(57)【要約】【課題】接合体22の熱放出特性および電界強度緩和特性を向上できるＸ線管11を提供する。【解決手段】真空外囲器12内に陽極ターゲット17および陰極フィラメント19を配置する。陽極ターゲット17を支持体21の一端に支持し、支持体21の他端を真空外囲器12の絶縁外囲器14から突出させる。支持体21の他端と絶縁外囲器14とを接合体22で接合する。管容器28に絶縁外囲器14を収納し、管容器28内に絶縁材29を充填する。絶縁材29を介して管容器28に対向する接合体22の表面形状を曲面44に形成する。絶縁材29に接する接合体22の表面積を広くして接合体22の熱放出特性を向上でき、角部を無くして接合体22の電界強度緩和特性を向上できる。【選択図】図１
2009170333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にＸ線を透過する出力窓が設けられ、他端側に絶縁外囲器を有する真空外囲器と、
この真空外囲器内に配置される陽極ターゲットと、
この陽極ターゲットを一端に支持し、他端が前記真空外囲器の絶縁外囲器から外部に突出する支持体と、
前記真空外囲器内に設けられ、前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極フィラメントと、
前記真空外囲器の絶縁外囲器側を収納する管容器と、
この管容器内に充填された絶縁材と、
前記絶縁外囲器から突出する前記支持体の他端側でかつ表面が前記絶縁材に接する位置で前記絶縁外囲器と前記支持体とを接合し、前記絶縁材を介して前記管容器に対向する表面形状が曲面に形成された接合体と
を具備していることを特徴とするＸ線管。
【請求項２】
絶縁材を介して管容器に対向する接合体の表面形状が、複数の凸曲面と凹曲面とで形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線管。
【請求項３】
接合体は、支持体と同じ材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線管。
【請求項４】
支持体および接合体と管容器とを接続する放熱体を具備している
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のＸ線管。
【請求項５】
管容器を冷却する冷却手段を具備している
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載のＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発生するＸ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線管は、一端の平坦部分にＸ線を透過する出力窓が設けられた金属外囲器、およびこの金属外囲器の他端に接続された絶縁外囲器を有する真空外囲器を備えている。この真空外囲器の内部に、出力窓に対向して陽極ターゲットが配置されているとともに、陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極フィラメントが配置されている。
【０００３】
陽極ターゲットは支持体の一端に支持され、この支持体の他端側が絶縁外囲器から外部に突出され、この絶縁外囲器から突出する支持体の他端側が接合体により絶縁外囲器に接合されている。さらに、支持体の他端側には陽極ターゲットで発生して支持体に伝達された熱を放熱するための放熱体が接続されている。
【０００４】
支持体と絶縁外囲器を接合する接合体は、コバールを材料とする板材を絞り加工したものが用いられており、絶縁材を介して管容器に対向する先端部の幅が狭く、先端部が平面であるとともに角部を有する形状になっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００１−５０４９８８号公報（第１２−１３頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＸ線管の場合、支持体と絶縁外囲器を接合する接合体は、板材が用いられており、絶縁材を介して管容器に対向する先端部の幅が狭く、先端部に角部を有する形状であるため、陽極ターゲットで発生して支持体に伝達された熱をこの支持体に接合された接合体の先端部から絶縁材に効率良く放熱できないとともに、接合体の先端部の電界強度が高くなり、接合体の先端部から管容器の内面に向けて絶縁材を貫通する絶縁破壊が発生する問題がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、接合体の熱放出特性および電界強度緩和特性を向上できるＸ線管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一端にＸ線を透過する出力窓が形成された金属外囲器、およびこの金属外囲器の他端側に設けられた絶縁外囲器を有する真空外囲器と、この真空外囲器内に配置される陽極ターゲットと、この陽極ターゲットを一端に支持し、他端が前記真空外囲器の絶縁外囲器から外部に突出する支持体と、前記真空外囲器内に設けられ、前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極フィラメントと、前記真空外囲器の絶縁外囲器側を収納する管容器と、この管容器内に充填された絶縁材と、前記絶縁外囲器から突出する前記支持体の他端側でかつ表面が前記絶縁材に接する位置で前記絶縁外囲器と前記支持体とを接合し、前記絶縁材を介して前記管容器に対向する表面形状が曲面に形成された接合体とを具備しているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、絶縁材を介して管容器に対向する接合体の表面形状を曲面に形成したため、絶縁材に接する表面積を広くして接合体の熱放出特性を向上できるとともに、角部が無くなって電界強度緩和特性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に第１の実施の形態を示し、11は固定陽極型のＸ線管で、このＸ線管11は、内部を真空保持する真空外囲器12を備えている。この真空外囲器12は、Ｘ線管11の管軸に沿った軸方向の一端側の金属外囲器13と、真空外囲器12の高電圧絶縁部を構成する部分である他端側の絶縁外囲器14とを組み合わせて構成されている。
【００１１】
金属外囲器13は、その先端外径が徐々に細くなる筒状で、先端面が平坦に形成され、その平坦部分にＸ線を透過する出力窓15が設けられている。この出力窓15には、Ｘ線の減衰が少ない材料として例えばベリリウム（Ｂｅ）が使用されている。
【００１２】
絶縁外囲器14は、電気絶縁性セラミックスなどの絶縁材料で筒状に形成されている。
【００１３】
また、真空外囲器12の内部には、出力窓15に対向して陽極ターゲット17が配置され、この陽極ターゲット17の外側に収束電極18が配置され、この収束電極18の外側に陰極フィラメント19が配置されている。陰極フィラメント19は、収束電極18の外周部に固定されている。
【００１４】
また、真空外囲器12内の中心部には熱伝導率の高い銅などの材料で形成された支持体21が配置され、この支持体21の一端が収束電極18の内側に配置されるとともに先端で陽極ターゲット17を支持している。この支持体21の他端側は、絶縁外囲器14の他端側から外部に突出されるとともに、接合体22によって絶縁外囲器14に封止状態に結合されている。
【００１５】
支持体21の他端の端面には、支持体21の内部に形成された排気路23を通じて真空外囲器12内を排気するための排気管24が設けられているとともに、陽極ターゲット17に高電圧を印加するための高圧ケーブル25が接続される給電部26が設けられている。
【００１６】
また、真空外囲器12の絶縁外囲器14、および絶縁外囲器14から突出する支持体21の他端側などが、管容器28に収容されている。この管容器28の内部には、例えばシリコーン樹脂などのポッティング材である絶縁材29が充填されている。
【００１７】
また、絶縁外囲器14から突出する支持体21および接合体22と管容器28とを軸方向で接続しその内外周表面が絶縁材29と接触するように配置された放熱体31が配設されている。この放熱体31は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導特性および１０ｋＶ／ｍｍ以上の高電圧絶縁性を有するセラミックスで、例えば窒化アルミニウムを用いることにより、９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導率が得られる。
【００１８】
また、管容器28の側面および端面には、管容器28を冷却する冷却手段34が配設されている。冷却手段34としては、Ｘ線管11の入力に応じて例えば空冷式や液冷式、およびヒートパイプ式を選択できるが、維持管理が容易な空冷式、またはヒートパイプ式が好ましい。
【００１９】
また、接合体22は、支持体21と同じ熱伝導率の高い銅などの材料によってリング状に形成され、支持体21の外周面に接合する接合面41、絶縁外囲器14の外端面に接合される接合面42、および放熱体31に接合される接合面43を有している。接合面41および接合面42は支持体21および絶縁外囲器14にろう付け接合されている。絶縁材29を介して管容器28の内面に対向する接合体22の表面つまり外周面は、凸曲面である曲面44に形成され、角部の無い形状となっている。曲面44にすることにより、先端部が平面であるとともに角部を有する形状より電界強度が約４０％低下する。
【００２０】
そして、Ｘ線管11の動作時には、真空外囲器12内に収容された陰極フィラメント19と陽極ターゲット17との間に高電圧を印加することにより、陰極フィラメント19から電子が放出され、この電子が陰極フィラメント19と陽極ターゲット17との電位差で加速されて陽極ターゲット17に衝突し、Ｘ線が発生して真空外囲器12の出力窓15から放射される。
【００２１】
陽極ターゲット17への電子の衝突によって熱が発生し、この陽極ターゲット17の熱が、支持体21に伝わり、この支持体21の他端に接続されている接合体22を介して絶縁外囲器14、絶縁材29および放熱体31へ放散および伝熱され、および放熱体31を介して絶縁材29および管容器28などへ放散および伝熱される。絶縁材29や放熱体31から管容器28に伝達された熱は、管容器28の側面および端面を冷却する冷却手段34によって放熱される。
【００２２】
また、接合体22においては、絶縁材29を介して管容器28に対向する接合体22の表面形状を曲面44に形成しているため、絶縁材29に接する表面積を広くできて接合体22の熱放出特性を向上できるとともに、角部が無くなって電界強度緩和特性を向上できる。
【００２３】
しかも、接合体22は、支持体21と同じ熱伝導率の高い銅などの材料によって形成されており、放散や伝熱特性を向上できる。
【００２４】
さらに、接合体22を高熱伝導特性と高電圧絶縁性とを兼ねる放熱体31に接続することにより、支持体21からの熱を絶縁材29および管容器28や冷却手段34へ伝熱し易くなり、冷却効果が高められる。
【００２５】
また、接合体22は、図２に示す第２の実施の形態のように、絶縁材29を介して管容器28の内面に対向する接合体22の表面を、複数の凸曲面46と複数の凹曲面47とを交互に配列した形状に形成してもよい。すなわち、所謂フィン形状あるいは波形とし、各先端面を凸曲面46とし、各溝底面を凹曲面47としている。このような接合体22の表面形状とすることにより、絶縁材29に接する表面積をより広くでき、接合体22から絶縁材29への熱の放散および伝熱特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＸ線管の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すＸ線管の一部の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
11    Ｘ線管
12    真空外囲器
14    絶縁外囲器
15    出力窓
17    陽極ターゲット
19    陰極フィラメント
21    支持体
22    接合体
28    管容器
29    絶縁材
31    放熱体
34    冷却手段
44    曲面
46    凸曲面
47    凹曲面
【図１】
2009170333.tif 000003
【図２】
2009170333.tif 000004