(57)【要約】【課題】熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を提供する。【解決手段】陽極ターゲット１５と一体化され、回転可能に形成され真空外囲器１１と、真空外囲器１１を回転可能に保持するハウジング３と、冷却媒体が循環する循環路８と、陰極１３と、陰極１３を支持する支持部材１４と、軸受機構および真空シール機構と、回転駆動装置と、を備えている。支持部材１４は、高電圧配線部１４ｂと、高電圧供給端子１４ｃと、ハウジング３内に位置し、冷却媒体７に接する熱伝達促進部１６が設けられた側面１４ｆと、を有している。【選択図】図１
2009252648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極ターゲットと一体化され、回転可能に形成された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、前記真空外囲器を回転可能に保持するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、少なくとも前記陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置され、静止した陰極と、
前記陰極を支持する支持部材と、
前記真空外囲器並びにハウジング若しくはハウジングに固定された固定体の間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、を備え、
前記支持部材は、
前記陰極に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する熱伝達促進部が設けられた側面と、
を有したことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項２】
前記熱伝達促進部は、前記支持部材の側面に接合され、前記側面から外側に向かって突出した複数の突出部であることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項３】
前記熱伝達促進部は、前記支持部材の側面に接合された襞状の包囲体であることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項４】
前記熱伝達促進部は、前記支持部材の側面を形成する部材より高い熱伝達率を有していることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項５】
前記熱伝達促進部は、金属で形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項６】
前記熱伝達促進部は、前記支持部材の側面に形成された凹凸パターンであることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項７】
前記陰極に高電圧を与える高電圧コネクターをさらに備え、
前記支持部材は、前記高電圧供給端子とともに、前記ハウジング外部に露出した端面をさらに備え、
前記高電圧コネクターは、前記高電圧供給端子に電気的に接続され、
前記高電圧コネクターの電気絶縁材は、前記支持部材の端面に直接または間接的に密着されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項８】
前記支持部材の端面は、平面であることを特徴とする請求項７に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項９】
前記支持部材の端面は、前記ハウジング内部から外部に向かって凸な凸面であることを特徴とする請求項７に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１０】
前記支持部材の端面は、前記ハウジング内部から内部に向かって凹んだ凹面であることを特徴とする請求項７に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１１】
前記ハウジングは、前記循環路に繋がっているとともに前記支持部材の側面に対向した位置に形成された冷却媒体入り口を有している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１２】
前記真空シール機構は、磁性流体真空シール部材を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記冷却媒体を冷却する熱交換器と、
前記冷却媒体を、前記熱交換器を循環させるとともに前記ハウジング及び真空外囲器の間を循環させる循環ポンプと、をさらに備えている請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記冷却媒体は、前記ハウジングと前記真空外囲器との間において、不活性気体と接触するとともに、予め前記不活性気体が飽和状態で溶解されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１５】
前記冷却媒体は、主要な成分が水である水系冷却媒体であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１６】
前記水系冷却媒体の導電率は、１ｍＳ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１５に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１７】
電子が衝突することでＸ線を発生する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、
前記陽極ターゲット及び電子放出源を所定の減圧下で保持する真空外囲器と、
前記真空外囲器を収容し、前記真空外囲器との間に冷却液が循環可能に密閉するハウジングと、
前記ハウジングに前記電子放出源を固定する支持部材と、
前記真空外囲器を前記ハウジング内で回転可能に保持する保持部材と、
前記真空外囲器及び保持部材の間に位置し、前記真空外囲器内の圧力を維持しながら前記真空外囲器の前記ハウジング内での回転を可能とする真空シール部材と、を備え、
前記支持部材は、
前記電子放出電源に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する熱伝達促進部が設けられた側面と、
を有することを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１８】
陽極ターゲットと一体化され、回転可能に形成された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、前記真空外囲器を回転可能に保持するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、少なくとも前記陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置され、静止した陰極と、
前記陰極を支持する支持部材と、
前記真空外囲器並びにハウジング若しくはハウジングに固定された固定体の間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、
前記陰極に高電圧を与える高電圧コネクターと、を備え、
前記支持部材は、
前記陰極に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記高電圧供給端子とともに、前記ハウジング外部に露出した端面と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する熱伝達促進部が設けられた側面と、を備え、
前記高電圧コネクターは、前記高電圧供給端子に電気的に接続され、
前記高電圧コネクターの電気絶縁材は、前記支持部材の端面に直接または間接的に密着されたことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転陽極型Ｘ線管装置に関し、特に、熱の放出特性を向上させることができる回転陽極型Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転陽極型Ｘ線管装置は、大別すると以下に述べる２タイプに分かれる。
【０００３】
（１）タイプ１：回転陽極型Ｘ線管装置は、回転可能に支持された陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型Ｘ線管、回転陽極型Ｘ線管を収納するハウジングなどを備え、陽極ターゲットなどが発生する熱を放出するため、陽極ターゲット内部に冷却媒体を循環させる循環路が設けられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
陽極ターゲットの熱が短い熱パスを通じて冷却媒体に伝熱されるため、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができる。
【０００５】
（２）タイプ２：回転陽極型Ｘ線管装置は、軸線に関して回転可能であり、かつその一部が陽極ターゲットであり、かつ真空チャンバーである真空外囲器と、軸線のまわりに真空外囲器を回転させるための手段と、電子を生成させ、それを陽極ターゲットの軸線外の領域に集束させるために真空チャンバー内に取り付けられた陰極と、ハウジングとを備えている（例えば、特許文献３ないし特許文献６参照）。陰極にはハウジングの外部から高電圧が供給される。
【０００６】
陽極ターゲットの熱が短い熱パスを通じて冷却媒体に伝熱されるため、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができる。
【特許文献１】特公平５−２７２０５号公報
【特許文献２】特開２００６−５４１８１号公報
【特許文献３】特許第２５３９１９３号公報
【特許文献４】フランス国特許２５９９５５５−Ａ１号
【特許文献５】特許第２９２９５０６号
【特許文献６】米国特許第６３９６９０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（１）のように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、回転陽極型Ｘ線管の熱負荷が大きくなると、以下に述べる理由により、必要とされる冷却性能が十分に得られない場合がある。
【０００８】
ａ）回転する陽極ターゲット裏面の移動速度とそれに接する流体の移動速度との差（相対移動速度）が高いほど接触界面での熱伝達率が上昇するが、上述（１）の構造の場合、相対移動速度は陽極ターゲットの回転速度にあまり依存せず、ほとんど冷却媒体の流速に依存するのみであるためである。なぜならば、陽極ターゲットの回転に伴って冷却媒体もともに回転してしまうためである（特許文献２の場合）。
【０００９】
ｂ）冷却媒体は、流体抵抗が高い細いシャフト内部やターゲット内部に設けられた狭い流路を通して循環ポンプにより強制駆送されるため、冷却媒体の流速を高めることには限界がある。
【００１０】
ｃ）加えて、陽極ターゲットの内部に流路を設ける構造は、その複雑性に起因して製造コストの増加をもたらす。反面、特許文献２の図５に示される構造は、そのような流路が陽極ターゲット内部に設けられていないが、このようなシンプルな陽極ターゲット構造を採用した場合には、冷却性能は更に低下してしまう。
【００１１】
（２）のように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、（１）と同様に回転陽極型Ｘ線管の熱負荷が大きくなると、以下に述べる理由により、必要とされる冷却性能が十分に得られない場合がある。
【００１２】
ｄ）第１に、冷却性能が高い水系冷却媒体の使用が困難であり、冷却媒体として冷却性能が劣る絶縁油を使用せざるを得ないためである。すなわち、冷却媒体の存在する空間と陰極電位露出空間は互いに連通しているため、水系冷却媒体を使用すると、水蒸気の影響で陰極部の耐電圧性能が劣化し易くなることが原因である。
【００１３】
ｅ）また、真空チャンバー外部のソースから真空外囲器の壁部分を通じて陰極へ電流を供給するための摺動通電機構を設ける構造に起因して、焦点を多極化やパルス動作させるためのグリッド電極を追加するといった高機能化が困難となる。なぜならば、これらの高機能化に伴って摺動通電機構を多極化する必要があり、その結果一つ以上の摺動部を軸線外の周速度の大きい個所に設けることになってしまうからである。そうした場合には、摺動部の磨耗により摺動通電機構の寿命が短縮する。
【００１４】
この発明の目的は、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の態様による回転陽極型Ｘ線管装置は、
陽極ターゲットと一体化され、回転可能に形成された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、前記真空外囲器を回転可能に保持するハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、少なくとも前記陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置され、静止した陰極と、
前記陰極を支持する支持部材と、
前記真空外囲器並びにハウジング若しくはハウジングに固定された固定体の間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、を備え、
前記支持部材は、
前記陰極に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する熱伝達促進部が設けられた側面と、
を有したことを特徴とする。
【００１６】
この発明の他の態様による回転陽極型Ｘ線管装置は、
電子が衝突することでＸ線を発生する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、
前記陽極ターゲット及び電子放出源を所定の減圧下で保持する真空外囲器と、
前記真空外囲器を収容し、前記真空外囲器との間に冷却液が循環可能に密閉するハウジングと、
前記ハウジングに前記電子放出源を固定する支持部材と、
前記真空外囲器を前記ハウジング内で回転可能に保持する保持部材と、
前記真空外囲器及び保持部材の間に位置し、前記真空外囲器内の圧力を維持しながら前記真空外囲器の前記ハウジング内での回転を可能とする真空シール部材と、を備え、
前記支持部材は、
前記電子放出電源に電気的に接続された高電圧配線部と、
前記高電圧配線部に電気的に接続され、前記ハウジング外部に露出した高電圧供給端子と、
前記ハウジング内に位置し、前記高電圧配線部を囲み、前記冷却媒体に接する熱伝達促進部が設けられた側面と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を提供することができる。また、支持部材の側面に冷却媒体（冷却液）に接する熱伝達促進部が設けられているため、陰極からの熱が冷却媒体に放散して支持部材に接続された高電圧コネクターの温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置について詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、Ｘ線管装置１は、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置に組み込まれ、対象物すなわち非検査対象に対してＸ線を放射するものである。Ｘ線管装置１は、ハウジング３と、Ｘ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）５とを有している。Ｘ線管本体５は、ハウジング３に収容され、所定強度のＸ線を所定方向に向けて放射可能である。
【００２０】
Ｘ線管本体５は、冷却液７を介してハウジング３の所定の位置に収容されている。冷却液７は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が所定の大きさ未満に管理された非油脂系の冷却液（水系冷却媒体）である。なお、冷却液７としては、低電圧に対する絶縁性を確保し、かつ金属部品に対する腐食性を低減するために導電率が１ｍＳ／ｍ以下に設定された冷却媒体が用いられる。冷却媒体は、主として、水またはグリコールが所定量混合された水系媒体である。また、冷却媒体として水と混合されるグリコール類としては、例えばエチレングリコールやプロピレングリコール等が利用可能である。
【００２１】
冷却液７は、ハウジング３と真空外囲器１１との間において、不活性気体と接触するとともに、予め不活性気体が飽和状態で溶解されている。ここでは、冷却液７は、不活性気体であるヘリウム（Ｈｅ）ガスで飽和されている。
【００２２】
Ｘ線管本体５は、真空外囲器１１と、陰極（熱電子放出源）１３と、陽極ターゲット（回転陽極、アノード）１５と、を含んでいる。真空外囲器１１は、ハウジング３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。
【００２３】
真空外囲器１１の内部は、所定の真空度に保持されている。真空外囲器１１の内側には、陰極１３と、陽極ターゲット１５とが設けられている。真空外囲器１１は、陰極１３及び陽極ターゲット１５を所定の減圧下で保持している。陰極１３が、真空外囲器１１と独立に設けられている。陽極ターゲット１５は、真空外囲器１１の内側に、真空外囲器１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット１５は、陰極１３から放出された電子が衝突されることにより所定の波長のＸ線を放射する。
【００２４】
真空外囲器１１は、真空シール機構としての磁性流体真空シール部材５３と、軸受機構としてのベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材５５と、により保持されている。磁性流体真空シール部材５３は、ハウジング３の所定の位置に設けられた円筒状の固定部５１の内周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材５５は、固定部５１の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。なお、円筒状の固定部５１は、電気絶縁性の支持部材５７を介してハウジング３の真空外囲器保持部５９に、同心状（同軸状）に、固定されている。
【００２５】
陰極１３は、支持部材１４により支持されている。支持部材１４は、円筒状で電気絶縁性の陰極保持体１４ａを有している。陰極保持体１４ａの外周面に固定された固定部材６３と、真空外囲器保持部５９の円筒部分５９ａの内側の所定の領域とは、シール部材６１を介して固定される。上記したことから、陰極１３は、真空外囲器１１の内側の所定の位置に固定されている。
【００２６】
なお、固定部材６３は、シール部材６１と固定される側から離れた側に端部６３ａを有している。接続構体５１ａは、円筒状の固定部５１と接続されている。固定部５１は、真空外囲器１１の外側で真空外囲器１１を支持する。端部６３ａは、接続構体５１ａと、溶接部６５とにより接続（固定）されている。なお、陰極保持体１４ａには、ハウジング３の真空外囲器保持部５９を貫通する所定の長さが与えられている。
【００２７】
固定部材６３の形状は、ベローズ（蛇腹）状の円筒形状である。これにより、回転される真空外囲器１１の振動が、陰極１３に不所望に伝達されることが低減される。また、陰極保持体１４ａと円筒状の固定部５１または固定部５１とのより大きな組み立て誤差は吸収される。
【００２８】
陽極ターゲット１５を保持した真空外囲器１１の所定の位置に、複数の永久磁石６９が設けられている。複数の永久磁石６９は、接地極９の近傍で、真空外囲器１１の外径が陽極ターゲット１５を囲む部分の真空外囲器１１の外径よりも小さくなる部分（以下先端部と称する）１１ｄに設けられている。複数の永久磁石６９は、真空外囲器１１を回転させるための推進力（磁力）を受けるものである。
【００２９】
ハウジング３の所定の位置には、ステータコイル７１が設けられている。ステータコイル７１は、永久磁石６９と実質的に同軸状（同心状）となる。永久磁石６９は、真空外囲器１１の先端部１１ｄを囲むように設けられている。ステータコイル７１は、永久磁石６９に対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供するものである。ステータコイル７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されている。ここで、ステータコイル７１は回転駆動装置として機能している。
【００３０】
このようなＸ線管装置１においては、ステータコイル７１に所定の電流が供給されることで真空外囲器１１が所定の速度で回転され、真空外囲器１１の内側に設けられた陽極ターゲット（回転陽極）１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極１３から放射された電子が陽極ターゲット１５に衝突されることで、陽極ターゲット１５から所定の波長のＸ線が出力される。出力されたＸ線は、真空外囲器１１の円筒状部の所定の位置に規定された窓部１１ｂ及びハウジング３の円筒状部の所定の規定された窓部３ａから外部へ放射される。
【００３１】
なお、真空外囲器１１の軸受け部１１ａの近傍に設けられた冷却液入り口（冷却媒体入り口）５ｂを介して、ハウジング３内部に冷却液７が注入される。接地極９の近傍に設けられた冷却液出口５ｃから冷却液７が排出される。真空外囲器１１の外側のほとんどの領域とハウジング３の内側の所定の領域との間で、冷却液７が循環される。このため、磁性流体真空シール部材５３および真空外囲器１１内に組み込まれた陽極ターゲット１５は冷却される。
【００３２】
また、真空外囲器１１の内側、すなわち陰極１３と陽極ターゲット１５は、磁性流体真空シール部材５３により、所定の真空下に位置されている。磁性流体真空シール部材は、例えば、神山による「潤滑」第３０巻第８号ｐｐ７５〜７８に報告がある。
【００３３】
磁性流体真空シール部材を形成する際、まず、磁性体である軸もしくは非磁性体の軸を磁性体からなる円筒で覆った軸構造体の外周に所定量の磁性流体を用意する。ここで、磁性流体は、強磁性体の粒子を液体に分散させたコロイド溶液である。次いで、軸もしくは軸構造体に磁性片と永久磁石等を近接させて磁気回路を形成する。これにより、磁性流体を軸もしくは軸構造体の周囲にとどまらせることができる。磁性流体真空シール部材は、圧力（気圧）差を維持するシール材である。磁性流体真空シール部材を設けることは、高速で回転される真空外囲器１１内を所定の真空（減圧）下に維持するために有益である。
【００３４】
また、ハウジング３内に供給された冷却液７は、冷却器すなわちクーラーユニット７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。ポンプ７ｃは、冷却液７を、熱交換器７ｂを循環させるとともに冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃとの間、すなわち、ハウジング３内に形成された循環路８を循環させる。これにより、Ｘ線管装置１において発生する熱が、冷却液７を媒介として、ハウジング３の外部へ放出される。
【００３５】
上記したことから、冷却液７は、磁性流体真空シール部材５３と陽極ターゲット１５を効率よく冷却できる。なお、冷却液７の流路は、一般に金属で形成される固定部５１に接して流れるよう工夫されている。
【００３６】
また、真空外囲器１１の所定の位置に、濡れ性低減フランジ１１ｅが設けられている。濡れ性低減フランジ１１ｅは、ハウジング３の固定部５１の一端部５１ｂに近接する真空外囲器１１の陽極ターゲット１５の近傍に設けられている。濡れ性低減フランジ１１ｅにより、端部１１ｃに一体的に設けられている。濡れ性低減フランジ１１ｅは、ベアリング部材５５および磁性流体真空シール部材５３に、冷却液７が回り込むことを低減させることが可能となる。濡れ性低減フランジ１１ｅ及び固定部５１の一端部５１ｂは、これらの間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間５ｄを提供する。このため、濡れ性低減フランジ１１ｅ及び一端部５１ｂは、冷却液７が真空外囲器１１の内側に入り込むことを抑止できる。これにより、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込み、磁性流体真空シール部材５３の性能（能力）が不所望に低下することが防止される。
【００３７】
なお、接触角が比較的大きな液体としての冷却液７を冷却媒体として用いる場合、濡れ性の低い隙間５ｄは一定の大きさよりも小さく規定されている。これにより、隙間（５ｄ）への冷却液７の入り込みは抑止される。但し、この実施例においては、冷却媒体として、水またはグリコールが混合された媒体が用いられている。この場合、接触角を大きくするために、真空外囲器１１のフランジ１１ｅおよび固定部５１の一端部５１ｂに、樹脂等をコーティングすることが好ましい。これにより、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込み、磁性流体真空シール部材５３の性能（能力）が不所望に低下することが防止される。
【００３８】
また、ベアリング部材５５のうちの磁性流体真空シール部材５３から離れた側のベアリング部材はシール型である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込むことを、抑止できる。
【００３９】
また、詳述しないが、図１に示した回転陽極型Ｘ線管装置において、クーラーユニット７ａは、着脱自在の配管ジョイントを介してハウジング３と接続されている。
【００４０】
ここで、支持部材１４及び支持部材１４に接続される高電圧コネクター３０について説明する。
【００４１】
支持部材１４は、陰極保持体１４ａの他、高電圧配線部１４ｂと、高電圧供給端子１４ｃと、板部１４ｄ、端面１４ｅと、側面１４ｆとを有している。陰極保持体１４ａ及び板部１４ｄは一体であり、ここでは、一体成形されている。
【００４２】
高電圧配線部１４ｂは、陰極１３に電気的に接続されている。高電圧配線部１４ｂは、陰極保持体１４ａの内部に位置している。高電圧供給端子１４ｃは、高電圧配線部１４ｂに電気的に接続され、ハウジング３外部に露出している。板部１４ｄは、接地極９が設けられる側と反対の側で、ハウジング３の開口部を閉塞している。板部１４ｄ及び陰極保持体１４ａは、セラミクスによって形成され、互いに接合されている。高電圧供給端子１４ｃは板部１４ｄを貫通している。
【００４３】
板部１４ｄの端面１４ｅは、高電圧供給端子１４ｃとともにハウジング３外部に露出している。ここでは、端面１４ｅは平面である。陰極保持体１４ａの側面１４ｆはハウジング３内に位置し、高電圧配線部１４ｂを囲み、冷却液７に接する熱伝達促進部１６を設けている。より詳しくは、側面１４ｆは、固定部材６３と対向した個所より板部１４ｄ側に位置した側面全体である。
【００４４】
図１及び図２に示すように、この実施の形態において、熱伝達促進部１６は、側面１４ｆに接合され、側面１４ｆから外側に向かって突出している複数の突出部１６ａである。ここでは、突出部１６ａは、高電圧配線部１４ｂの延出した方向に直交した方向に延出している。突出部１６ａは、高電圧配線部１４ｂの延出した方向に沿った方向に互いに隙間を置いて配置されている。突出部１６ａは、金属によって形成されている。
【００４５】
なお、この実施の形態において、突出部１６ａは、側面１４ｆにろう付けされている。このため、突出部１６ａは、側面１４ｆを覆うメタライズ層１７ａ及びメタライズ層１７ａを覆うろう材１７ｂを介して側面１４ｆに接合されている。
【００４６】
高電圧コネクター３０は、陰極１３に高電圧を与えるためのものである。高電圧コネクター３０は、蓋部３１と、蓋部３１に充填されたエポキシ樹脂３２と、エポキシ樹脂３２及び端面１４ｅ間に位置した電気絶縁材としてのシリコーンプレート３３と、高電圧ケーブル３４とを有している。シリコーンプレート３３は開口部を有している。
【００４７】
高電圧ケーブル３４は、エポキシ樹脂３２で覆われ、高電圧供給端子１４ｃと対向している。蓋部３１はボルト３５によりハウジング３に取付けられている。高電圧供給端子１４ｃは、シリコーンプレート３３の開口部を介して高電圧ケーブル３４に接続されている。シリコーンプレート３３は端面１４ｅに密着されている。
【００４８】
次に、真空外囲器保持部５９について説明する。
【００４９】
真空外囲器保持部５９は、冷却液７の流れる流路として、第１流路ｔ１、第２流路ｔ２及び第３流路ｔ３を有している。第１流路ｔ１は、ハウジング３付近に位置し、冷却液７を冷却液入り口５ｂ側から冷却液出口５ｃ側に流すためのものである。第１流路ｔ１は、真空外囲器保持部５９の一部を貫通して形成され、循環路８を形成している。
【００５０】
第２流路ｔ２は、陰極保持体１４ａ付近に位置し、冷却液７を冷却液入り口５ｂ側から陰極保持体１４ａの側面１４ｆ及び固定部材６３で囲まれた領域側に流すためのものである。第２流路ｔ２は、真空外囲器保持部５９の一部を貫通して形成され、循環路８を形成している。
【００５１】
第３流路ｔ３は、冷却液７を陰極保持体１４ａ及び固定部材６３で囲まれた領域側から第１流路ｔ１に流すためのものである。第３流路ｔ３は、真空外囲器保持部５９の一部を貫通して形成され、循環路８を形成している。側面１４ｆ及び固定部材６３で囲まれた領域も循環路８を形成している。
【００５２】
上記したように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、陰極保持体１４ａの側面１４ｆは、ハウジング３に充填された冷却液に７に浸され、接している。陰極保持体１４ａを冷却することにより、高電圧コネクター３０の変形を抑制することができ、高電圧コネクター及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を抑制することができる。さらに、この実施の形態の回転陽極型Ｘ線管装置によれば、陰極保持体１４ａの側面１４ｆに熱伝達促進部１６である複数の突出部１６ａが設けられているため、突出部１６ａを設けない場合に比べ冷却液７と接する表面積が増える。つまり、陰極保持体１４ａを一層冷却することができ、高電圧コネクター３０の変形を一層抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を一層抑制することができる。
【００５３】
この実施の形態において、突出部１６ａが高電圧配線部１４ｂの延出した方向に直交した方向に延出している例について説明したが、この例に限らず、突出部１６ａは、他の方向に延出していても良く、互いに異なる複数の方向に延出していても良い。また、突出部１６ａは、高電圧配線部１４ｂの延出した方向に直交した方向に延出しているとともに高電圧配線部１４ｂの延出した方向に沿って延出して形成され、陰極保持体１４ａの中心軸を中心に所定の角度ずつずれて位置していても良い。このように突出部１６ａを形成しても、冷却液７と接する側面１４ｆの表面積より側面１４ｆ及び突出部１６ａの総表面積の方が大きいため、高電圧コネクター３０の変形を抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を抑制することができる。
【００５４】
また、水系の冷却媒体を使用して熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、回転陽極型Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。
【００５５】
水系の冷却液７は熱伝達率が最も高いため、高電圧絶縁部材に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。勿論同じ理由により、水系の冷却液７を使用することにより、真空外囲器１１と一体的に設けられた陽極ターゲット１５の熱を最も敏速に取り除くことができる。
【００５６】
また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、回転陽極型Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。
【００５７】
陰極支持体１４ａの端面１４ｅは、平面であるため、回転陽極型Ｘ線管装置をコンパクトに形成することができる。この例に限らず、端面１４ｅは、ハウジング３内部から外部に向かって凸な凸面であっても良く、ハウジング３内部から内部に向かって凹んだ凹面であっても良い。端面１４ｅが平面である場合に比べ、回転陽極型Ｘ線管装置がかさばるものの、電気絶縁ゴム３６と端面１４ｅとの良好な密着性を実現することができる。
【００５８】
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。さらには、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。
【００５９】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は、上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６０】
図３及び図４に示すように、熱伝達促進部１６は、陰極支持部材１４ａの側面１４ｆに接合された襞状の包囲体１６ｂである。包囲体１６ｂは、それぞれＶ字形の断面を有し、高電圧配線部１４ｂの延出した方向に沿って延び、側面１４ｆから外側に向かって突出し、高電圧配線部１４ｂを中心に側面１４ｆの周りに互いに隣接して並べられた複数の凸部で形成されている。この包囲体１６ｂは、金属によって形成されている。
【００６１】
上記したように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、陰極保持体１４ａの側面１４ｆは、ハウジング３に充填された冷却液に７に浸され、接している。陰極保持体１４ａを冷却することにより、高電圧コネクター３０の変形を抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を抑制することができる。さらに、第２の実施の形態の回転陽極型Ｘ線管装置によれば、陰極保持体１４ａの側面１４ｆに熱伝達促進部１６である包囲体１６ｂが設けられているため、包囲体１６ｂを設けない場合に比べ冷却液７と接する表面積が増える。つまり、陰極保持体１４ａを一層冷却することができ、高電圧コネクター３０の変形を一層抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を一層抑制することができる。
【００６２】
第２の実施の形態において、熱伝達促進部１６である包囲体１６ｂの形状は、上記した例に限定されるものではなく、種々変形可能である。包囲体１６ｂの形状を変えても、冷却液７と接する側面１４ｆの表面積より側面１４ｆ及び包囲体１６ｂの総表面積の方が大きいため、高電圧コネクター３０の変形を抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を抑制することができる。
【００６３】
また、水系の冷却媒体を使用して熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、回転陽極型Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。
【００６４】
水系の冷却液７は熱伝達率が最も高いため、高電圧絶縁部材に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。勿論同じ理由により、水系の冷却液７を使用することにより、真空外囲器１１と一体的に設けられた陽極ターゲット１５の熱を最も敏速に取り除くことができる。
【００６５】
また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、回転陽極型Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。
【００６６】
陰極支持体１４ａの端面１４ｅは、平面であるため、回転陽極型Ｘ線管装置をコンパクトに形成することができる。この例に限らず、端面１４ｅは、ハウジング３内部から外部に向かって凸な凸面であっても良く、ハウジング３内部から内部に向かって凹んだ凹面であっても良い。端面１４ｅが平面である場合に比べ、回転陽極型Ｘ線管装置がかさばるものの、電気絶縁ゴム３６と端面１４ｅとの良好な密着性を実現することができる。
【００６７】
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。さらには、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。
【００６８】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置について詳細に説明する。この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６９】
図５に示すように、熱伝達促進部１６は、陰極支持部材１４ａの側面１４ｆに形成された凹凸パターン１６ｃである。ここでは、凹凸パターン１６ｃは、側面１４ｆから内側に凹んで形成される複数の凹部によって形成される。
【００７０】
上記したように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、陰極保持体１４ａの側面１４ｆは、ハウジング３に充填された冷却液７に浸され、接している。陰極保持体１４ａを冷却することにより、高電圧コネクター３０の変形を抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を抑制することができる。さらに、第３の実施の形態の回転陽極型Ｘ線管装置によれば、陰極保持体１４ａの側面１４ｆに熱伝達促進部１６である凹凸パターン１６ｃが形成されているため、凹凸パターンが形成されていない場合に比べ、冷却液７と接する表面積が増える。つまり、陰極保持体１４ａを一層冷却することができ、高電圧コネクター３０の変形を一層抑制することができ、高電圧コネクター及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を一層抑制することができる。
【００７１】
第３の実施の形態において、熱伝達促進部１６である凹凸パターン１６ｃが側面１４ｆから内側に凹んで形成される複数の凹部によって形成される例について説明したが、この例に限らず、凹凸パターン１６ｃは、側面１４ｆから外側に向かって形成される複数の凸部によって形成しても良く、複数の凹部及び複数の凸部によって形成しても良い。なお、上記凹凸パターン１６ｃの形状は上記した例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記凹部や凸部の断面形状はコの字形に限らず、Ｖ字形等であっても良い。このように凹凸パターン１６ｃを形成しても、冷却液７と接する凹凸パターン１６ｃが形成されていない側面１４ｆの表面積より、凹凸パターン１６が形成された側面１４ｆの表面積の方が大きいため、高電圧コネクター３０の変形を抑制することができ、高電圧コネクター３０及び端面１４ｅの密着界面に沿った放電を抑制することができる。
【００７２】
また、水系の冷却媒体を使用して熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、回転陽極型Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。
【００７３】
水系の冷却液７は熱伝達率が最も高いため、高電圧絶縁部材に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。勿論同じ理由により、水系の冷却液７を使用することにより、真空外囲器１１と一体的に設けられた陽極ターゲット１５の熱を最も敏速に取り除くことができる。
【００７４】
また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、回転陽極型Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。
【００７５】
陰極支持体１４ａの端面１４ｅは、平面であるため、回転陽極型Ｘ線管装置をコンパクトに形成することができる。この例に限らず、端面１４ｅは、ハウジング３内部から外部に向かって凸な凸面であっても良く、ハウジング３内部から内部に向かって凹んだ凹面であっても良い。端面１４ｅが平面である場合に比べ、回転陽極型Ｘ線管装置がかさばるものの、電気絶縁ゴム３６と端面１４ｅとの良好な密着性を実現することができる。
【００７６】
上記したことから、熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。さらには、長期にわたって高電圧コネクターの絶縁性を確保できる回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。
【００７７】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００７８】
例えば、突出部１６ａ及び包囲体１６ｂ等、側面１４ｆに設けられる熱伝達促進部１６は、金属に限らず、支持部材１４の側面１４ｆを形成する部材より高い熱伝達率を有した材料で形成されていれば上述した効果を得ることができる。但し、側面１４ｆに熱伝達促進部１６を設けた場合、表面積が大きくなるため、場合によっては、熱伝達促進部１６は、支持部材１４の側面１４ｆを形成する部材と同等以下の熱伝達率を有した材料で形成されていても上述した効果を得ることができる。
【００７９】
冷却媒体７は、水系に限らず、絶縁油を使用したり、空気等のガス体を使用することも可能である。ベアリング部材は、ボールベアリングやロールベアリング等の転がり軸受け以外にすべり軸受けや磁気軸受けを使用することも可能である。固定部５１は、電気絶縁部材を介してハウジングに直接固定されている。しかし、弾性部材、制振部材又は吸収部材が、電気絶縁部材及びハウジング間、又は電気絶縁部材及び固定部５１間に配置されていても良い。これにより、回転部の回転に伴うＸ線管装置の振動をより低減させることも可能である。高電圧コネクター３０の電気絶縁材は、支持部材１４の端面１４ｅに直接または間接的に密着されていれば良い。
【００８０】
この発明は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線診断装置に使用される回転陽極型Ｘ線管装置に限定されるものではなく、全ての回転陽極型Ｘ線管装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略分解断面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った上記回転陽極型Ｘ線管装置の拡大断面図であり、特に陰極支持体及び突出部を示す図。
【図３】図３は、この発明の第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略分解断面図。
【図４】図４は、図３の線Ｂ−Ｂに沿って上記回転陽極型Ｘ線管装置の拡大断面図であり、特に陰極支持体及び突出部を示す図。
【図５】図５は、この発明の第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略分解断面図。
【符号の説明】
【００８２】
１…Ｘ線管装置、３…ハウジング、５…Ｘ線管本体、３ａ…（Ｘ線管本体の）窓部、５ｂ…（Ｘ線管本体の）冷却液入り口、５ｃ…（Ｘ線管本体の）冷却液出口、５ｄ…（Ｘ線管本体の）濡れ性の低い隙間、７…冷却液（水系冷却媒体）、７ａ…冷却器（クーラーユニット）、７ｂ…熱交換器、７ｃ…ポンプ、８…循環路、１１…真空外囲器、１１ｂ…（真空外囲器の）窓部、１１ｃ…（真空外囲器の）端部、１１ｄ…（真空外囲器の）先端部、１１ｅ…（真空外囲器の）濡れ性低減フランジ、１３…陰極、１４…支持部材、１４ａ…陰極保持体、１４ｂ…高電圧配線部、１４ｃ…高電圧供給端子、１４ｄ…板部、１４ｅ…端面、１４ｆ…側面、１５…陽極ターゲット、１６…熱伝達促進部、１６ａ…突出部、１６ｂ…包囲体、１６ｃ…凹凸パターン、１７ａ…メタライズ層、１７ｂ…ろう材、３０…高電圧コネクター、３１…蓋部、３２…エポキシ樹脂、３３…シリコーンプレート、３４…高電圧ケーブル、５１…（円筒状の）固定部、５１ａ…（円筒状の固定部の）接続構体、５３…磁性流体真空シール部材、５５…ころがり軸受け（ベアリング）、５７…支持部材、５９…真空外囲器保持部、５９ａ…（真空外囲器保持部の）円筒部分、６１…シール部材、６３…固定部材、６５…溶接部、６９…永久磁石、７１…ステータコイル。
【図１】
2009252648.tif 000003
【図２】
2009252648.tif 000004
【図３】
2009252648.tif 000005
【図４】
2009252648.tif 000006
【図５】
2009252648.tif 000007