(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極ターゲットと陰極が真空バルブ内に配置されたＸ線管と、前記陽極ターゲットを回転させる界磁コイルと、前記Ｘ線管および前記界磁コイルを収納する管容器とを具備したＸ線管装置において、前記管容器と前記Ｘ線管で挟まれた空間の少なくとも一部領域に、前記Ｘ線管側に位置する下層部分が前記Ｘ線管の外周に接し、前記管容器側に位置する上層部分の表面が凹凸をしており、その凹の部分と前記管容器の内面との間に、前記Ｘ線管の管軸方向に一方の側から他方の側に通ずる冷媒用通路が形成される樹脂層を設けたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
陽極ターゲットと陰極が真空バルブ内に配置されたＸ線管と、前記陽極ターゲットを回転させる界磁コイルと、前記Ｘ線管および前記界磁コイルを収納する管容器とを具備したＸ線管装置において、前記Ｘ線管および前記界磁コイルを内部に埋没させ、かつ、前記管容器側に位置する上層部分の表面が凹凸をしており、その凹の部分と前記管容器の内面との間に、前記Ｘ線管の管軸方向に一方の側から他方の側に通ずる冷媒用通路が形成される樹脂層を設けたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】
樹脂層の構造が、それをＸ線管の管軸に垂直方向で断面した場合に、内側が円形でかつ所定の肉厚を有し、そして外側が円周方向に沿って凹凸をしたヒダ状であること特徴とする請求項１または請求項２記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線管などが発生した熱を効率的に放出できるようにしたＸ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線管装置は、非破壊検査用や医療診断用、化学分析用などいろいろな検査装置や診断装置に利用されている。これらの装置は、省エネルギーや省資源化という社会的な要請から効率化、小形化が進められている。そのため、これらの装置に組み込まれるＸ線管装置の運転温度が高くなる傾向がある。
【０００３】
一方、医療診断装置などの場合、鮮明で品質の高いＸ線画像が必要とされ、そこに組み込まれるＸ線管装置が大型化し、高出力化している。この結果、Ｘ線管装置の動作時の温度が上昇している。このような理由から、Ｘ線管装置の温度対策が重要になっており、放熱性に優れた構造のＸ線管装置が望まれている。
【０００４】
ここで、従来のＸ線管装置について図３で説明する。
【０００５】
３１は、アルミニウム鋳造合金製の管容器で、管容器３１内にＸ線管３２が収納されている。Ｘ線管３２は、陽極３３や陰極３４、そして、陽極３３や陰極３４を収納する真空バルブ３５などから構成されている。なお、陽極３３は、陽極ターゲット３３ａおよびロータ３３ｂから構成されている。またＸ線管３２のロータ３３ｂの外側には、ロータ３３ｂに対して回転磁界を与える界磁コイル３５が配設されている。また、陽極３３や陰極３４に高電圧を印加するケーブルリセプタクル３６、３７がＸ線管３２の両端部に設けられている。
【０００６】
そして、Ｘ線管３２や界磁コイル３５などと管容器３１との間の空間には、各構成部品の電気絶縁性を確保し且つ冷却のために液状の絶縁油が充填されている。なお、Ｘ線管などを冷却した絶縁油は管容器３１から熱交換器３８に送られ熱交換される。また、熱交換された絶縁油は管容器３１に戻される。  このように熱交換器３８を利用する場合、熱交換器３８が騒音を発生するために、熱交換器３８をＸ線管装置に近付けて設置することができない。このため、Ｘ線管装置と熱交換器３８とを３０〜４０ｍ程度のホースで接続し、Ｘ線管装置から熱交換器３８を離している。なお、図３では、Ｘ線管３２を支持する支持体などは省略している。
【０００７】
上記した構成のＸ線管装置において、陰極３４から熱電子が放出される。熱電子は高電圧で加速され、陽極ターゲット３３ａに衝突し、衝突箇所からＸ線を発生させる。この場合、Ｘ線管３２に入力されるエネルギのうち、その９割以上が熱に変換される。
【０００８】
なおＸ線管３２から発生した熱の一部は、Ｘ線管３２を支持する支持体の伝導作用や絶縁油の対流作用によっても管容器３１に伝わり放散される。
【０００９】
また、Ｘ線管装置を冷却する他の方法として、Ｘ線管の発熱する各構成部材間に、高熱伝導性フィラーを分散させた樹脂を配設する構成のものがある（特開平６−２６７６９０号公報参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線管装置においては、支持体を構成する材料としては熱容量が大きい耐熱エポキシ樹脂が、通常、単体で使用される。また、支持体を絶縁する媒体に使用される絶縁油も熱伝導率が低い。このため、Ｘ線管装置の冷却効率が低くなっている。
【００１１】
したがって、医療診断装置などにＸ線管装置が使用される場合、撮影等の作業時間が長くなると温度上昇が大きくなりＸ線管装置の熱放散量が不足するる。このため、Ｘ線管装置を冷却した絶縁油を熱交換器に送り、Ｘ線管装置の冷却能力を高くしている。
【００１２】
しかし、熱交換器を利用する構成の場合、熱交換器の騒音が大きいため、熱交換器をＸ線管装置に近付けることができず、Ｘ線管装置と熱交換器との間はホースで接続されている。この場合、Ｘ線管装置や熱交換器とホースとの接続部などから気泡が混入すると、これが原因でＸ線管装置の耐電圧特性が劣化する。また、Ｘ線管装置やホース、熱交換器間は絶縁油が充満しており、分離が困難な構造になっている。このため、Ｘ線管装置やホース、熱交換器などのいづれか１つに故障が発生しても、すべてを交換しなければならず、費用の面で不利になっている。また、絶縁油は、冷媒として機能しているが、同時に絶縁機能も要求されている。したがって、冷媒機能の面のみから材料を選択できないため、熱交換効率が低いものも使用される。このため、熱交換器における油から空気への熱交換効率が高くても、Ｘ線管装置で行われるＸ線管から油への熱交換効率が低く、全体の熱交換効率は低いものになってしまう。
【００１３】
また、Ｘ線管の発熱する各構成部材間に、高熱伝導性フィラーを分散させた樹脂を配設する構成のものも、放熱性能が必ずしも十分でなく改善の余地が残っている。
【００１４】
本発明は、上記した欠点を解決するもので、熱交換効率の高いＸ線管装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陽極ターゲットと陰極が真空バルブ内に配置されたＸ線管と、前記陽極ターゲットを回転させる界磁コイルと、前記Ｘ線管および前記界磁コイルを収納する管容器とを具備したＸ線管装置において、前記管容器と前記Ｘ線管で挟まれた空間の少なくとも一部領域に、前記Ｘ線管側に位置する下層部分が前記Ｘ線管の外周に接し、前記管容器側に位置する上層部分の表面が凹凸をしており、その凹の部分と前記管容器の内面との間に、前記Ｘ線管の管軸方向に一方の側から他方の側に通ずる冷媒用の通路が形成される樹脂層を設けている。
【００１６】
また、陽極ターゲットと陰極が真空バルブ内に配置されたＸ線管と、前記陽極ターゲットを回転させる界磁コイルと、前記Ｘ線管および前記界磁コイルを収納する管容器とを具備したＸ線管装置において、前記Ｘ線管および前記界磁コイルを内部に埋没させ、かつ、前記管容器側に位置する上層部分の表面が凹凸をしており、その凹の部分と前記管容器の内面との間に、前記Ｘ線管の管軸方向に一方の側から他方の側に通ずる冷媒用の通路が形成される樹脂層を設けている。
【００１７】
また、樹脂層の構造が、それをＸ線管の管軸に垂直方向で断面した場合に、内側が円形でかつ所定の肉厚を有し、そして外側が円周方向に沿って凹凸をしたヒダ状をしている。
【００１８】
上記の構成によれば、Ｘ線管装置の高圧部分が樹脂で覆われている。このため、Ｘ線管装置の内部に空気やゴミなどが混入しても耐電圧特性は劣化しない。この場合、Ｘ線管装置を樹脂で覆う部分は一部であっても相応の効果は得られる。しかし、例えば、Ｘ線管や界磁コイルなどの高圧部分を樹脂でモルードするなど完全に覆えばその効果はより大きくなる。
【００１９】
また、樹脂層の表面に管容器との間に通路が形成されている。したがって、この通路部分に冷却用の媒体を流すことにより、熱交換効率を向上できる。このとき、高圧部分を樹脂で絶縁しているので、冷却用の媒体としては絶縁性を考慮する必要がなくなる。このため、冷却特性の面から材料を選択でき熱交換効率のよい材料を選択でき熱交換効率を向上できる。また、樹脂層の表面に凹凸が形成され、表面積が大きくなっているので、樹脂層と冷却用の媒体との熱交換効率も向上する。例えば、樹脂層の表面をヒダ状にすることにより、Ｘ線管や界磁コイルから冷媒への熱交換率を５〜１０倍向上でき、小型で高効率を持つＸ線管装置を実現できる。
【００２０】
また、冷却用の媒体として気体状のものを利用した場合には、Ｘ線管装置やホース、熱交換器の分離が容易になり、これらが故障した場合には該当する部品を交換するだけで対応でき、コストを軽減できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１および図２において、１１は、アルミニウム鋳造合金製の管容器で、管容器１１内にＸ線管１２が収納されている。このＸ線管１２は、陽極１３や陰極１４、そして、陽極１３や陰極１４を収納する真空バルブ１５などから構成されている。なお、陽極１３は、陽極ターゲット１３ａとロータ１３ｂから構成されている。またロータ１３ｂが位置する真空バルブ１５の外側には、ロータ１３ｂに対し回転磁界を与える界磁コイル１６が配設されている。また、陽極１３や陰極１４に高電圧を印加するケーブルレセプタクル１７、１８がＸ線管１２の両端部に設けられている。
【００２２】
そして、管容器１１とＸ線管１２との間の空間部には、図の例えば斜線部分に樹脂層１９が形成されている。なお、樹脂層１９の下層部分Ｌは、Ｘ線管３や界磁コイル１６を埋没するモールド構造になっており、上層部分Ｕの表面は凹凸が波形に形成され、Ｘ線管１２の管軸方向に一方の側から他方の側に通じる通路が形成されている。この通路部分には冷媒が通る構成になっている。また、冷媒は管容器１１の一端の開口から供給され、樹脂層１９の上層部分Ｕに形成された通路を通り他端の開口２１からホース２２によって熱交換器２３に送られる。そして、熱交換器２３で熱交換が行われ、管容器１１に戻される。
【００２３】
ここで、樹脂層１９の構造について図２で説明する。図２は、図１の線Ａ−Ａで断面したもので、また、図１に対応する部分には同一の符号を付してある。樹脂層の断面した構造は、下層部分はＸ線管１２を構成する真空バルブ１５の外周面の全体に亘って接触しており、円形になっている。また、上層部分は、円周方向に波形をした凹凸になっている。そして、波形の凸の部分が管容器１１の内面に接している。このとき、波形の凹の部分と管容器１１の内面によって、Ｘ線管１２の管軸方向に一方の側から他方の側に通じる通路が形成されている。
【００２４】
ここで、上記した構造の樹脂層の構成方法について説明する。例えば、内面が円周方向に波形に凹凸している円筒状の型を使用し、この型の中にＸ線管や界磁コイルを入れ、型の中に例えばエポキシ樹脂を注入し、硬化させる。これにより、表面がヒダ状に凹凸をし、Ｘ線管をモールドした構造の樹脂層が形成される。そして、樹脂層でモールドされたＸ線管を管容器内に収納すれば、本発明のＸ線管装置が得られる。
【００２５】
なお、上記した実施の形態では、Ｘ線管や界磁コイルが存在する領域全体に樹脂層を構成している。しかし、これらの領域の一部だけに樹脂層を形成してもよい。また通路の断面形状は、三角形状の波形である必要はなく矩形であってもよい。また、樹脂層の凸の部分がすべて管容器の内面に接しているが、すべての凸の部分が管容器の内面に接する必要はなく、凸部分の一部が接する構造でも、また、すべての凸部分が管容器の内面と離れていてもよい。この場合、通路は、凹の部分だけでなく凸部分と管容器の内面間にも形成される。また、Ｘ線ビームを外部に放射するＸ線放射窓の部分は樹脂層を真空バルブの近くだけにして薄く形成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換効率の高いＸ線管装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する断面図である。
【図３】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１１…管容器
１２…Ｘ線管
１３…陽極
１３ａ…陽極ターゲット
１３ｂ…ロータ
１４…陰極
１５…真空バルブ
１６…界磁コイル
１７、１８…ケーブルリセプタクル
１９…樹脂層
２０、２１…開口
２２…ホース
２３…熱交換器
Ｌ…下層部分
Ｕ…上層部分
【図１】
0003651497.tif 000002
【図２】
0003651497.tif 000003
【図３】
0003651497.tif 000004