(57)【要約】      （修正有）【課題】機械的強度を高め改善された出力を有する回転管球Ｘ線管を提供する。【解決手段】Ｘ線に対しほぼ透過性のＸ線射出窓７を有するハウジング１を備え、ハウジング１が内側カバー２とこの内側カバーに固く結合された外側カバー４とを有し、内側カバー２と外側カバー４との間に冷却液を導通するための間隙３が形成されている回転管球Ｘ線管において、Ｘ線射出窓７がその内部に冷却液のための貫流可能な構造を有し、この構造を間隙３と結合し、機械的強度を改善する。【選択図】図１
2007109663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線に対しほぼ透過性のＸ線射出窓（７）を有するハウジング（１）を備え、ハウジング（１）が内側カバー（２）とこの内側カバーに固く結合された外側カバー（４）とを有し、内側カバー（２）と外側カバー（４）との間に冷却液を導通するための間隙（３）が形成されている回転管球Ｘ線管において、Ｘ線射出窓（７）がその内部に冷却液のための貫流可能な構造（８）を有し、この構造（８）は間隙（３）と結合されていることを特徴とする回転管球Ｘ線管。
【請求項２】
Ｘ線射出窓（７）が外側カバー（４）によって形成されたハウジング（１）の外面に、冷却液に対し通り抜け不可能な壁を有することを特徴とする請求項１記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項３】
Ｘ線射出窓（７）が外側カバー（４）から半径方向内側に向かって間隙（３）へ延びていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項４】
Ｘ線射出窓（７）が外側カバー（４）から間隙（３）を超えて内側カバー（２）まで延び、内側カバー（２）と力ロック式に結合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項５】
構造（８）が固い構造要素（１０）とその間に存在する空所（９）とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項６】
構造要素（１０）がハウジング（１）の周方向に規則的に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項７】
構造要素（１０）の数Ｎが次の関係
Ｔ/Ｎ  ＜＜  １/ｆ
Ｔ：回転管球の回転に関する回転時間
Ｎ：１回転あたりの構造要素の数
ｆ：画像読み出しレート
が成立するように選ばれることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項８】
構造（８）が、連通する孔空間を有する多孔性又は発泡性に構成された材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項９】
空所が溝（９）であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項１０】
溝（９）がハウジング（１）の回転軸（Ａ）にほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項１１】
Ｘ線射出窓（７）がハウジング（１）のリング状部分を形成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【請求項１２】
Ｘ線射出窓（７）が次の材料、SiSiC、SSiC、LP：SiC、Al、Mg、Ti、SiC、Al2O3、AlN、Si3N4のいずれか１つから作られていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の回転管球Ｘ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線に対しほぼ透過性のＸ線射出窓を有するハウジングを備え、ハウジングが内側カバーとこの内側カバーに固く結合された外側カバーとを有し、内側カバーと外側カバーとの間に冷却液を導通するための間隙が形成されている回転管球Ｘ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような回転管球Ｘ線管は知られている（例えば特許文献１参照）。この種の回転管球Ｘ線管においては、ハウジングの外側ケースはリング状のＸ線射出窓を有し、そのＸ線射出窓はＸ線に対し透過性の材料で作られている。外側カバーとこの外側カバーに固く結合された内側カバーとの間に形成された間隙中に冷却液が循環される。高い回転速度においては特に、冷却液は遠心力により生み出される高い圧力をＸ線射出窓に及ぼす。最大回転速度及びそれとともに回転管球Ｘ線管の出力は、とりわけＸ線射出窓の強度によって制限される。
【特許文献１】独国特許第10335664 B3号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、さらに改善された出力を有する回転管球Ｘ線管を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１の特徴により解決される。本発明の目的に適った実施形態は、請求項２〜１４の特徴から得られる。
【０００５】
本発明に従えば、Ｘ線射出窓はその内部に冷却液のための貫流可能な構造を有する。即ち、それに関してＸ線射出窓は厚く形成することが可能である。本発明に従い提起された貫流可能な構造は、その上Ｘ線射出窓の有効な冷却を可能にする。それとともに全体としてＸ線射出窓の強度を著しく高めることができる。そのことは他方、さらに高められた回転速度での回転管球Ｘ線管の駆動及びそれと同時に回転管球Ｘ線管の負荷耐性を可能にする。
【０００６】
有利な実施形態に従えば、ハウジングは内側カバー及びそれと固く結合された外側カバーを有し、その際内側カバーと外側カバーとの間には冷却液を導通させるための間隙が形成されている。冷却液はこの場合従ってハウジングと同じ回転速度で回転される。そのことは冷却液の正確な強制誘導及びそれとともに特に効果のある冷却を可能にする。内側カバーが外側カバーと回転しないように固く結合されていない回転管球Ｘ線管に比べて、その際生じる冷却液と内側カバーとの間の望ましくない摩擦は防止される。提起された回転管球Ｘ線管は、比較的低い駆動出力で回転させることができる。
【０００７】
別の実施形態に従えば、Ｘ線射出窓は外側カバーによって形成されたハウジングの外面に冷却液に対し通り抜け不可能な壁を有するよう定められる。このことは、外側カバーによって限定された液密の構造を可能にする。この場合、外側カバーがＸ線射出窓を通して漏れる冷却液を収容するための別のハウジングを備えるようなことは必要としない。
【０００８】
Ｘ線射出窓は目的に適うように、外側カバーから半径方向内側に向かって間隙内へ延びている。特に有利な実施形態に従えば、Ｘ線射出窓は外側カバーから間隙を越えて内側カバーまで延び、内側カバーと力ロック式に結合されている。それによって、Ｘ線射出窓の機械的に特に安定な構成を得ることができる。この提起された構成は、回転管球Ｘ線管の特に高い負荷耐性を可能にする。
【０００９】
間隙が貫流可能な構造と結合されると目的にかなっている。それによって、間隙中を流れる冷却液が構造を通り抜けるのが容易に可能である。貫流可能な構造に冷却液を供給するための特別の装置は必要としない。貫流可能な構造に間隙から直接冷却液を供給することができ、また貫流可能な構造から流出する冷却液は間隙に再び供給することができる。
【００１０】
別の実施形態に従えば、構造は固い構造要素とその間に存在する空所から形成することができる。固い構造要素はＸ線に対しほぼ透過性である。その間に存在する空所に比べて構造はもちろん若干低い透過度を有する。構造要素の各々は、Ｘ線窓の所定の半径方向部分にわたって延びている。その際構造要素はハウジングの周方向に規則的に配置されるのが目的にかなっている。この場合、構造要素は周方向に繰り返される幾何学的形状によって与えられ、この幾何学的形状は特に空所の配置によって生じる。構造要素及び空所が周方向に規則的に配置されると、Ｘ線射出窓から出るＸ線の画像発生を乱す変調を防止することができる。特に、吸収要素の数Ｎが次の関係が成立するように選ばれると有利である。
Ｔ/Ｎ ＜＜ １/ｆ
ここでＴは回転管球の回転に関する回転時間、Ｎは１回転当たりの構造要素の数、ｆは画像データ読み出しレートである。
【００１１】
上述の式を顧慮して構造要素を規則的ないし周期的に配置する場合には、構造が画像発生を妨害しないという保証が得られる。
【００１２】
特に簡単な実施形態に従えば、構造は、連通する孔空間を有する多孔性又は泡状に構成された材料から形成される。その際特に、Ｘ線に対しほぼ透過性の材料が選ばれる。提案された多孔性又は泡状の材料から作られた構造は特に安定であり、同時にＸ線射出窓の卓越した冷却を可能にする。その材料としては、金属、例えばアルミニウム、マグネシウム、チタン、セラミックス又はガラスが対象となり得る。
【００１３】
別の実施形態に従えば、構造は多数の溝を含む。その際溝はハウジングの回転軸にほぼ平行に配置することができる。この提起された溝を設けることは、特に金属から作られたＸ線射出窓の場合には比較的簡単に実施することができる。
【００１４】
Ｘ線射出窓はハウジングのリング状の部分を形成すると有利である。それによって製造費を低減することができる。
【００１５】
Ｘ線射出窓は以下の材料、即ちSiSiC、SSiC、LP：SiC、Al、Mg、Ti、SiC、Al2O3、AlN、Si3N4の１つから作ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
図１に示される回転管球Ｘ線管においては、ハウジング１は真空密の内側カバー２及び間隙３を形成するように内側カバー２を囲む外側カバー４を含む。間隙３内に示される矢印によって、間隙３内に収容された冷却液の流れの方向が示されている。内側カバー２及び外側カバー４は結合手段（図示せず）によって固く互いに結合され、その結果外側カバー４が回転すると内側カバー２及び間隙３内に収容された冷却液が同じ速度で回転される。符号５で陽極が示され、この陽極は内側カバー２と固く結合されているか、又は同じ構成要素である。陽極５から放射されるＸ線ビーム６はハウジング１をＸ線射出窓７の範囲で突き抜ける。符号Ａで回転管球Ｘ線管の軸が示されている。
【００１８】
図２はＸ線射出窓７の範囲において軸Ａに垂直な部分的断面を示す。例えばアルミニウムから作られる構造８は、外側カバー４から間隙３を超えて内側カバー２まで延びている。構造８は軸Ａに平行に延びる規則的に配置された溝９を有する。図の実施例においては、溝９の各々は４つの隣接した溝を有する。これらの溝９はそれぞれ半径ｒを有する。溝９間の間隔Abは、半径ｒの1.4〜2倍、好ましくは1.5〜1.8倍の大きさであるように選ばれるのが有利である。
【００１９】
構造８は外側カバー４及び内側カバー２と力ロック式に結合されている。例えば構造８はＸ線射出窓７の軸長手方向にわたって延びるリングを形成することができ、このリングは外側カバー４及び内側カバー２の部分と一体的な形成に作られている。しかしまた、構造８は外側カバー４と内側カバー２との間に形成された間隙３内へ挿入され、外側カバー４及び内側カバー２と例えば溶接又はろう付け等で力ロック式に結合されているようにしてもよい。
【００２０】
図３はＸ線射出窓７を通って軸Ａに垂直な部分横断面を示す。この例では構造８は連通する孔空間を有する焼結金属で形成される。「連通する孔空間」とは、冷却液が貫流し得る孔空間を意味する。焼結金属の代わりに連続気泡型のセラミックス、発泡金属などを使用することもできる。
【００２１】
構造８は、目的にかなうように構造要素と空所９とからなる規則的な模様を形成する。そのような規則的な模様は例えば図２に示されている。その際構造要素はそれぞれ構造８の符号１０で示される半径方向の部分に相応する。構造要素１０の数Ｎないしその大きさは、特に回転管球の回転に関する回転時間Ｔ及び画像データ読み出しレートｆに依存する既に述べた関係から生じるものが有利である。
【００２２】
図２から明らかなように、半径方向内側に存在する溝９の列と半径方向外側に存在する溝９の列とが設けられ、これらの溝はそれぞれ２つの互いに隣接する孔間の距離Abの半分だけ相互にずれている。それによって、Ｘ線射出窓７を透過するＸ線に対し僅かな度合いでのみ引き起こされる周期的な減衰が生じる。
【００２３】
提起されたＸ線射出窓７によって、高速回転においてＸ線射出窓７内に形成される圧縮力を補償することが簡単なやり方で達成される。その際溝９ないし空所の容積は溝９ないし空所を囲む構造要素１０の容積にほぼ等しいのが目的にかなうことが立証された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の回転管球Ｘ線管の部分断面の概略図である。
【図２】本発明の回転管球Ｘ線管の軸に垂直に第１のＸ線射出窓を通る部分断面図である。
【図３】本発明の回転管球Ｘ線管の軸に垂直に第２のＸ線射出窓を通る部分断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ハウジング
２  内側カバー
３  間隙
４  外側カバー
５  陽極
６  Ｘ線ビーム
７  Ｘ線射出窓
８  構造
９  溝
１０  構造要素
Ａ  軸
Ab  溝間の距離
ｒ  溝の半径
【図１】
2007109663.tif 000003
【図２】
2007109663.tif 000004
【図３】
2007109663.tif 000005