触する金属部品とは、循環路を構成するものであり、例えば循環ポンプ 27a、熱交換器 27b、配管 P1— P4、冷却路 C1一 C3、接続部 T1一 T4などであり、それぞれの内面の少なくとも一部に被覆体が被覆されている。

[0029] 金属部品に直接的に被覆体を形成する場合は、金属部品の表面に隙間なく被覆体を固着する。また、金属部品に間接的に被覆体を形成する場合は、金属部品と被覆体との間に両者を密着力を増すための中間被膜がある状態を意味する場合と、金属部品と被覆体との間に隙間があり、両者が単に接触している状態を意味する場合との 2通りである。例えば、水系冷却媒体が接触する部分を包含するような袋状体を被覆体として機能させても良い。

[0030] この被覆体は、金属部品の防鲭被覆膜として機能する、あるヽは、電気的な絶縁膜として機能する。すなわち、被覆体、例えば有機被覆膜 (organic coating)で形成されている。より具体的には、有機被覆膜は、エポキシ系榭脂、タールエポキシ系榭脂、ポリイミド系榭脂、アクリル系榭脂、フッ素系榭脂、シリコーン系榭脂、ポリウレタン系榭脂の中から選ばれた榭脂またはそれを主成分とする混合樹脂からなる塗膜であることが望ましい。

[0031] また、被覆体は、無機被覆膜 (inorganic coating)で形成されても良!ヽ。より具体的には、クロメート被膜、フッ化物被膜、酸化被膜、金属メツキ被膜の中から選ばれた被膜であることが望ましい。また、金属メツキ被膜の場合、その主成分は、金、クロム、ニッケル、プラチナの中力選ばれた金属であることが望まし!/、。

[0032] この第 1実施形態では、図 1に示したように、例えば、第 3冷却路 C3を有する固定体 23は、水系冷却媒体と接触する部分が被覆体 CMによって被覆されている。固定体 23は、例えば鉄ニッケル合金によって形成されており、その表面に被覆される被覆体 CMとしては、エポキシ榭脂塗料 (例えば、日本ペイント社製「ハイボン 40」）を選択可能である。また、このエポキシ榭脂塗料の下地塗装としてシリコーン榭脂塗料（例えば、（有)パイレックス社製「PL— 250」）を塗っておくとさらに耐腐食性が向上する。

[0033] 上述した第 1実施形態に係る X線装置によれば、温度上昇の高い部分たとえば反跳電子捕捉トラップ 17や真空外囲器 13の一部の熱は、第 1冷却路 Cl、第 2冷却路 C2、及び、第 3冷却路 C3を流れる熱伝達効率の高い不凍液によって効率的に放出される。また、径大部 131では第 1冷却路 C1を流れる不凍液と絶縁油との間で熱交換が行われる。この場合、絶縁油は、壁部 14の外面に接触しながら移動するため、不凍液との間に効率的な熱交換が行われ、絶縁油による熱の放熱特性が向上する。その結果、絶縁油に対する熱交換器が不要となり、装置構成が簡単になる。

[0034] また、ステータ 26の周囲や真空外囲器 13の外面やハウジング 10の内面は、水系冷却媒体に接することがなぐ絶縁油が流れるため、電気絶縁性の低下や金属腐食なども防止することが可能となる。カロえて、熱伝達効率の高い水系冷却媒体 (不凍液 )に接触する金属部品は、防鲭被覆膜を備えているため、循環路中における金属部品の腐食を防止することが可能となる。

[0035] したがって、熱の放出特性が良好であって、しかも、長期にわたって高い信頼性を確保することが可能な X線装置を提供することができる。

[0036] (第 2実施形態）

次に、この発明の第 2実施形態に係る X線装置について説明する。なお、第 1実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

[0037] 図 2に示すように、第 3冷却路 C3は、例えば固定体 23を直線的に貫通する貫通孔 23aによって形成されている。固定体 23は、中空の棒状体であって、その両端部が開放されている。貫通孔 23aは、第 3冷却路 C3に水系冷却媒体を導入する導入口 C 31及び第 3冷却路 C3から水系冷却媒体を導出する導出口 C32を有している。導入口 C31は固定体 23の他端部（ここでは筒状ロータ 24側の端部）に設けられている。導出口 C32は固定体 23の一端部（ここでは陰極収納部 134側の端部）に設けられている。 [0038] クーラーユニット 27と導入口 C21との間、導出口 C22と導入口 C11との間、導出口 C12と導入口 C31との間、及び、導出口 C32とクーラーユニット 27との間は、それぞれ配管 Pl、 P2、 P3、及び、 P4で連結され、第 1冷却路 Cl、第 2冷却路 C2、及び、第 3冷却路 C3を含めた循環路が形成されている。なお、配管 P2は、図示の都合からその一部がハウジング 10の外側に示されている力通常、いずれもハウジング 10内に設けられる。

[0039] 上述した構成の X線装置においては、導出口 C12から導出された不凍液は、配管 P3を介して導入口 C31に導入された後、固定体 23の内部におヽて一方向（筒状口ータ 24側力も陰極収容部 134側に向力方向）に延在された貫通孔 23a (第 3冷却路 C3)を通過する際に固定体 23を冷却するように構成されて！、る。

[0040] このような第 2実施形態においても、水系冷却媒体に接触する金属部品少なくとも一部の表面は、被覆体によって被覆されている。第 2実施形態においては、水系冷却媒体に接触する金属部品とは、第 1実施形態と同様に循環路を構成するものであり、例えば循環ポンプ 27a、熱交換器 27b、配管 PI— P4、冷却路 C1一 C3、接続部 T1一 T4などであり、それぞれの内面の少なくとも一部に被覆体が被覆されて！、る。この被覆体は、第 1実施形態と同様に、有機被覆膜や無機被覆膜で形成可能である。したがって、上述した第 2実施形態に係る X線装置によれば、第 1実施形態と同様の効果が得られる。

[0041] (第 3実施形態）

次に、この発明の第 3実施形態に係る X線装置について説明する。なお、第 1実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

[0042] 図 3に示すように、第 3冷却路 C3は、例えば第 1実施形態と同様に、固定体 23の内部に形成された空洞 23a及び空洞 23a内に挿入されたパイプ 23bによって形成されている。すなわち、第 3冷却路 C3に水系冷却媒体を導入する導入口 C31及び第 3冷却路 C3から水系冷却媒体を導出する導出口 C32は、その両方が固定体 23の一端部（ここでは陰極収納部 134側の端部）に設けられている。

[0043] クーラーユニット 27と導入口 C21との間、導出口 C22と導入口 C31との間、及び、導出口 C32と導入口 C11との間は、それぞれ配管 Pl、 P2、及び、 P3で連結されている。導出口 C12は、第 1冷却路 C1に導入された不凍液をノヽウジング 10の内部空間 10bに導出する。ホースとハウジング 10と間の接続部 T1は、ハウジング 10の内部空間 10bからホースを介してクーラーユニット 27に不凍液を導出する導出口として機能する。

[0044] つまり、ハウジング 10の内部空間 10bとクーラーユニット 27との間（すなわち接続部 T1及び T3の間）に不凍液の還流路が形成される。このため、回転陽極型 X線管 11 を収納した内部空間 10bは、水系冷却媒体である不凍液によって満たされている。

[0045] このように、配管 Pl、 P2、 P3、第 1冷却路 Cl、第 2冷却路 C2、第 3冷却路 C3、及び、還流路を含め、不凍液の循環路が形成されている。なお、配管 P1及び P3は、図示の都合力もその一部がハウジング 10の外側に示されている力通常、いずれもハウジング 10内に設けられる。

[0046] 一方で、ステータ 26は、ハウジング 10内において回転陽極型 X線管 11とともに収納されている。このため、ステータ 26は、水系冷却媒体と接触することになるため、その少なくとも一部の表面に被覆体 26aが形成 (モールド）されている。

[0047] この被覆体 26aは、例えば有機被覆膜で形成されている。より具体的には、有機被覆膜は、エポキシ系榭脂、タールエポキシ系榭脂、ポリイミド系榭脂、アクリル系榭脂、フッ素系榭脂、シリコーン系榭脂、ポリウレタン系榭脂の中から選ばれた榭脂またはそれを主成分とする混合樹脂からなる厚膜の塗膜などで形成されている。

[0048] これにより、ステータ 26の周囲は、水系冷却媒体に接することがなぐ電気絶縁性の低下を防止することが可能となる。

[0049] 上述した構成の X線装置においては、真空外囲器 13、ステータ 26、陽極ターゲット 15及び反跳電子捕捉トラップ 17の熱は、循環路内を循環する不凍液に伝達し、外部に放熱される。すなわち、クーラーユニット 27の循環ポンプ 27aは、図中の矢印 Y で示すように、不凍液を循環路内に循環させる。熱交換器 27bは、循環ポンプ 27aから強制駆送されし力も回転陽極型 X線管 11の冷却によって温度上昇した不凍液の熱を放出する。

[0050] クーラーユニット 27の熱交 27bから送出された不凍液は、配管 P1を介して導入口 C21に導入された後、環状空間 29 (第 2冷却路 C2)を通過する際に反跳電子捕捉トラップ 17を冷却する。そして、導出口 C22から導出された不凍液は、配管 P2 を介して導入口 C31に導入された後、固定体 23の内部を往復するように設けられた空洞 23a (第 3冷却路 C3)を通過する際に固定体 23を冷却する。

[0051] そして、導出口 C32から導出された不凍液は、配管 P3を介して導入口 C11に導入された後、円盤状空間 28 (第 1冷却路 C1)を通過する際に真空外囲器 13の径大部 1 31を冷却する。そして、導出口 C12から導出された不凍液は、ハウジング 10の内部空間 10bに導出され、真空外囲器 13、ステータ 26などを冷却する。そして、内部空間 10bの不凍液は、接続部 T1からクーラーユニット 27に還流される。

[0052] このような第 3実施形態においても、水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体 CMによって被覆されている。第 3実施形態においては、水系冷却媒体に接触する金属部品とは、循環路を構成するものであり、例えば循環ポンプ 27a、熱交換器 27b、配管 PI— P4、冷却路 C1一 C3、接続部 T1一 T4、ハウジング 10の内面、真空外囲器 13の表面、 X線用出力窓 10a、 X線用出力窓 13aなどであり、それぞれの少なくとも一部に被覆体が被覆されている。この被覆体 CMは、第 1 実施形態と同様に、有機被覆膜や無機被覆膜で形成可能である。

[0053] 例えば、ハウジング 10は、鉛によって形成された第 1層 101と、第 1層 101の外側を覆うアルミ铸物によって形成された第 2層 102との 2重構造である。第 1層 101は、予めその表面全体 (すなわち内面及び外面）が被覆体 CMによって被覆されることが望ましい。また、第 2層 102は、少なくともその内面が被覆体 CMによって被覆されている。これら第 1層 101及び第 2層 102は、接着剤を介して接着されている。これら第 1 層 101及び第 2層 102を被覆する被覆体 CMとしては、エポキシ変性榭脂塗料 (例えば、日本ペイント社製「ノヽィポン 30HB」）を選択可能である。また、このエポキシ変性榭脂塗料の下地塗装としてシリコーン榭脂塗料 (例えば、（有)ノィレックス社製「PL —250」）を塗っておくとさらに耐腐食性が向上する。

[0054] 真空外囲器 13などの鉄ニッケル合金の表面またはその上のニッケルメツキ表面を被覆する被覆体 CMとしては、エポキシ榭脂塗料 (例えば、日本ペイント社製「ハイポン 40」）を選択可能である。また、このエポキシ榭脂塗料の下地塗装としてシリコーン榭脂塗料 (例えば、（有)ノィレックス社製「PL— 250」 )を塗っておくとさらに耐腐食性が向上する。

[0055] アルミニウムによって形成された X線用出力窓 10aの内面を被覆する被覆体 CMとしては、ポリイミド塗料 (例えば、宇部興産株式会社製「U ワニス A」、または「U—ヮニス - S」 )を選択可能である。

[0056] ベリリウムによって形成された X線用出力窓 13aの表面を被覆する被覆体 CMとしては、ポリイミド塗料 (例えば、宇部興産株式会社製「U ワニス A」、または「U ワニス S」）を選択可能である。

[0057] 上述した第 3実施形態に係る X線装置によれば、第 1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、冷却媒体を水系冷却媒体の 1種類のみを使用すれば良いため、コスト的に有利であるとともに、メンテナンスも容易である。また、水系冷却媒体は、絶縁油と比較して熱伝達効率が高いため、装置全体の熱の放出特性をさらに向上することが可能となる。さらに、水系冷却媒体に接触する金属部品の耐腐食性が向上するとともに電気的な絶縁性が向上する。参考までに、ハウジング 10と真空外囲器 13との間の電気抵抗値 ( Ω )をテスターを用いて測定した。

[0058] ノヽウジング 10の内面に全く被覆体を被覆しない場合、両者の間の電気抵抗値は、 lk Ω以下となり、電気的な絶縁性が不十分であった。また、ハウジング 10を、被覆体を被覆していない第 1層 101及び第 2層 102を接着した後に第 1層 101の内面を被覆体 CMで 3回にわたって重ねて被覆して形成した場合、両者の間の電気抵抗値は、 1Μ Ω— 10kQの範囲であり、電気的な絶縁性が十分であるとは言い難力つた。

[0059] これに対して、第 3実施形態で説明したように、ハウジング 10を、内面に被覆体 CM を被覆した第 1層 101に、内面及び外面に被覆体 CMを被覆した第 2層 102を接着した後に、さらに、第 1層 101の内面を被覆体 CMで 2回にわたって重ねて被覆して形成した場合、ハウジング 10と真空外囲器 13との間の電気的抵抗値は、 20Μ Ω以上となり、電気的な絶縁性を十分に確保できた。なお、このときに使用した水系冷却媒体の導電率は 1一 2mSZmであった。

[0060] (第 4実施形態）

次に、この発明の第 4実施形態に係る X線装置について説明する。なお、第 3実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。 [0061] 図 4に示すように、第 3冷却路 C3は、例えば第 2実施形態と同様に、固定体 23を直線的に貫通する貫通孔 23aによって形成されている。固定体 23は、中空の棒状体であって、その両端部が開放されている。貫通孔 23aは、第 3冷却路 C3に水系冷却媒体を導入する導入口 C31及び第 3冷却路 C3から水系冷却媒体を導出する導出口 C 32を有している。導入口 C31は固定体 23の一端部（ここでは陰極収納部 134側の端部）に設けられている。導出口 C32は固定体 23の他端部（ここでは筒状ロータ 24 側の端部）に設けられている。

[0062] クーラーユニット 27と導入口 C21との間、及び、導出口 C22と導入口 C31との間は、それぞれ配管 Pl、及び、 P2で連結されている。導出口 C32は、第 3冷却路 C3に導入された不凍液をノ、ウジング 10の内部空間 10bに導出する。ホースとハウジング 1 0と間の接続部 T1は、ハウジング 10の内部空間 10bからホースを介してクーラーュニット 27に不凍液を導出する導出口として機能する。

[0063] つまり、ハウジング 10の内部空間 10bとクーラーユニット 27との間（すなわち接続部 T1及び T3の間）に不凍液の還流路が形成される。このため、回転陽極型 X線管 11 を収納した内部空間 10bは、水系冷却媒体である不凍液によって満たされている。

[0064] このように、配管 Pl、 P2、第 2冷却路 C2、第 3冷却路 C3、及び、還流路を含め、不凍液の循環路が形成されている。なお、配管 P1は、図示の都合力その一部がハウジング 10の外側に示されている力通常、いずれもハウジング 10内に設けられる。

[0065] 一方で、ステータ 26は、第 3実施形態と同様に、ハウジング 10内において回転陽極型 X線管 11とともに収納されており、その少なくとも一部の表面に防鲭被覆膜 26a が形成 (モールド)されている。これにより、ステータ 26の周囲は、水系冷却媒体に接することがなぐ電気絶縁性の低下を防止することが可能となる。

[0066] 上述した構成の X線装置においては、導出口 C22から導出された不凍液は、配管 P2を介して導入口 C31に導入された後、固定体 23の内部におヽて一方向（陰極収容部 134側力も筒状ロータ 24側に向力方向）に延在された貫通孔 23a (第 3冷却路 C3)を通過する際に固定体 23を冷却するように構成されて！、る。

[0067] このような第 4実施形態においても、第 3実施形態と同様に、水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体 CMによって被覆されている。第 4 実施形態においては、水系冷却媒体に接触する金属部品とは、第 3実施形態と同様に循環路を構成するものであり、例えば循環ポンプ 27a、熱交換器 27b、配管 PI— P 4、冷却路 C1一 C3、接続部 T1一 T4、ハウジング 10の内面、真空外囲器 13の表面、 X線用出力窓 10a、 X線用出力窓 13aなどであり、それぞれの少なくとも一部に被覆体が被覆されている。この被覆体 CMは、第 3実施形態と同様に、有機被覆膜や無機被覆膜で形成可能である。したがって、上述した第 4実施形態に係る X線装置によれば、第 3実施形態と同様の効果が得られる。

[0068] (第 5実施形態）

次に、この発明の第 5実施形態に係る X線装置について説明する。なお、第 3実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

[0069] 図 5に示すように、第 5実施形態に係る X線装置は、基本的には、図 3に示した第 3 実施形態と同様の構成である力ステータ 26は、ハウジング 10の外部に配置されている点で第 3実施形態と相違する。このため、ステータ 26は、水系冷却媒体と接触することがないため、電気絶縁性の低下を防止することが可能となる。また、第 3実施形態のように、ステータ 26の表面に防鲭被覆膜を形成する必要がなぐコストを低減できるとともに、装置全体の小型化に有利である。なお、このような構成のステータ 26は、冷却媒体による冷却ができないが、外気を利用して空冷することが可能である。

[0070] このような第 5実施形態においても、第 3実施形態と同様に、水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体 CMによって被覆されている。第 5 実施形態においては、水系冷却媒体に接触する金属部品とは、第 3実施形態と同様に循環路を構成するものであり、例えば循環ポンプ 27a、熱交換器 27b、配管 PI— P 4、冷却路 C1一 C3、接続部 T1一 T4、ハウジング 10の内面、真空外囲器 13の表面、 X線用出力窓 10a、 X線用出力窓 13aなどであり、それぞれの少なくとも一部に被覆体が被覆されている。この被覆体 CMは、第 3実施形態と同様に、有機被覆膜や無機被覆膜で形成可能である。したがって、上述した第 5実施形態に係る X線装置によれば、第 3実施形態と同様の効果が得られる。

[0071] (第 6実施形態）

次に、この発明の第 6実施形態に係る X線装置について説明する。なお、第 4実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

[0072] 図 6に示すように、第 6実施形態に係る X線装置は、基本的には、図 4に示した第 4 実施形態と同様の構成である力ステータ 26は、ハウジング 10の外部に配置されている点で第 4実施形態と相違する。このため、ステータ 26は、水系冷却媒体と接触することがないため、電気絶縁性の低下を防止することが可能となる。また、第 4実施形態のように、ステータ 26の表面に防鲭被覆膜を形成する必要がなぐコストを低減できるとともに、装置全体の小型化に有利である。なお、このような構成のステータ 26は、冷却媒体による冷却ができないが、外気を利用して空冷することが可能である。

[0073] このような第 6実施形態においても、第 3実施形態と同様に、水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体 CMによって被覆されている。第 6 実施形態においては、水系冷却媒体に接触する金属部品とは、第 3実施形態と同様に循環路を構成するものであり、例えば循環ポンプ 27a、熱交換器 27b、配管 PI— P 4、冷却路 C1一 C3、接続部 T1一 T4、ハウジング 10の内面、真空外囲器 13の表面、 X線用出力窓 10a、 X線用出力窓 13aなどであり、それぞれの少なくとも一部に被覆体が被覆されている。この被覆体 CMは、第 3実施形態と同様に、有機被覆膜や無機被覆膜で形成可能である。したがって、上述した第 6実施形態に係る X線装置によれば、第 3実施形態と同様の効果が得られる。

[0074] なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなぐその実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体ィ匕できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素カゝら幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

[0075] 例えば、上述した第 1及び第 2実施形態においては、ハウジング内を満たす第 1冷却媒体として絶縁油を利用し、循環炉を満たす第 2冷却媒体として第 1冷却媒体よりも熱伝達効率の高い不凍液を利用している。し力しながら、第 1冷却媒体及び第 2冷却媒体は、それぞれ絶縁油及び不凍液の組み合せに限られるものではなぐ他の冷却媒体の組み合せを用いることもできる。

[0076] 同様に、上述した第 3乃至第 6実施形態においては、ハウジング内及び循環炉を満たす冷却媒体として絶縁油よりも熱伝達効率の高、不凍液を利用してヽる。しかしながら、これらの実施形態で適用可能な冷却媒体は、不凍液に限られるものではなぐ他の冷却媒体を用いることもできる。

[0077] 上述した第 1乃至第 6実施形態では、陽極ターゲットを回転可能に支持する回転支持機構に動圧式すベり軸受を用いている。し力しながら、この発明は、ボールべァリングを利用するころがり軸受ゃ磁気軸受などを用、た場合にも適用できる。これらの軸受を使った場合も、ステータコイルと回転体の回転駆動部とのカップリングが悪かつたり、超高速回転を行ったりする場合にはコイルの発熱が高くなる場合があり、上述した各実施形態と同様の構成とすることで、同様の効果が得られる。

[0078] また、クーラーユニットから供給される水系冷却媒体は、熱に対する耐久性が低い部位あるいは発熱量が大きな部位などの優先して冷却すべき部位力導入されることが望ましい。例えば、第 3実施形態の変形例として、図 7に示すように、クーラーュニット 27と導入口 C31との間、導出口 C32と導入口 C21との間、及び、導出口 C22と導入口 C11との間は、それぞれ配管 Pl、 P2、及び、 P3で連結されても良い。

[0079] 導出口 C12は、第 1冷却路 C1に導入された不凍液をノ、ウジング 10の内部空間 10 bに導出する。ホースとハウジング 10と間の接続部 T1は、ハウジング 10の内部空間 1 Obからホースを介してクーラーユニット 27に不凍液を導出する導出口として機能する。つまり、ハウジング 10の内部空間 10bとクーラーユニット 27との間（すなわち接続部 T1及び T3の間）に不凍液の還流路が形成される。このため、回転陽極型 X線管 11 を収納した内部空間 10bは、水系冷却媒体である不凍液によって満たされている。このように、配管 Pl、 P2、 P3、第 1冷却路 Cl、第 2冷却路 C2、第 3冷却路 C3、及び、還流路を含め、不凍液の循環路が形成されている。

[0080] この場合、クーラーユニット 27の熱交 27bから送出された不凍液は、配管 P1を介して導入口 C31に導入された後、固定体 23の内部を往復するように設けられた空洞 23a (第 3冷却路 C3)を通過する際に固定体 23を冷却する。そして、導出口 C32 力も導出された不凍液は、配管 P2を介して導入口 C21に導入された後、環状空間 2 9 (第 2冷却路 C2)を通過する際に反跳電子捕捉トラップ 17を冷却する。そして、導出口 C22から導出された不凍液は、配管 P3を介して導入口 C11に導入された後、円盤状空間 28 (第 1冷却路 CI)を通過する際に真空外囲器 13の径大部 131を冷却する。そして、導出口 C12から導出された不凍液は、配管 P4を介してクーラーュ-ット 27に還流される。

[0081] このような構成により、優先して冷却すべき部位が効率的に放熱され、長期にわたつて高い信頼性を確保することが可能な X線装置を提供することができる。なお、ここでは、第 1実施形態の変形例についてのみ説明したが、他の各実施形態についても同様の構成が可能である。

[0082] 以上説明した X線装置によれば、温度の高!、部分を熱伝達効率の高!、冷却媒体を用いて冷却している。これにより、良好な熱放出性能を実現することができる。その結果、熱の放出特性を向上することが可能であるとともに、長期にわたって高い信頼性を確保することが可能な X線装置を提供することができる。

産業上の利用可能性

[0083] この発明によれば、熱の放出特性を向上させることができ、し力も、長期にわたって信頼性の高ヽ X線装置を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型 X線管と、

前記水系冷却媒体に接触する金属部品の少なくとも一部の表面は、被覆体によつて被覆されたことを特徴とする X線装置。

[2] 前記ハウジングは、前記回転陽極型 X線管を収納した内部空間を満たす非水系冷却媒体を収納し、

前記循環路の少なくとも一部が前記被覆体によって被覆されたことを特徴とする請求項 1に記載の X線装置。

[3] 前記循環路は、前記回転陽極型 X線管を収納した前記ハウジングの内部空間と前記クーラーユニットとの間に前記水系冷却媒体の還流路を含み、

前記ハウジングの少なくとも一部の内面が前記被覆体によって被覆されたことを特徴とする請求項 1に記載の X線装置。

[4] 前記ステータは、前記ハウジング内において前記回転陽極型 X線管とともに収納され、その少なくとも一部の表面が前記被覆体によって被覆されたことを特徴とする請求項 3に記載の X線装置。

[5] 前記被覆体は、有機被覆膜であることを特徴とする請求項 1に記載の X線装置。

[6] 前記有機被覆膜は、エポキシ系榭脂、タールエポキシ系榭脂、ポリイミド系榭脂、ァクリル系榭脂、フッ素系榭脂、シリコーン系榭脂、ポリウレタン系榭脂の中から選ばれた榭脂またはそれを主成分とする混合榭脂であることを特徴とする請求項 5に記載の

X線装置。

[7] 前記被覆体は、無機被覆膜であることを特徴とする請求項 1に記載の X線装置。

[8] 前記無機被覆膜は、クロメート被膜、フッ化物被膜、酸化被膜、金属メツキ被膜の中力選ばれた被膜であることを特徴とする請求項 7に記載の X線装置。

[9] 前記金属メツキ被膜の主成分は、金、クロム、ニッケル、プラチナの中から選ばれた金属であることを特徴とする請求項 8に記載の X線装置。