(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が充満された密閉構造のハウジング内に、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管を制御する制御装置が収容されたＸ線管装置であって、
前記ハウジング内に設けられた前記Ｘ線管に、Ｘ線発生時に発生した熱を一時蓄熱し、前記Ｘ線管の休止時に放熱する放熱手段を接続し、
前記放熱手段は、前記Ｘ線管の陽極に陽極棒を介して接続された蓄熱部材と、前記蓄熱部材の周囲を被覆する放熱部材とから形成してなるＸ線管装置。
【請求項２】
前記陽極棒と前記放熱部材の間に、両者の間を断熱する隙間を形成してなる請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
前記蓄熱部材を比熱の大きい部材で、前記放熱部材を熱伝導率の高い部材で形成してなる請求項１又は２の何れかに記載のＸ線管装置。
【請求項４】
前記蓄熱部材をモリブデンで、前記放熱部材を銅で形成してなる請求項１ないし３の何れかに記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管より発生する熱の放熱を遅延させることにより、冷却媒体の温度上昇を抑制したＸ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来Ｘ線を利用して被検体を透視し、被検体を診断する医療用Ｘ線装置や、物品等の被検体をＸ線により検査する工業用Ｘ線検査装置には、Ｘ線発生源として通常Ｘ線管が使用されている。
このＸ線管は真空容器内に陰極と陽極が対向配置されていて、陰極側に設けられたフィラメントより発生した熱電子が陽極側に設けられたターゲットに衝突することにより、陽極よりＸ線が発生されるように構成されている。
すなわち陰極と陽極との間に高電圧を印加して陽極よりＸ線を発生させているが、印加した電力に対しＸ線の変換率は１％程度であり、残りの電力は熱となってＸ線管を加熱する。
【０００３】
このため従来のＸ線管装置では、例えば特許文献１に記載されているように、絶縁油等の冷却媒体を充満した密閉構造のハウジング内にＸ線管を設置して、冷却媒体によりＸ線管を冷却している。
またハウジング内は、遮蔽手段によりＸ線管室と制御室とに区画されている。
Ｘ線管はＸ線管室に、そしてＸ線管を制御する制御装置は制御室に収容されている。
ハウジング上には、放熱手段が設置されていて、Ｘ線管より発生した熱は、冷却媒体を介して放熱手段へと伝達された後、放熱手段によりハウジング外へ放熱される。
以上のような構造により、Ｘ線管より発生した熱を高効率でハウジング外へ放熱できるようになっている。
【特許文献１】特開２００７−１４９５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献１に記載されたＸ線発生装置では、Ｘ線管より発生した熱を、ハウジングの外部に設置した放熱手段へ冷却媒体を介して伝達し、放熱手段でハウジングの外部へ放熱する構造のため、冷却媒体の過昇温を防止するには、ハウジングの外部に備えられた電動ファンにより放熱手段を強制的に冷却する必要がある。
このため電動ファンがＸ線発生装置の小型化及びＸ線管装置の低コスト化に適していなかった。
本発明は、ハウジングの外部に電動ファンを備えることなく、冷却媒体の温度上昇を抑制したＸ線管装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のＸ線管装置は、冷却媒体が充満された密閉構造のハウジング内に、Ｘ線を発生するＸ線管と、Ｘ線管を制御する制御装置が収容されたＸ線管装置であって、ハウジング内に設けられたＸ線管に、Ｘ線発生時に発生した熱を一時蓄熱し、Ｘ線管の休止時に放熱する放熱手段を接続したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＸ線管装置によれば、Ｘ線管のＸ線発生時に発生した熱の多くは放熱手段の蓄熱部材に一時蓄熱されるため、冷却媒体の急激な温度上昇を抑制することができると共に、冷却装置を別に設置することなく冷却媒体の温度上昇を抑制することができるため、Ｘ線管装置の小型化とコストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１はＸ線管装置の概略構成図、図２はＸ線管装置に採用したＸ線管の断面図、図３は放熱手段の拡大断面図である。
図１は、例えば工業用Ｘ線検査装置に使用するＸ線管装置の本体１を示すもので、金属により角箱状に形成された密閉構造のハウジング２を有しており、ハウジング２内には絶縁油からなる冷却媒体９が充満されている。
ハウジング２内には、Ｘ線の照射方向をＸ線照射口２ａ方向に向けてＸ線管３が設置されており、ハウジング２内にはＸ線管３の他に、Ｘ線管３に高電圧を印加する高圧発生回路４と、Ｘ線管３のフィラメントを加熱するフィラメント加熱回路５等が収容されている。
【０００８】
Ｘ線管３は図２に示すように真空容器３ａ内に、陰極３ｂと陽極３ｃが同一中心線上に対向配置されていて、陰極３ｂの陽極３ｃと対向する面のほぼ中心にフィラメント３ｄが設けられている。
陽極３ｃの陰極３ｂと対向する面は、Ｘ線照射口２ａ方向に傾斜面３ｅが向くよう傾斜されていて、この傾斜面３ｅの前記フィラメント３ｄと対向する位置にターゲット３ｆが設けられている。
陽極３ｃの傾斜面３ｅと反対側の端部は、真空容器３ａの端部より外側へ突出された陽極棒３ｇを介してハウジング２内に設置された放熱手段６に接続されている。
陽極３ｃには熱伝導率の高い銅等の金属が使用されていて、Ｘ線発生時に発生する熱を効率よく放熱手段６へ伝達できるようになっており、ターゲット３ｆには、Ｘ線変換効率の高い例えばタングステン等の金属が使用されている。
【０００９】
陽極３ｃより伝達された熱を放熱する放熱手段６は、図１に示すように一端がＸ線管３の一端に接続され、他端はハウジング２の側壁２ｂ内面に接続された筒状の放熱部材６ａと、図３に示すように陽極棒３ｇに直接連結された蓄熱部材６ｂとから形成されている。
蓄熱部材６ｂは、陽極３ｃより陽極棒３ｇに伝達された熱を一時的に蓄熱するもので、比熱の大きい例えばモリブデンのような金属により中実な筒状に形成されていて、外表面が放熱部材６ａにより被覆されている。
蓄熱部材６ｂを被覆する放熱部材６ａは、例えば銅のような熱伝導率の高い金属からなり、銅を約１１００℃で真空鋳造する際、蓄熱部材６ｂとなるモリブデンをインサートすることにより形成するか、蓄熱部材６ｂの周囲に銅を圧接して放熱部材６ａを形成するか、もしくは蓄熱部材６ｂの表面に銅を共晶ろうでろう付けして放熱部材６ａを形成する等の方法で製作されている。
【００１０】
蓄熱部材６ｂの周囲を被覆する放熱部材６ａは、蓄熱部材６ｂに蓄熱された熱がすぐに放熱されないように適度の肉厚を有しており、外周面には、複数のフィン６ｃが突設されていて、Ｘ線管３より蓄熱部材６ｂに伝達された熱の一部は、これらフィン６ｃにより冷却媒体９に放熱されるようになっている。
また陽極３ｃより陽極棒３ｇに伝達された熱が直接放熱部材６ａより放熱されないように、陽極棒３ｇと放熱部材６ａの間には予め隙間６ｄが形成されていて、この隙間６ｄに侵入した冷却媒体９により陽極棒３ｇと放熱部材６ａの間が断熱されている。
【００１１】
一方放熱手段６の放熱部材６ａの他端側は、ハウジング２の側壁２ｂ外面に取り付けられた放熱フィン７に側壁２ｂを介して接続されていて、放熱部材６ａに伝達された熱の残りは、放熱フィン７を介して外気へ放熱されるようになっている。
またハウジング２の上部外側面には、ハウジング２内と連通するベローズ８が設けられていて、冷却媒体９に放熱された熱により冷却媒体９が膨張、収縮するのをベローズ８が吸収するようになっている。
【００１２】
次に前記構成されたＸ線管装置の作用を説明する。
Ｘ線検査装置のような工業用Ｘ線装置にＸ線管装置を使用する場合、Ｘ線により被検体（図示せず）を検査しているときにのみＸ線管３からＸ線が発生され、被検体の検査が完了すると、Ｘ線管３は休止状態となる。
すなわちＸ線管３には常時高圧電力が供給されているわけではなく、間欠的に高圧電力が供給されることになる。
いまＸ線検査装置により被検体を検査すべく、高電圧発生回路４よりＸ線管３に高電圧が印加され、フィラメント加熱回路５から陰極３ｂのフィラメント３ｄへ電力が供給されると、フィラメント３ｄから陽極３ｃのターゲット３ｆへ向けて熱電子が発生し、熱電子がターゲット３ｆに衝突してＸ線が発生する。
ターゲット３ｆより発生したＸ線は、図示しないコリメータによりコリメイトされてＸ線ビーム１０となり、Ｘ線照射口２ａより被検体に向けて照射されることにより、被検体の検査に供せられる。
【００１３】
一方Ｘ線管３に印加された高圧電力の約１％程度がＸ線に変換され、残りは熱となるため陽極３ｃが発熱し、陽極３ｃで発熱した熱は、ハウジング２内に設けられた放熱手段６の蓄熱部材６ｂへ陽極棒３ｇを介して伝達される。
蓄熱部材６ｂは、比熱の大きい例えばモリブデンにより形成されているため、蓄熱部材６ｂに伝達された熱はすぐには放熱されず、蓄熱部材６ｂに一時蓄熱される。
これによってＸ線管３のＸ線発生時に発生した熱の多くは、放熱手段６の蓄熱部材６ｂに蓄熱され、一部が放熱部材６ａより冷却媒体９へ放熱されたり、ハウジング２の側壁２ｂ外面に取り付けられた放熱フィン７を介して外気へ放熱されるため、Ｘ線管３の点灯中でもハウジング２内の冷却媒体９の温度が従来のＸ線管装置のように急激に上昇することがない。
【００１４】
また冷却媒体９の急激な温度上昇が抑制されることにより、ハウジング２内に収容された高電圧発生回路４やフィラメント加熱回路５の性能が劣化したり、寿命が早期に低下することがないと共に、ハウジング２内の温度が異常に高温になったときに動作する安全装置（図示せず）が作動することもない。
これによって安全装置が作動したために検査作業を一時停止して、冷却媒体９が冷却するまで検査を中断する必要がないため、作業能率の向上が図れるようになる。
【００１５】
一方検査が完了し、Ｘ線管３への高圧電力の供給を停止すると、いままで蓄熱部材６ｂに蓄熱されていた熱が放熱部材６ａを介して冷却媒体９及び放熱フィン７より外気へ徐々に放熱されると共に、この間に次に検査する被検体の入れ替え作業を行い、被検体の入れ替えが完了したら、再び前記検査動作を繰り返すことにより、従来のような冷却装置を別に設置することなく冷却媒体９の温度上昇を抑制することができるため、Ｘ線管装置の小型化とコストの低減が図れるようになる。
【００１６】
なお前記実施の形態では、Ｘ線検査装置のような工業用Ｘ線装置にＸ線管装置を適用した場合について説明したが、医療用Ｘ線装置にも適用できるものである。
例えば歯科で使用する医療用Ｘ線装置のように、小型のＸ線管装置を必要とするものに有効である。
また前記実施の形態では、ハウジング２内を区画せずにＸ線管３と高圧発生回路４やフィラメント加熱回路５等を収容したが、ハウジング２内をＸ線管室と制御室に区画して、Ｘ線管室にＸ線管３を、そして制御室に高圧発生回路４やフィラメント加熱回路５等を収容しても前記と同様な作用効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態になるＸ線管装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態になるＸ線管装置に採用したＸ線管及び放熱手段の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態になるＸ線管装置に採用した放熱手段の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    本体
２    ハウジング
３    Ｘ線管
３ｇ    陽極棒
４    高圧発生回路
５    フィラメント加熱回路
６    放熱手段
６ａ    放熱部材
６ｂ    蓄熱部材
６ｄ    隙間
９    冷却媒体
【図１】
0005194261.tif 000002
【図２】
0005194261.tif 000003
【図３】
0005194261.tif 000004