(57)【要約】【課題】長時間連続して使用することができる小型のＸ線発生装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管球１と絶縁油２とを収納する封入容器４からなるＸ線発生装置において、Ｘ線管球１のアノード電極１０と封入容器４との間に、窒化アルミニウム製の伝熱器３を密着して設ける。【選択図】    図１
2007080568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の封入容器内に端部にアノード電極を有するＸ線管球を収納し、
前記封入容器内に絶縁油を充填したＸ線発生装置において、
前記アノード電極に発生した熱を伝達する伝熱器を前記アノード電極と前記封入容器の内面とに密着して設けたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記伝熱器は窒化アルミニウムにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
両端部にカソード電極とアノード電極とを有するＸ線管球と、
前記Ｘ線管球が浸漬する絶縁油と、
前記Ｘ線管球と前記絶縁油とを収納する金属製の封入容器とからなるＸ線発生装置であって、
前記Ｘ線管球は、
側面を外囲する中空円筒形状の絶縁体及び遮へい体と、
前記カソード電極を覆うコップ状の絶縁体及び第１のコップ状の遮へい体と、
前記アノード電極と前記封入容器とに密着して設けられた窒化アルミニウム製の伝熱器と、
前記アノード電極と前記伝熱器とを覆う第２のコップ状の遮へい体と、を備え、
前記封入容器は、外側面に放熱板を備えた、Ｘ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線発生装置に関し、特に医療検査等に使用される小型のＸ線発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線発生装置は、真空のガラス容器であるＸ線管球に封入された陽極（アノード）と陰極（カソード）の間に高電圧を印加して、カソードから放出された熱電子をアノードに衝突させることによりＸ線を発生させるものである。
【０００３】
このとき、アノードに衝突する熱電子のエネルギーのほとんどは熱に変換されるため、Ｘ線管球は加熱されて高温になり、ついには破損に至ることになる。そのため、一般的なＸ線発生装置においては、Ｘ線管球を冷却するための冷却システムが設けられている。
【０００４】
従来のＸ線発生装置のうち医療検査等に用いられる小型の装置の構造を図３に示す。図３は、Ｘ線発生装置の側面からの断面図である。
【０００５】
このＸ線発生装置は、Ｘ線管球４０と絶縁油４１を収納する金属製の封入容器４２から主に構成され、下部に設置されている高電圧発生装置４８によりＸ線管球４０の両極に高電圧を印加して、Ｘ線放射口４３を通じて上方に置かれた対象物にＸ線を照射するようになっている。
【０００６】
Ｘ線管球４０の側面は、Ｘ線放射口４３を除いて高電圧を絶縁するための円筒形の絶縁スリーブ４４と、散乱Ｘ線を遮へいするための同じく円筒形の遮へい体４５とに覆われており、それら全体が絶縁油４１の中に浸漬するように設置されている。
【０００７】
また、封入容器４２の内面には高電圧を絶縁するための絶縁板４６が、外面には散乱Ｘ線を遮へいするための遮へい板４７がそれぞれ設けられている。
【０００８】
このようなＸ線発生装置においてＸ線管球４０のアノード電極４９等に発生した熱は、まず周囲に充填されている絶縁油４１へ伝わり、それにより昇温された絶縁油４１が部分的に対流を起こして、封入容器４２に熱を伝えることにより外部へ放出されることになる。
【０００９】
なお、高温によるＸ線管球４０の万一の破損を防止するため、Ｘ線発生装置には図示しないインターロック機構が設けられており、Ｘ線管球４０の温度が所定のしきい値を超えた場合には、高電圧発生装置４８が遮断されてＸ線発生装置が自動的に停止されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
最近の医療検査の現場においては、患者数の大幅な増加や、Ｘ線を連続してパルス照射する検査手法の導入などにより、小型のＸ線発生装置を長時間連続して使用したいというニーズが高まっている。
【００１１】
しかし、従来のＸ線発生装置では、外部に新たな冷却システムを設けない場合には、上述のようにＸ線管球の冷却を絶縁油を介して行っているため冷却性能に限界があり、長時間の使用等によりＸ線管球がしきい温度を超えてしまった場合には、インターロックがかかって装置が停止してしまい、Ｘ線管球の温度が下がるまでしばらく待たなければならないという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、従来のＸ線発生装置のサイズを大きく変えることなく冷却性能を向上させることにより、長時間連続して使用することができるＸ線発生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明は、金属製の封入容器内に端部にアノード電極を有するＸ線管球を収納し、前記封入容器内に絶縁油を充填したＸ線発生装置において、
前記アノード電極に発生した熱を伝達する伝熱器を前記アノード電極と前記封入容器の内面とに密着して設けたことを特徴とするＸ線発生装置である。
【００１４】
上記のように構成された発明によれば、Ｘ線管球の熱のほとんどを発生するアノード電極から伝熱器を介して直接的に封入容器へ熱を伝達するため、従来よりも装置全体の大きさをほとんど変えることなく、冷却性能を格段に向上させることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記伝熱器は窒化アルミニウムにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置である。
【００１６】
窒化アルミニウムは熱伝導性及び絶縁耐性に優れているため、伝熱器の材料として好ましい。
【００１７】
更に本発明は、両端部にカソード電極とアノード電極とを有するＸ線管球と、前記Ｘ線管球が浸漬する絶縁油と、前記Ｘ線管球と前記絶縁油とを収納する金属製の封入容器とからなるＸ線発生装置であって、前記Ｘ線管球は、側面を外囲する中空円筒形状の絶縁体及び遮へい体と、前記カソード電極を覆うコップ状の絶縁体及び第１のコップ状の遮へい体と、
前記アノード電極と前記封入容器とに密着して設けられた窒化アルミニウム製の伝熱器と、前記アノード電極と前記伝熱器とを覆う第２のコップ状の遮へい体とを備え、前記封入容器は、外側面に放熱板を備えたＸ線発生装置である。
【００１８】
上記のように構成された発明によれば、冷却性能を大幅に向上させるとともに、Ｘ線管球からの散乱Ｘ線の漏洩を効率的に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るＸ線発生装置においては、Ｘ線管球に発生する熱の大部分が放出されるアノード電極と封入容器の間に伝熱器を配置することにより、Ｘ線管球からの熱が直接的に封入容器に伝達するようにしたため、Ｘ線発生装置の冷却性能が大幅に向上し、長時間の連続した使用をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本発明に係るＸ線発生装置を図１に示す。図１はＸ線発生装置の構造を示す側部からの断面図である。
【００２１】
このＸ線発生装置は、上方に置かれた図示しない被験者等に対してＸ線を照射するものであり、Ｘ線管球１、絶縁油２及び伝熱器３を収納する金属製の封入容器４から主に構成され、その下部には高電圧発生装置５が設置されている。
【００２２】
Ｘ線管球１は、Ｘ線を放射するＸ線放射口６が封入容器４の上面に対向するように絶縁油２の中に浸漬して設置されている。
【００２３】
Ｘ線管球１のＸ線放出口６を除く側面は、内側を放電防止のための中空円筒形状の絶縁スリーブ７に、外側を散乱Ｘ線の遮へいのための同じく中空円筒形状の遮へい体８とにより二重に覆われている。
【００２４】
また、Ｘ線管球１は両端部にカソード電極９とアノード電極１０を有しており、それぞれ下部にある高電圧発生装置５と電気的に接続されている。
【００２５】
カソード電極９の周囲は、Ｘ線管球１の側面と同様に、コップ状の絶縁体カップ１１とカソード用の遮へいカップ１２により二重に覆われているが、アノード電極１０については伝熱器３が止めネジ１４により直接取り付けられており、その周囲をコップ状のアノード用遮へいカップ１３が覆っている。
【００２６】
伝熱器の構造を図１及び図２に基づいて説明する。図２は伝熱器を示しており、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図である。
【００２７】
伝熱器３は中心部に凹部３２をもつ肉厚のカップ状の形状を有し、その凹部３２の中心に設けられた漏斗状の貫通孔３１を介して凹部３２側から挿入される止めネジ１４により、アノード電極１０の端部と下面側（図２（ｃ））を接するように固定される。
【００２８】
伝熱器３の外周の凸部３２には複数の固定用ネジ穴３３が設けられており、伝熱器３は封入容器４の外部からアノード用遮へいカップ１３を貫通して挿入される固定用ネジ１５と固定用ネジ穴３３が螺合することにより封入容器４に固定される。
【００２９】
なお、伝熱器３とアノード電極１０又は封入容器４との固定方法は、上記のネジを用いた機械的な固定方法に限られるものではなく、耐熱性の接着剤などによるものでもよい。
【００３０】
この伝熱器３は、熱伝導性及び絶縁耐性に優れている必要があることから、窒化アルミニウム又はその含有物を用いて形成することが好ましい。
【００３１】
絶縁油２は、Ｘ線管球１からの徐熱及び高電圧による放電防止を役目とし、封入容器４内の空隙に充填されている。
【００３２】
また、封入容器４の外側には、アルミ製の放熱板１５が設置されている。
本発明に係るＸ線発生装置における冷却に関する作用を以下に説明する。
【００３３】
高電圧発生装置５によりカソード電極９とアノード電極１０の間に高電圧が印加されると、カソード電極９から放出された熱電子が、ターゲットに衝突することによりＸ線が発生する。このとき、発生する熱の９０％以上はターゲットに接続するアノード電極１０から発生する。
【００３４】
アノード電極１０から発生した熱は、伝熱器３を通じてアノード用遮へいカップ１３を介して封入容器４へと伝達される。この熱伝達は固体間の直接接触によるものであるため、従来の絶縁油の対流のみによる熱伝達よりもはるかに大きな熱を短時間で伝えることができる。
【００３５】
アノード電極１０以外の部分から発生した熱は、従来と同じく絶縁油２を介して封入容器４に伝えられる。
【００３６】
これらの封入容器４に伝えられた熱は、アルミニウム製の放熱板１５を通じて外部へ放熱される。
【００３７】
このようにして、Ｘ線発生装置のサイズを大きく変えることなく冷却性能を向上させることができる。
【００３８】
なお、本Ｘ線発生装置においては、Ｘ線管球１から発生する散乱Ｘ線をコップ状の遮へいカップ（１１、１３）を用いることにより効果的に遮へいしているため、従来のように封入容器の外面全体を遮へい板で覆う必要がなく、Ｘ線発生装置の軽量化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るＸ線発生装置の断面図である。
【図２】伝熱器の構造を示す図面であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図である。
【図３】従来のＸ線発生装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  Ｘ線管球
２  絶縁油
３  伝熱器
４  封入容器
５  高電圧発生装置
６  Ｘ線放出口
７  絶縁スリーブ
８  遮へい体
９  カソード電極
１０  アノード電極
１１  絶縁カップ
１２  カソード側遮へいカップ
１３  アノード側遮へいカップ
１４  止めネジ
１５  固定ネジ
３０  凹部
３１  貫通孔
３２  凸部
３３  固定ネジ孔
４０  Ｘ線管球
４１  絶縁油
４２  封入容器
４３  Ｘ線放出口
４４  絶縁スリーブ
４５  遮へい体
４６  絶縁板
４７  遮へい板
４８  高電圧発生装置
４９  アノード電極
【図１】
2007080568.tif 000003
【図２】
2007080568.tif 000004
【図３】
2007080568.tif 000005