冷却機
【課題】断層撮影の高速化に伴う回転時の遠心力と慣性力に対する耐性が向上したＣＴ装置用冷却機を実現する。
【解決手段】ＣＴ装置用冷却機においては、排気口を有するベースが回転体に固定され、ポンプ装置がベース上に配置されている。筐体がベース上に排気空間を規定し、Ｘ線発生器と配管で連結されるラジエータ・ユニットが吸気導入口を規定している。冷却ファン装置がベースに固定され、ラジエータ・ユニットを介して吸気している。支持構造体がベースに固定され、ラジエータ・ユニットを回転中心軸側に向けるように屋根型に突出させている。ベース固定部から筐体の頂部への高さがベース固定部間の距離より小さく、支持構造体固定部からのラジエータ・ユニット頂部への高さが支持構造体固定部間の距離より小さく、固定台座固定部からのラジエータ・ユニット頂部への高さが固定台座固定部間の距離より小さく設定される。
【解決手段】ＣＴ装置用冷却機においては、排気口を有するベースが回転体に固定され、ポンプ装置がベース上に配置されている。筐体がベース上に排気空間を規定し、Ｘ線発生器と配管で連結されるラジエータ・ユニットが吸気導入口を規定している。冷却ファン装置がベースに固定され、ラジエータ・ユニットを介して吸気している。支持構造体がベースに固定され、ラジエータ・ユニットを回転中心軸側に向けるように屋根型に突出させている。ベース固定部から筐体の頂部への高さがベース固定部間の距離より小さく、支持構造体固定部からのラジエータ・ユニット頂部への高さが支持構造体固定部間の距離より小さく、固定台座固定部からのラジエータ・ユニット頂部への高さが固定台座固定部間の距離より小さく設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷却機に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を発生するＸ線発生器（Ｘ線管ユニット）を備えたＣＴ装置においては、Ｘ線の発生に伴い発熱するＸ線発生器を冷却する為に冷却装置がＣＴ装置に組み込まれている。近年、このＣＴ装置のＸ線発生器として、特に、ＣＴ装置の回転体が高速回転されて断層撮影が高速化されているＣＴ装置において、大出力のＸ線を発生するＸ線発生器が要請され、大出力のＸ線管が開発されている。このＸ線発生器の大出力化に伴い、大出力のＸ線発生器が発生する多量の熱を効果的に冷却するために冷却能力の大きい冷却機が必要とされている。
【０００３】
一般に、大きな冷却能力を冷却機に与える為には、熱を空気等に放出するための冷却機の放熱部品を大型化する必要があり、この大型化した冷却機を備えるＣＴ装置では、冷却機が高速回転による遠心力及び回転の加速時に生じる慣性力に対して十分な耐性の確保が課題となっている。即ち、冷却機に十分な剛性が与えられ、また、大きい冷却能力を与えることが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３７２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、Ｘ線発生器及びＸ線発生器を冷却する為の冷却装置を備えたＣＴ装置として特許文献１が知られている。
【０００６】
特許文献１に開示されたＸ線発生器を備えたＣＴ装置においては、その冷却機は、従前の構造のままとされている。ＣＴ装置の断層撮影の高速化に伴い回転体が高速回転されるようになると、回転時に発生する遠心力と回転加速時に発生する慣性力に対抗する構造設計が成されていないことから、構造部及び固定部の損傷と緩みが生じる虞があり、Ｘ線発生器を大出力で動作させ続けることが困難になる等、種々の問題が発生する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、回転体に搭載され、当該回転体の回転方向に沿って回転体とともに当該回転体の回転中心軸の周りに回転されるＸ線発生器を冷却する上記課題を解決する為の冷却機が提供される。
【０００８】
この冷却機においては、ベースが前記回転体の冷却機搭載部の冷却機固定面に固定され、ベースがこの冷却機搭載部に設けた排気部に連通される排気口を有している。前記Ｘ線発生器の内部で発生した熱を外部の雰囲気に放出する為のラジエータ・ユニットが前記Ｘ線発生器と配管で連結されている。
【０００９】
前記Ｘ線発生器及び前記ラジエータ・ユニットとの間で前記配管を介して冷却液を循環させるポンプ装置が前記ベース上に配置固定されている。また、冷却機筐体が前記ベース上に排気空間を規定し、また、前記ラジエータ・ユニットが配置される吸気導入口を規定している。冷却ファン装置が前記排気部上の前記ベースに配置固定され、前記吸気導入口に設けた前記ラジエータ・ユニットを介して前記冷却機筐体外から前記排気空間に吸気し、前記排気口及び前記排気部を介して前記排気空間から排気している。支持構造体が前記ラジエータ・ユニットを支持する為に複数の支柱を介して前記ベースの支柱固定面に固定され、支持構造体が前記支柱固定面に立設されている前記複数の支柱と前記ラジエータ・ユニットを取り付けて固定するための固定台座とを有している。前記固定台座が前記複数の支柱の固定台座固定面に固定され、固定台座が前記回転中心軸側に向けて屋根型に突出するフレーム構造で構成され、前記ラジエータ・ユニットを前記回転中心軸側に向けて屋根型に突出して配置されるように固定支持している。
【００１０】
前記ベースには、このベースを前記冷却機固定面に固定するためのベース第１固定部がこのベースの前記回転方向に関して上流側にある一辺に隣接して設けられ、このベースを前記冷却機固定面に固定するためのベース第２固定部がこのベースの前記回転方向に関して下流側にある一辺に隣接して設けられている。前記冷却機固定面からの前記冷却機筐体の頂部の高さが前記ベース第１固定部と前記ベース第２固定部の間の距離より小さく設定されている。
【００１１】
前記支持構造体には、この支持構造体を前記支柱固定面に固定するための支持構造体第１固定部がこの支持構造体の前記回転方向に関して上流側にある前記複数の支柱に設けられ、この支持構造体を前記支柱固定面に固定するための支持構造体第２固定部がこの支持構造体の前記回転方向に関して下流側にある前記複数の支柱に設けられている。前記複数の支柱が固定されている前記支柱固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記支持構造体第１固定部と前記支持構造体第２固定部の間の距離より小さく設定されている。
【００１２】
前記固定台座には、この固定台座を前記複数の支柱の固定台座固定面に固定するための固定台座第１固定部がこの固定台座の前記回転方向に関して上流側にある前記フレーム構造に設けられ、この固定台座を前記複数の支柱の固定台座固定面に固定するための固定台座第２固定部がこの固定台座の前記回転方向に関して下流側にある前記フレーム構造に設けられている。前記支柱の固定台座固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記固定台座第１固定部と前記固定台座第２固定部の間の距離より小さく設定されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るＣＴ装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示したＣＴ装置における回転体内の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の特徴を概略的に示す断面図である。
【図５】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の特徴を概略的に示す断面図である。
【図６】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の特徴を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態に係る冷却機ついて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、実施の形態に係るＣＴ（コンピュータ断層撮影）装置の外観を示し、図２は、図１に示すＣＴ装置内の内部構造を概略的に示している。このＣＴ装置は、ガントリ１００を備え、このガントリ１００は、回転中心軸４の周りに回転される回転体５、この回転体５を回転可能に支持する支持構造（図示せず）及びこの回転体５を囲むような筐体１０８から構成されている。ガントリ１００の中央部には、被検体が寝かされる寝台１２０が進入する空洞部４０が撮影領域として設けられている。被検体の撮影時には、この寝台１２０が空洞部４０内に前進されて被検体が撮影領域に配置される。
【００１６】
回転体５は、円環状のフレームで構成され、この回転体５には、Ｘ線をファンビーム状に発生するようにコリメータ（図示せず）を備えたＸ線発生器２が固定されている。また、このＸ線発生器２に空洞部４０の撮影領域を介して対向して配置され、ファンビーム状のＸ線を検出するＸ線検出器８も回転体５に固定されている。更に、回転体５には、後に詳細に説明するＸ線発生器２を冷却する為の冷却機１０が固定されている。
【００１７】
このようなＣＴ装置では、被検体（図示せず）が寝かされた寝台１２０が空洞部４０内に進入した状態で、回転体５が回転され、Ｘ線発生器２からＸ線ファンビームが被検体（図示せず）に照射されて透過Ｘ線がＸ線検出器８で検出される。回転体５の回転に伴い、被検体の周りの様々な方向からＸ線ファンビームが照射されて被検体内の様々な箇所からのＸ線がＸ線検出器８で検出される。このＸ線検出器８からの検出信号が回転体５外に出力されて画像再構成処理部（図示せず）に供給され、画像再構成処理部でこの出力信号が処理されて被検体内の様々な箇所の透過率が計算され、被検体の断層像が再構築される。
【００１８】
冷却機１０は、冷却液を循環する配管６でＸ線発生器２に連結され、Ｘ線発生器２内で発生した熱は、この冷却液に与えられて排熱の為に配管６を介して冷却機１０に供給され、冷却機１０で冷却された冷却液は、吸熱の為に配管６を介してＸ線発生器２に供給される。
【００１９】
（実施形態１）
図３、図４、図５及び図６には、図１及び図２に示された冷却機１０の第１の実施例が示されている。
【００２０】
冷却機１０が載置固定される回転体５のフレーム上の冷却機搭載部５１の冷却機固定面５２には、ベース３１が設けられ、ベース３１には、回転体５のフレームに形成された排気部２２に連通する複数の排気口１７Ａ，１７Ｂが設けられている。また、このベース３１の外周に隣接してベース３１の支柱固定面３２には、複数の支柱１８Ａ，１８Ｂが立設され、ねじ等の結合部材で支柱固定面３２に結合固定されている。そして、この複数の支柱１８Ａ，１８Ｂの周囲には、ベース３１に固定されている冷却機筐体カバー１１が設けられ、この冷却機筐体カバー１１で囲まれた空間が排気空間に定められている。
【００２１】
冷却機１０は、複数の冷却ファン１３Ａ、１３Ｂを備え、この冷却ファン１３Ａ、１３Ｂは、排気口１７Ａ，１７Ｂ上に配置され、冷却機筐体カバー１１で囲まれるように配置されている。また、この冷却ファン１３Ａ、１３Ｂによって排気される排気空間の回転中心軸４側の全面には、ラジエータ・ユニット１２が冷却機筐体カバー１１の開口部を覆うように固定されている。
【００２２】
冷却機筐体１１１は、冷却機筐体カバー１１を含み、冷却機１０の内部部品を囲い、冷却機１０の内部空間を画定してベース３１上に排気空間を規定し、また、ラジエータ・ユニット１２が配置される吸気導入口１６を規定している。
【００２３】
支持構造体６０がラジエータ・ユニット１２を支持する為に複数の支柱１８Ａ、１８Ｂを介してベース３１の支柱固定面３２に固定され、支持構造体６０が支柱固定面３２に立設されている複数の支柱１８Ａ、１８Ｂとラジエータ・ユニット１２を取り付けて固定するための固定台座２０とを有している。より具体的には、固定台座２０が複数の支柱１８Ａ，１８Ｂの固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂに固定され、この固定台座２０にラジエータ・ユニット１２を構成する複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂが載置固定されている。このラジエータ１９Ａ、１９Ｂは、互いに流路が並列に連結されている。ここで、固定台座２０は、複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂが回転中心軸４側に頂部が向けられるような三角ルーフ状（三角屋根型）を成すようなフレーム構造２３Ａ、２３Ｂに形成されている。より具体的には、固定台座２０は、Ａ−Ａ断面として拡大して示すように取り付け部（板状部材）２１Ａ、２１Ｂ及びこの取り付け部２１Ａ、２１Ｂの背面（排気空間に向けられる面）に隣接する断面がＬ字形或いはＴ字形の板状の補強部材（図示では断面がＬ字形の例を示している。）２２Ａ，２２Ｂを有している。固定台座２０を成す取り付け部２１Ａ、２１Ｂの一端及び補強部材２２Ａ、２２Ｂの一端は、複数の支柱１８Ａ、１８Ｂの回転中心軸４側にある固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂにねじ等の固定部材で取り付け固定され、また、取り付け部２１Ａ、２１Ｂの他端及び補強部材２２Ａ，２２Ｂの他端は、ルーフ状（屋根状）の頂部を構成するように当接され、ねじ等の固定部材で取り付け固定されている。このような構造の固定台座２０に複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂが載置固定されていることから、ラジエータ１９Ａ、１９Ｂも同様にルーフ状（屋根状）に配置されることとなる。従って、この複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂは、その回転中心軸４側の前面に吸気口１６Ａ、１６Ｂを有し、この吸気口１６Ａ、１６Ｂで冷却機１０の吸気導入口１６が構成される。
【００２４】
ラジエータ・ユニット１２には、図３に示すポンプ１４Ａ、１４Ｂが接続され、このポンプ１４Ａ、１４Ｂには、配管６が連結されている。従って、Ｘ線発生器２で熱せられた冷却液は、配管６を介してポンプ１４Ａと１４Ｂに供給され、ポンプ１４Ａと１４Ｂからラジエータ・ユニット１２に供給される。ここで、ラジエータ・ユニット１２が互いに流路が並列に接続されている複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂを有する場合には、冷却液がポンプ１４Ａと１４Ｂの其々からラジエータ１９Ａ、１９Ｂに並列に供給される。また、ラジエータ・ユニット１２で冷却された冷却液は、ラジエータ１９Ａ、１９Ｂを通った後に合流し、ラジエータ・ユニット１２から配管６を介してＸ線発生器２に供給される
ここで、ラジエータ１９Ａ、１９Ｂは、冷却液が流通され、その熱を周囲の空気に放出するための放熱管（図示せず）及びこの放熱管に連結され、放熱面積を大きくする為の放熱フィン（図示せず）とで構成されている。
【００２５】
冷却ファン１３Ａ、１３Ｂは、冷却機筐体カバー１１及びラジエータ・ユニット１２で囲繞され、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂのファン動作に伴い冷却機１０外から吸気流Ｓが吸気口１６Ａ、１６Ｂを介してラジエータ・ユニット１２を通過し、排気空間に流入し、流入した吸気流Ｓは、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂによって排気部２２を介して排気空間外に排気流Ｖとして排気される。従って、ラジエータ・ユニット１２において、熱せられた冷却液は、吸気流Ｓで冷却され、吸気流Ｓは、冷却液によって熱せられるような熱交換が生じ、結果として、Ｘ線発生器２の熱は、冷却機１０の外部に放出される。
【００２６】
図４を参照しながら、実施例の特徴を説明する。
【００２７】
ベース３１には、ベース３１を冷却機固定面５２に固定するためのベース第１固定部３１１がベース３１の回転体５の回転方向Ｒに関して上流側にある一辺に隣接して設けられ、ベース３１を冷却機固定面５２に固定するためのベース第２固定部３１２がベース３１の回転体５の回転方向Ｒに関して下流側にある一辺に隣接して設けられている。冷却機固定面５２からの冷却機筐体１１１の頂部１１２の高さＨ１がベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２の間の距離Ｄ１より小さく設定されている。
【００２８】
図５を参照しながら、実施例の特徴を更に説明する。
【００２９】
支持構造体６０には、支持構造体６０を支柱固定面３２に固定するための支持構造体第１固定部６０１が支持構造体６０の回転体５の回転方向Ｒに関して上流側にある複数の支柱１８Ａに設けられ、支持構造体６０を支柱固定面３２に固定するための支持構造体第２固定部６０２が支持構造体６０の回転体５の回転方向Ｒに関して下流側にある複数の支柱１８Ｂに設けられている。支柱固定面３２からのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ２が支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２の間の距離Ｄ２より小さく設定されている。
【００３０】
図６を参照しながら、実施例の特徴を更に説明する。
【００３１】
固定台座２０には、固定台座２０を複数の支柱１８Ａの固定台座固定面１８１Ａに固定するための固定台座第１固定部２０１が固定台座２０の回転体５の回転方向Ｒに関して上流側にあるフレーム構造２３Ａに設けられ、固定台座２０を複数の支柱１８Ｂの固定台座固定面１８１Ｂに固定するための固定台座第２固定部２０２が固定台座２０の回転体５の回転方向Ｒに関して下流側にあるフレーム構造２３Ｂに設けられている。固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ３が固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２の間の距離Ｄ３より小さく設定されている。
【００３２】
回転体５が回転方向Ｒで示されるように回転されるに伴い、冷却機１０には、回転体５の半径方向の外側に方向に向けられた遠心力Ｆ0が作用する。一例として、回転体５が高速回転され、３２Ｇ以上の遠心力Ｆ0がラジエータ・ユニット１２に作用される。ここで、ラジエータ・ユニット１２に与えられた遠心力Ｆ0は、ラジエータ・ユニット１２の支持構造を成すルーフ状（屋根型）の固定台座２０に負荷される。固定台座２０には、遠心力Ｆ0が向けられた方向に補強部材２２Ａ，２２Ｂの板状部分（Ｌ字或いはＴ字の一方の辺の部分であって、遠心力Ｆ0に沿って幅がある部分）が設けられていることから、遠心力Ｆ0の負荷に固定台座２０が十分に耐えることができ、固定台座２０は、単なる板状ではないことから、この固定台座２０が変形されることが防止される。また、固定台座２０に与えられた負荷は、ルーフ（屋根）の方向に沿って、即ち、取り付け部（板状部材）２１Ａ、２１Ｂの延出方向に沿って固定台座２０の固定部２０１、２０２に伝達され、剛性の大きな支柱１８Ａ，１８Ｂに与えられ、十分な剛性を有するベース３１に伝達される。
【００３３】
また、回転体の回転起動時などにおいて回転体５が回転方向Ｒで示されるように加速度的に回転されるに伴い、冷却機１０には、回転体５の回転方向Ｒと逆の方向に向けられた慣性力Ｆ１が作用する。ここで、冷却機１０が冷却機固定面５２に固定され、冷却機固定面５２からの冷却機１０の質量中心Ｃ１の高さＨ１１の位置に慣性力Ｆ１が作用することから、慣性力Ｆ１は冷却機１０の固定部（即ちベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２）に対してモーメントＭ１（Ｆ１とＨ１１の掛け算）が発生する。モーメントＭ１は、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２に作用する１対の反力Ｒ１を生じさせ、この１対の反力Ｒ１からなる偶力によるモーメント（Ｒ１とＤ１の掛け算）によってバランスされる。反力Ｒ１は固定部におけるねじ等の固定部材に負荷として作用する。モーメントＭ１は冷却機１０を冷却機固定面５２から引き離す作用として働き、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２におけるねじ等の固定部材に損傷を与える虞があり、小さく抑える必要がある。
【００３４】
ここで、本実施例では、冷却機固定面５２からの冷却機筐体１１１の頂部１１２の高さＨ１がベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２の間の距離Ｄ１より小さく設定されていることから、冷却機固定面５２からの冷却機１０の質量中心Ｃ１の高さＨ１１（Ｈ１より小さい）も小さく抑えられ、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２の間の距離Ｄ１より小さくなっている。その結果、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２に作用する１対の反力のＲ１の大きさは慣性力Ｆ１より小さく低減されている。従って、回転体の回転の加速時における冷却機１０の固定部（ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２）のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。
【００３５】
また、回転体の回転起動時などにおいて回転体５が回転方向Ｒで示されるように加速度的に回転されるに伴い、支持構造体６０及び支持構造体６０に固定されているラジエータ・ユニット１２には、回転体５の回転方向Ｒと逆の方向に向けられた慣性力Ｆ２が作用する。ここで、支持構造体６０が支柱固定面３２に固定され、支柱固定面３２からの支持構造体６０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ２の高さＨ２１の位置に慣性力Ｆ２が作用することから、慣性力Ｆ２は支持構造体６０の固定部（支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２）に対してモーメントＭ２（Ｆ２とＨ２１の掛け算）が発生する。モーメントＭ２は、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２に作用する１対の反力Ｒ２を生じさせ、この１対の反力Ｒ２からなる偶力によるモーメント（Ｒ２とＤ２の掛け算）によってバランスされる。反力Ｒ２は固定部におけるねじ等の固定部材に負荷として作用する。モーメントＭ２は支持構造体６０を支柱固定面３２から引き離す作用として働き、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２におけるねじ等の固定部材に損傷を与える虞があり、小さく抑える必要がある。
【００３６】
ここで、本実施例では、支柱固定面３２からのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ２が支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２の間の距離Ｄ２より小さく設定されていることから、支柱固定面３２からの支持構造体６０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ２の高さＨ２１（Ｈ２より小さい）も小さく抑えられ、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２の間の距離Ｄ２より小さくなっている。その結果、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２に作用する１対の反力Ｒ２の大きさは慣性力Ｆ２より小さく低減されている。従って、回転体の回転の加速時における支持構造体６０の固定部（支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２）のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。
【００３７】
また、回転体の回転起動時などにおいて回転体５が回転方向Ｒで示されるように加速度的に回転されるに伴い、固定台座２０及び固定台座２０に固定されているラジエータ・ユニット１２には、回転体５の回転方向Ｒと逆の方向に向けられた慣性力Ｆ３が作用する。ここで、固定台座２０が固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂに固定され、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからの固定台座２０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ３の高さＨ３１の位置に慣性力Ｆ３が作用することから、慣性力Ｆ３は固定台座２０の固定部（固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２）に対してモーメントＭ３（Ｆ３とＨ３１の掛け算）が発生する。モーメントＭ３は、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２に作用する１対の反力Ｒ３を生じさせ、この１対の反力Ｒ３からなる偶力によるモーメント（Ｒ３とＤ３の掛け算）によってバランスされる。反力Ｒ３は固定部におけるねじ等の固定部材に負荷として作用する。モーメントＭ３は固定台座２０を固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂから引き離す作用として働き、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２におけるねじ等の固定部材に損傷を与える虞があり、小さく抑える必要がある。
【００３８】
ここで、本実施例では、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ３が固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２の間の距離Ｄ３より小さく設定されていることから、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからの固定台座２０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ３の高さＨ３１（Ｈ３より小さい）も小さく抑えられ、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２の間の距離Ｄ３より小さくなっている。その結果、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２に作用する１対の反力Ｒ３の大きさは慣性力Ｆ３より小さく低減されている。従って、回転体の回転の加速時における固定台座２０の固定部（固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２）のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。
【００３９】
尚、Ｘ線発生器２の電源装置は、スリップリング（図示せず）等を介して回転体５外のガントリ１００に設けられている。同様に、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂ及びポンプ１４Ａ、１４Ｂの電源装置（図示せず）は、回転体５上に設けられても良く、或いは、Ｘ線発生器２の電源装置と同様に回転体５外のガントリ１００に設けられても良い。
【００４０】
以上のように、回転体の回転によって発生する遠心力Ｆ0が冷却機に作用しても、ラジエータ・ユニット１２が剛性の向上した支持構造で支持されていることから、変形されることがなく、また、放熱管など部品の破断の可能性が低減され、遠心力に対する耐性が向上される。更に、ラジエータ・ユニット１２をベース３１に複数の支柱１８ａ、１８ｂを介して結合することによって、遠心力を確実に分散支持することができる。また、冷却機１０のラジエータ・ユニット１２等の部品の負荷が作用しない部分、例えば、冷却機筐体カバー１１等の遠心力が作用しない部分の軽量化を図ることができる。
【００４１】
更に、ベース３１は、回転体に固定されるため、ポンプ１４Ａ、１４Ｂ、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂ、電源装置（図示せず）の遠心力による荷重が作用しても、ベースの変形が低減され、部品の破断の可能性が低減される。その結果、冷却機の耐性を向上させることができる。
【００４２】
更に、回転体の回転加速時に発生する慣性力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が冷却機に作用しても、冷却機固定面５２からの冷却機の質量中心Ｃ１の高さと、支柱固定面３２からの支持構造体６０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ２の高さと、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからの固定台座２０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ３の高さがともに小さく抑えられているため、固定部に作用する反力Ｒ１が慣性力Ｆ１以下に、反力Ｒ２が慣性力Ｆ２以下に、反力Ｒ３が慣性力Ｆ３以下に低減され、固定部のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。その結果、冷却機の耐性を向上させることができる。
【００４３】
このように第１の実施形態によれば、大きい冷却能力に対応するために部品が大型化した冷却機の回転体の回転による遠心力と慣性力に対する耐性を確保することができる。
【００４４】
以上のように、上述した実施の形態によれば、ＣＴ装置の回転体の回転による遠心力と慣性力に対する耐性が向上した冷却機を実現することができる。
【００４５】
本発明の一つの実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
２・・・Ｘ線発生器、４・・・回転中心軸、５・・・回転体、８・・・Ｘ線検出器、１０・・・冷却機、１１・・・冷却機筐体カバー、１２・・・ラジエータ・ユニット、１３Ａ、１３Ｂ・・・冷却ファン、１４Ａ、１４Ｂ・・・ポンプ、１６・・・吸気導入口、１６Ａ、１６Ｂ・・・吸気口、１７Ａ，１７Ｂ・・・排気口、１８Ａ，１８Ｂ・・・支柱、１９Ａ、１９Ｂ・・・ラジエータ、２０・・・固定台座、２１Ａ、２１Ｂ・・・取り付け部、２２・・・排気部、２２Ａ，２２Ｂ・・・補強部材、２３Ａ、２３Ｂ・・・固定台座のフレーム構造、３１・・・ベース、３２・・・支柱固定面、４０・・・空洞、５１・・・冷却機搭載部、５２・・・冷却機固定面、６０・・・支持構造体、１００・・・ガントリ、１０８・・・筐体、１１１・・・冷却機筐体、１１２・・・冷却機筐体の頂部、１２０・・・寝台、１２１・・・ラジエータ・ユニットの頂部、１８１Ａ、１８１Ｂ・・・固定台座固定面、２０１、２０２・・・固定台座の固定部、３１１、３１２・・・ベースの固定部、６０１、６０２・・・支持構造体の固定部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷却機に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を発生するＸ線発生器（Ｘ線管ユニット）を備えたＣＴ装置においては、Ｘ線の発生に伴い発熱するＸ線発生器を冷却する為に冷却装置がＣＴ装置に組み込まれている。近年、このＣＴ装置のＸ線発生器として、特に、ＣＴ装置の回転体が高速回転されて断層撮影が高速化されているＣＴ装置において、大出力のＸ線を発生するＸ線発生器が要請され、大出力のＸ線管が開発されている。このＸ線発生器の大出力化に伴い、大出力のＸ線発生器が発生する多量の熱を効果的に冷却するために冷却能力の大きい冷却機が必要とされている。
【０００３】
一般に、大きな冷却能力を冷却機に与える為には、熱を空気等に放出するための冷却機の放熱部品を大型化する必要があり、この大型化した冷却機を備えるＣＴ装置では、冷却機が高速回転による遠心力及び回転の加速時に生じる慣性力に対して十分な耐性の確保が課題となっている。即ち、冷却機に十分な剛性が与えられ、また、大きい冷却能力を与えることが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３７２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、Ｘ線発生器及びＸ線発生器を冷却する為の冷却装置を備えたＣＴ装置として特許文献１が知られている。
【０００６】
特許文献１に開示されたＸ線発生器を備えたＣＴ装置においては、その冷却機は、従前の構造のままとされている。ＣＴ装置の断層撮影の高速化に伴い回転体が高速回転されるようになると、回転時に発生する遠心力と回転加速時に発生する慣性力に対抗する構造設計が成されていないことから、構造部及び固定部の損傷と緩みが生じる虞があり、Ｘ線発生器を大出力で動作させ続けることが困難になる等、種々の問題が発生する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、回転体に搭載され、当該回転体の回転方向に沿って回転体とともに当該回転体の回転中心軸の周りに回転されるＸ線発生器を冷却する上記課題を解決する為の冷却機が提供される。
【０００８】
この冷却機においては、ベースが前記回転体の冷却機搭載部の冷却機固定面に固定され、ベースがこの冷却機搭載部に設けた排気部に連通される排気口を有している。前記Ｘ線発生器の内部で発生した熱を外部の雰囲気に放出する為のラジエータ・ユニットが前記Ｘ線発生器と配管で連結されている。
【０００９】
前記Ｘ線発生器及び前記ラジエータ・ユニットとの間で前記配管を介して冷却液を循環させるポンプ装置が前記ベース上に配置固定されている。また、冷却機筐体が前記ベース上に排気空間を規定し、また、前記ラジエータ・ユニットが配置される吸気導入口を規定している。冷却ファン装置が前記排気部上の前記ベースに配置固定され、前記吸気導入口に設けた前記ラジエータ・ユニットを介して前記冷却機筐体外から前記排気空間に吸気し、前記排気口及び前記排気部を介して前記排気空間から排気している。支持構造体が前記ラジエータ・ユニットを支持する為に複数の支柱を介して前記ベースの支柱固定面に固定され、支持構造体が前記支柱固定面に立設されている前記複数の支柱と前記ラジエータ・ユニットを取り付けて固定するための固定台座とを有している。前記固定台座が前記複数の支柱の固定台座固定面に固定され、固定台座が前記回転中心軸側に向けて屋根型に突出するフレーム構造で構成され、前記ラジエータ・ユニットを前記回転中心軸側に向けて屋根型に突出して配置されるように固定支持している。
【００１０】
前記ベースには、このベースを前記冷却機固定面に固定するためのベース第１固定部がこのベースの前記回転方向に関して上流側にある一辺に隣接して設けられ、このベースを前記冷却機固定面に固定するためのベース第２固定部がこのベースの前記回転方向に関して下流側にある一辺に隣接して設けられている。前記冷却機固定面からの前記冷却機筐体の頂部の高さが前記ベース第１固定部と前記ベース第２固定部の間の距離より小さく設定されている。
【００１１】
前記支持構造体には、この支持構造体を前記支柱固定面に固定するための支持構造体第１固定部がこの支持構造体の前記回転方向に関して上流側にある前記複数の支柱に設けられ、この支持構造体を前記支柱固定面に固定するための支持構造体第２固定部がこの支持構造体の前記回転方向に関して下流側にある前記複数の支柱に設けられている。前記複数の支柱が固定されている前記支柱固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記支持構造体第１固定部と前記支持構造体第２固定部の間の距離より小さく設定されている。
【００１２】
前記固定台座には、この固定台座を前記複数の支柱の固定台座固定面に固定するための固定台座第１固定部がこの固定台座の前記回転方向に関して上流側にある前記フレーム構造に設けられ、この固定台座を前記複数の支柱の固定台座固定面に固定するための固定台座第２固定部がこの固定台座の前記回転方向に関して下流側にある前記フレーム構造に設けられている。前記支柱の固定台座固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記固定台座第１固定部と前記固定台座第２固定部の間の距離より小さく設定されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るＣＴ装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示したＣＴ装置における回転体内の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の特徴を概略的に示す断面図である。
【図５】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の特徴を概略的に示す断面図である。
【図６】図２に示した第１の実施形態に係る冷却機の特徴を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態に係る冷却機ついて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、実施の形態に係るＣＴ（コンピュータ断層撮影）装置の外観を示し、図２は、図１に示すＣＴ装置内の内部構造を概略的に示している。このＣＴ装置は、ガントリ１００を備え、このガントリ１００は、回転中心軸４の周りに回転される回転体５、この回転体５を回転可能に支持する支持構造（図示せず）及びこの回転体５を囲むような筐体１０８から構成されている。ガントリ１００の中央部には、被検体が寝かされる寝台１２０が進入する空洞部４０が撮影領域として設けられている。被検体の撮影時には、この寝台１２０が空洞部４０内に前進されて被検体が撮影領域に配置される。
【００１６】
回転体５は、円環状のフレームで構成され、この回転体５には、Ｘ線をファンビーム状に発生するようにコリメータ（図示せず）を備えたＸ線発生器２が固定されている。また、このＸ線発生器２に空洞部４０の撮影領域を介して対向して配置され、ファンビーム状のＸ線を検出するＸ線検出器８も回転体５に固定されている。更に、回転体５には、後に詳細に説明するＸ線発生器２を冷却する為の冷却機１０が固定されている。
【００１７】
このようなＣＴ装置では、被検体（図示せず）が寝かされた寝台１２０が空洞部４０内に進入した状態で、回転体５が回転され、Ｘ線発生器２からＸ線ファンビームが被検体（図示せず）に照射されて透過Ｘ線がＸ線検出器８で検出される。回転体５の回転に伴い、被検体の周りの様々な方向からＸ線ファンビームが照射されて被検体内の様々な箇所からのＸ線がＸ線検出器８で検出される。このＸ線検出器８からの検出信号が回転体５外に出力されて画像再構成処理部（図示せず）に供給され、画像再構成処理部でこの出力信号が処理されて被検体内の様々な箇所の透過率が計算され、被検体の断層像が再構築される。
【００１８】
冷却機１０は、冷却液を循環する配管６でＸ線発生器２に連結され、Ｘ線発生器２内で発生した熱は、この冷却液に与えられて排熱の為に配管６を介して冷却機１０に供給され、冷却機１０で冷却された冷却液は、吸熱の為に配管６を介してＸ線発生器２に供給される。
【００１９】
（実施形態１）
図３、図４、図５及び図６には、図１及び図２に示された冷却機１０の第１の実施例が示されている。
【００２０】
冷却機１０が載置固定される回転体５のフレーム上の冷却機搭載部５１の冷却機固定面５２には、ベース３１が設けられ、ベース３１には、回転体５のフレームに形成された排気部２２に連通する複数の排気口１７Ａ，１７Ｂが設けられている。また、このベース３１の外周に隣接してベース３１の支柱固定面３２には、複数の支柱１８Ａ，１８Ｂが立設され、ねじ等の結合部材で支柱固定面３２に結合固定されている。そして、この複数の支柱１８Ａ，１８Ｂの周囲には、ベース３１に固定されている冷却機筐体カバー１１が設けられ、この冷却機筐体カバー１１で囲まれた空間が排気空間に定められている。
【００２１】
冷却機１０は、複数の冷却ファン１３Ａ、１３Ｂを備え、この冷却ファン１３Ａ、１３Ｂは、排気口１７Ａ，１７Ｂ上に配置され、冷却機筐体カバー１１で囲まれるように配置されている。また、この冷却ファン１３Ａ、１３Ｂによって排気される排気空間の回転中心軸４側の全面には、ラジエータ・ユニット１２が冷却機筐体カバー１１の開口部を覆うように固定されている。
【００２２】
冷却機筐体１１１は、冷却機筐体カバー１１を含み、冷却機１０の内部部品を囲い、冷却機１０の内部空間を画定してベース３１上に排気空間を規定し、また、ラジエータ・ユニット１２が配置される吸気導入口１６を規定している。
【００２３】
支持構造体６０がラジエータ・ユニット１２を支持する為に複数の支柱１８Ａ、１８Ｂを介してベース３１の支柱固定面３２に固定され、支持構造体６０が支柱固定面３２に立設されている複数の支柱１８Ａ、１８Ｂとラジエータ・ユニット１２を取り付けて固定するための固定台座２０とを有している。より具体的には、固定台座２０が複数の支柱１８Ａ，１８Ｂの固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂに固定され、この固定台座２０にラジエータ・ユニット１２を構成する複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂが載置固定されている。このラジエータ１９Ａ、１９Ｂは、互いに流路が並列に連結されている。ここで、固定台座２０は、複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂが回転中心軸４側に頂部が向けられるような三角ルーフ状（三角屋根型）を成すようなフレーム構造２３Ａ、２３Ｂに形成されている。より具体的には、固定台座２０は、Ａ−Ａ断面として拡大して示すように取り付け部（板状部材）２１Ａ、２１Ｂ及びこの取り付け部２１Ａ、２１Ｂの背面（排気空間に向けられる面）に隣接する断面がＬ字形或いはＴ字形の板状の補強部材（図示では断面がＬ字形の例を示している。）２２Ａ，２２Ｂを有している。固定台座２０を成す取り付け部２１Ａ、２１Ｂの一端及び補強部材２２Ａ、２２Ｂの一端は、複数の支柱１８Ａ、１８Ｂの回転中心軸４側にある固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂにねじ等の固定部材で取り付け固定され、また、取り付け部２１Ａ、２１Ｂの他端及び補強部材２２Ａ，２２Ｂの他端は、ルーフ状（屋根状）の頂部を構成するように当接され、ねじ等の固定部材で取り付け固定されている。このような構造の固定台座２０に複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂが載置固定されていることから、ラジエータ１９Ａ、１９Ｂも同様にルーフ状（屋根状）に配置されることとなる。従って、この複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂは、その回転中心軸４側の前面に吸気口１６Ａ、１６Ｂを有し、この吸気口１６Ａ、１６Ｂで冷却機１０の吸気導入口１６が構成される。
【００２４】
ラジエータ・ユニット１２には、図３に示すポンプ１４Ａ、１４Ｂが接続され、このポンプ１４Ａ、１４Ｂには、配管６が連結されている。従って、Ｘ線発生器２で熱せられた冷却液は、配管６を介してポンプ１４Ａと１４Ｂに供給され、ポンプ１４Ａと１４Ｂからラジエータ・ユニット１２に供給される。ここで、ラジエータ・ユニット１２が互いに流路が並列に接続されている複数のラジエータ１９Ａ、１９Ｂを有する場合には、冷却液がポンプ１４Ａと１４Ｂの其々からラジエータ１９Ａ、１９Ｂに並列に供給される。また、ラジエータ・ユニット１２で冷却された冷却液は、ラジエータ１９Ａ、１９Ｂを通った後に合流し、ラジエータ・ユニット１２から配管６を介してＸ線発生器２に供給される
ここで、ラジエータ１９Ａ、１９Ｂは、冷却液が流通され、その熱を周囲の空気に放出するための放熱管（図示せず）及びこの放熱管に連結され、放熱面積を大きくする為の放熱フィン（図示せず）とで構成されている。
【００２５】
冷却ファン１３Ａ、１３Ｂは、冷却機筐体カバー１１及びラジエータ・ユニット１２で囲繞され、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂのファン動作に伴い冷却機１０外から吸気流Ｓが吸気口１６Ａ、１６Ｂを介してラジエータ・ユニット１２を通過し、排気空間に流入し、流入した吸気流Ｓは、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂによって排気部２２を介して排気空間外に排気流Ｖとして排気される。従って、ラジエータ・ユニット１２において、熱せられた冷却液は、吸気流Ｓで冷却され、吸気流Ｓは、冷却液によって熱せられるような熱交換が生じ、結果として、Ｘ線発生器２の熱は、冷却機１０の外部に放出される。
【００２６】
図４を参照しながら、実施例の特徴を説明する。
【００２７】
ベース３１には、ベース３１を冷却機固定面５２に固定するためのベース第１固定部３１１がベース３１の回転体５の回転方向Ｒに関して上流側にある一辺に隣接して設けられ、ベース３１を冷却機固定面５２に固定するためのベース第２固定部３１２がベース３１の回転体５の回転方向Ｒに関して下流側にある一辺に隣接して設けられている。冷却機固定面５２からの冷却機筐体１１１の頂部１１２の高さＨ１がベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２の間の距離Ｄ１より小さく設定されている。
【００２８】
図５を参照しながら、実施例の特徴を更に説明する。
【００２９】
支持構造体６０には、支持構造体６０を支柱固定面３２に固定するための支持構造体第１固定部６０１が支持構造体６０の回転体５の回転方向Ｒに関して上流側にある複数の支柱１８Ａに設けられ、支持構造体６０を支柱固定面３２に固定するための支持構造体第２固定部６０２が支持構造体６０の回転体５の回転方向Ｒに関して下流側にある複数の支柱１８Ｂに設けられている。支柱固定面３２からのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ２が支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２の間の距離Ｄ２より小さく設定されている。
【００３０】
図６を参照しながら、実施例の特徴を更に説明する。
【００３１】
固定台座２０には、固定台座２０を複数の支柱１８Ａの固定台座固定面１８１Ａに固定するための固定台座第１固定部２０１が固定台座２０の回転体５の回転方向Ｒに関して上流側にあるフレーム構造２３Ａに設けられ、固定台座２０を複数の支柱１８Ｂの固定台座固定面１８１Ｂに固定するための固定台座第２固定部２０２が固定台座２０の回転体５の回転方向Ｒに関して下流側にあるフレーム構造２３Ｂに設けられている。固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ３が固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２の間の距離Ｄ３より小さく設定されている。
【００３２】
回転体５が回転方向Ｒで示されるように回転されるに伴い、冷却機１０には、回転体５の半径方向の外側に方向に向けられた遠心力Ｆ0が作用する。一例として、回転体５が高速回転され、３２Ｇ以上の遠心力Ｆ0がラジエータ・ユニット１２に作用される。ここで、ラジエータ・ユニット１２に与えられた遠心力Ｆ0は、ラジエータ・ユニット１２の支持構造を成すルーフ状（屋根型）の固定台座２０に負荷される。固定台座２０には、遠心力Ｆ0が向けられた方向に補強部材２２Ａ，２２Ｂの板状部分（Ｌ字或いはＴ字の一方の辺の部分であって、遠心力Ｆ0に沿って幅がある部分）が設けられていることから、遠心力Ｆ0の負荷に固定台座２０が十分に耐えることができ、固定台座２０は、単なる板状ではないことから、この固定台座２０が変形されることが防止される。また、固定台座２０に与えられた負荷は、ルーフ（屋根）の方向に沿って、即ち、取り付け部（板状部材）２１Ａ、２１Ｂの延出方向に沿って固定台座２０の固定部２０１、２０２に伝達され、剛性の大きな支柱１８Ａ，１８Ｂに与えられ、十分な剛性を有するベース３１に伝達される。
【００３３】
また、回転体の回転起動時などにおいて回転体５が回転方向Ｒで示されるように加速度的に回転されるに伴い、冷却機１０には、回転体５の回転方向Ｒと逆の方向に向けられた慣性力Ｆ１が作用する。ここで、冷却機１０が冷却機固定面５２に固定され、冷却機固定面５２からの冷却機１０の質量中心Ｃ１の高さＨ１１の位置に慣性力Ｆ１が作用することから、慣性力Ｆ１は冷却機１０の固定部（即ちベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２）に対してモーメントＭ１（Ｆ１とＨ１１の掛け算）が発生する。モーメントＭ１は、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２に作用する１対の反力Ｒ１を生じさせ、この１対の反力Ｒ１からなる偶力によるモーメント（Ｒ１とＤ１の掛け算）によってバランスされる。反力Ｒ１は固定部におけるねじ等の固定部材に負荷として作用する。モーメントＭ１は冷却機１０を冷却機固定面５２から引き離す作用として働き、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２におけるねじ等の固定部材に損傷を与える虞があり、小さく抑える必要がある。
【００３４】
ここで、本実施例では、冷却機固定面５２からの冷却機筐体１１１の頂部１１２の高さＨ１がベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２の間の距離Ｄ１より小さく設定されていることから、冷却機固定面５２からの冷却機１０の質量中心Ｃ１の高さＨ１１（Ｈ１より小さい）も小さく抑えられ、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２の間の距離Ｄ１より小さくなっている。その結果、ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２に作用する１対の反力のＲ１の大きさは慣性力Ｆ１より小さく低減されている。従って、回転体の回転の加速時における冷却機１０の固定部（ベース第１固定部３１１とベース第２固定部３１２）のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。
【００３５】
また、回転体の回転起動時などにおいて回転体５が回転方向Ｒで示されるように加速度的に回転されるに伴い、支持構造体６０及び支持構造体６０に固定されているラジエータ・ユニット１２には、回転体５の回転方向Ｒと逆の方向に向けられた慣性力Ｆ２が作用する。ここで、支持構造体６０が支柱固定面３２に固定され、支柱固定面３２からの支持構造体６０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ２の高さＨ２１の位置に慣性力Ｆ２が作用することから、慣性力Ｆ２は支持構造体６０の固定部（支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２）に対してモーメントＭ２（Ｆ２とＨ２１の掛け算）が発生する。モーメントＭ２は、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２に作用する１対の反力Ｒ２を生じさせ、この１対の反力Ｒ２からなる偶力によるモーメント（Ｒ２とＤ２の掛け算）によってバランスされる。反力Ｒ２は固定部におけるねじ等の固定部材に負荷として作用する。モーメントＭ２は支持構造体６０を支柱固定面３２から引き離す作用として働き、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２におけるねじ等の固定部材に損傷を与える虞があり、小さく抑える必要がある。
【００３６】
ここで、本実施例では、支柱固定面３２からのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ２が支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２の間の距離Ｄ２より小さく設定されていることから、支柱固定面３２からの支持構造体６０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ２の高さＨ２１（Ｈ２より小さい）も小さく抑えられ、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２の間の距離Ｄ２より小さくなっている。その結果、支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２に作用する１対の反力Ｒ２の大きさは慣性力Ｆ２より小さく低減されている。従って、回転体の回転の加速時における支持構造体６０の固定部（支持構造体第１固定部６０１と支持構造体第２固定部６０２）のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。
【００３７】
また、回転体の回転起動時などにおいて回転体５が回転方向Ｒで示されるように加速度的に回転されるに伴い、固定台座２０及び固定台座２０に固定されているラジエータ・ユニット１２には、回転体５の回転方向Ｒと逆の方向に向けられた慣性力Ｆ３が作用する。ここで、固定台座２０が固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂに固定され、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからの固定台座２０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ３の高さＨ３１の位置に慣性力Ｆ３が作用することから、慣性力Ｆ３は固定台座２０の固定部（固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２）に対してモーメントＭ３（Ｆ３とＨ３１の掛け算）が発生する。モーメントＭ３は、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２に作用する１対の反力Ｒ３を生じさせ、この１対の反力Ｒ３からなる偶力によるモーメント（Ｒ３とＤ３の掛け算）によってバランスされる。反力Ｒ３は固定部におけるねじ等の固定部材に負荷として作用する。モーメントＭ３は固定台座２０を固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂから引き離す作用として働き、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２におけるねじ等の固定部材に損傷を与える虞があり、小さく抑える必要がある。
【００３８】
ここで、本実施例では、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからのラジエータ・ユニット１２の頂部１２１の高さＨ３が固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２の間の距離Ｄ３より小さく設定されていることから、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからの固定台座２０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ３の高さＨ３１（Ｈ３より小さい）も小さく抑えられ、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２の間の距離Ｄ３より小さくなっている。その結果、固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２に作用する１対の反力Ｒ３の大きさは慣性力Ｆ３より小さく低減されている。従って、回転体の回転の加速時における固定台座２０の固定部（固定台座第１固定部２０１と固定台座第２固定部２０２）のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。
【００３９】
尚、Ｘ線発生器２の電源装置は、スリップリング（図示せず）等を介して回転体５外のガントリ１００に設けられている。同様に、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂ及びポンプ１４Ａ、１４Ｂの電源装置（図示せず）は、回転体５上に設けられても良く、或いは、Ｘ線発生器２の電源装置と同様に回転体５外のガントリ１００に設けられても良い。
【００４０】
以上のように、回転体の回転によって発生する遠心力Ｆ0が冷却機に作用しても、ラジエータ・ユニット１２が剛性の向上した支持構造で支持されていることから、変形されることがなく、また、放熱管など部品の破断の可能性が低減され、遠心力に対する耐性が向上される。更に、ラジエータ・ユニット１２をベース３１に複数の支柱１８ａ、１８ｂを介して結合することによって、遠心力を確実に分散支持することができる。また、冷却機１０のラジエータ・ユニット１２等の部品の負荷が作用しない部分、例えば、冷却機筐体カバー１１等の遠心力が作用しない部分の軽量化を図ることができる。
【００４１】
更に、ベース３１は、回転体に固定されるため、ポンプ１４Ａ、１４Ｂ、冷却ファン１３Ａ、１３Ｂ、電源装置（図示せず）の遠心力による荷重が作用しても、ベースの変形が低減され、部品の破断の可能性が低減される。その結果、冷却機の耐性を向上させることができる。
【００４２】
更に、回転体の回転加速時に発生する慣性力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が冷却機に作用しても、冷却機固定面５２からの冷却機の質量中心Ｃ１の高さと、支柱固定面３２からの支持構造体６０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ２の高さと、固定台座固定面１８１Ａ、１８１Ｂからの固定台座２０とラジエータ・ユニット１２の合計の質量中心Ｃ３の高さがともに小さく抑えられているため、固定部に作用する反力Ｒ１が慣性力Ｆ１以下に、反力Ｒ２が慣性力Ｆ２以下に、反力Ｒ３が慣性力Ｆ３以下に低減され、固定部のねじ等の固定部材に作用する負荷が小さく抑えられ、損傷を防ぐことができる。その結果、冷却機の耐性を向上させることができる。
【００４３】
このように第１の実施形態によれば、大きい冷却能力に対応するために部品が大型化した冷却機の回転体の回転による遠心力と慣性力に対する耐性を確保することができる。
【００４４】
以上のように、上述した実施の形態によれば、ＣＴ装置の回転体の回転による遠心力と慣性力に対する耐性が向上した冷却機を実現することができる。
【００４５】
本発明の一つの実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
２・・・Ｘ線発生器、４・・・回転中心軸、５・・・回転体、８・・・Ｘ線検出器、１０・・・冷却機、１１・・・冷却機筐体カバー、１２・・・ラジエータ・ユニット、１３Ａ、１３Ｂ・・・冷却ファン、１４Ａ、１４Ｂ・・・ポンプ、１６・・・吸気導入口、１６Ａ、１６Ｂ・・・吸気口、１７Ａ，１７Ｂ・・・排気口、１８Ａ，１８Ｂ・・・支柱、１９Ａ、１９Ｂ・・・ラジエータ、２０・・・固定台座、２１Ａ、２１Ｂ・・・取り付け部、２２・・・排気部、２２Ａ，２２Ｂ・・・補強部材、２３Ａ、２３Ｂ・・・固定台座のフレーム構造、３１・・・ベース、３２・・・支柱固定面、４０・・・空洞、５１・・・冷却機搭載部、５２・・・冷却機固定面、６０・・・支持構造体、１００・・・ガントリ、１０８・・・筐体、１１１・・・冷却機筐体、１１２・・・冷却機筐体の頂部、１２０・・・寝台、１２１・・・ラジエータ・ユニットの頂部、１８１Ａ、１８１Ｂ・・・固定台座固定面、２０１、２０２・・・固定台座の固定部、３１１、３１２・・・ベースの固定部、６０１、６０２・・・支持構造体の固定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に搭載され、当該回転体とともに当該回転体の回転中心軸の周りに回転されるＸ線発生器を冷却する為の冷却機において、
前記回転体の冷却機固定面に固定され、この回転体に設けた排気部に連通される排気口を有するベースと、
前記ベースを前記冷却機固定面に固定するベース第１固定部であって、前記ベースの前記回転体の回転方向に関して上流側にある一辺に隣接して設けられるベース第１固定部と、
前記ベースを前記冷却機固定面に固定するベース第２固定部であって、前記ベースの前記回転体の回転方向に関して下流側にある一辺に隣接して設けられるベース第２固定部と、
前記Ｘ線発生器で発生した熱を外部の雰囲気に放出する為のラジエータ・ユニットであって、前記Ｘ線発生器とは、配管で連結されているラジエータ・ユニットと、
前記ベース上に配置固定され、前記Ｘ線発生器及び前記ラジエータ・ユニットとの間で前記配管を介して冷却液を循環させるポンプ装置と、
前記ベース上に排気空間を規定するとともに前記ラジエータ・ユニットが配置される吸気導入口を規定する冷却機筐体と、
前記排気部上の前記ベースに配置固定され、前記吸気導入口に設けた前記ラジエータ・ユニットを介して前記冷却機筐体外から前記排気空間に吸気し、前記排気口及び前記排気部を介して前記排気空間から排気する冷却ファン装置と、
前記ラジエータ・ユニットを支持する前記ベースに固定された支持構造体であって、前記ラジエータ・ユニットを前記回転中心軸側に向けられるように屋根型に突出して配置する支持構造体と、
を具備するとともに、前記冷却機固定面からの前記冷却機筐体の頂部の高さが前記ベース第１固定部と前記ベース第２固定部の間の距離より小さいことを特徴とする冷却機。
【請求項２】
前記支持構造体は、前記ベースの支柱固定面に立設された複数の支柱及び当該複数の支柱の固定台座固定面に取り付け固定された固定台座から構成され、この固定台座が前記回転中心軸側に向けて屋根型に突出するフレーム構造で構成され、前記ラジエータ・ユニットを当該フレーム構造に取り付け固定していることを特徴とする請求項１に記載の冷却機。
【請求項３】
前記支持構造体を前記支柱固定面に固定する支持構造体第１固定部であって、前記支持構造体の前記回転体の回転方向に関して上流側にある前記複数の支柱に設けられる支持構造体第１固定部と、
前記支持構造体を前記支柱固定面に固定する支持構造体第２固定部であって、前記支持構造体の前記回転体の回転方向に関して下流側にある前記複数の支柱に設けられる支持構造体第２固定部と、
を具備するとともに、前記支柱固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記支持構造体第１固定部と前記支持構造体第２固定部の間の距離より小さいことを特徴とする請求項２に記載の冷却機。
【請求項４】
前記固定台座を前記固定台座固定面に固定する固定台座第１固定部であって、前記固定台座の前記回転体の回転方向に関して上流側にある前記フレーム構造に設けられる固定台座第１固定部と、
前記固定台座を前記固定台座固定面に固定する固定台座第２固定部であって、前記固定台座の前記回転体の回転方向に関して下流側にある前記フレーム構造に設けられる固定台座第２固定部と、
を具備するとともに、前記固定台座固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記固定台座第１固定部と前記固定台座第２固定部の間の距離より小さいことを特徴とする請求項２〜３に記載の冷却機。
【請求項５】
前記ラジエータ・ユニットは、前記ポンプに並列に連結された複数のラジエータを有することを特徴とする請求項１〜４に記載の冷却機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却機を具備することを特徴とするＣＴ装置。
【請求項１】
回転体に搭載され、当該回転体とともに当該回転体の回転中心軸の周りに回転されるＸ線発生器を冷却する為の冷却機において、
前記回転体の冷却機固定面に固定され、この回転体に設けた排気部に連通される排気口を有するベースと、
前記ベースを前記冷却機固定面に固定するベース第１固定部であって、前記ベースの前記回転体の回転方向に関して上流側にある一辺に隣接して設けられるベース第１固定部と、
前記ベースを前記冷却機固定面に固定するベース第２固定部であって、前記ベースの前記回転体の回転方向に関して下流側にある一辺に隣接して設けられるベース第２固定部と、
前記Ｘ線発生器で発生した熱を外部の雰囲気に放出する為のラジエータ・ユニットであって、前記Ｘ線発生器とは、配管で連結されているラジエータ・ユニットと、
前記ベース上に配置固定され、前記Ｘ線発生器及び前記ラジエータ・ユニットとの間で前記配管を介して冷却液を循環させるポンプ装置と、
前記ベース上に排気空間を規定するとともに前記ラジエータ・ユニットが配置される吸気導入口を規定する冷却機筐体と、
前記排気部上の前記ベースに配置固定され、前記吸気導入口に設けた前記ラジエータ・ユニットを介して前記冷却機筐体外から前記排気空間に吸気し、前記排気口及び前記排気部を介して前記排気空間から排気する冷却ファン装置と、
前記ラジエータ・ユニットを支持する前記ベースに固定された支持構造体であって、前記ラジエータ・ユニットを前記回転中心軸側に向けられるように屋根型に突出して配置する支持構造体と、
を具備するとともに、前記冷却機固定面からの前記冷却機筐体の頂部の高さが前記ベース第１固定部と前記ベース第２固定部の間の距離より小さいことを特徴とする冷却機。
【請求項２】
前記支持構造体は、前記ベースの支柱固定面に立設された複数の支柱及び当該複数の支柱の固定台座固定面に取り付け固定された固定台座から構成され、この固定台座が前記回転中心軸側に向けて屋根型に突出するフレーム構造で構成され、前記ラジエータ・ユニットを当該フレーム構造に取り付け固定していることを特徴とする請求項１に記載の冷却機。
【請求項３】
前記支持構造体を前記支柱固定面に固定する支持構造体第１固定部であって、前記支持構造体の前記回転体の回転方向に関して上流側にある前記複数の支柱に設けられる支持構造体第１固定部と、
前記支持構造体を前記支柱固定面に固定する支持構造体第２固定部であって、前記支持構造体の前記回転体の回転方向に関して下流側にある前記複数の支柱に設けられる支持構造体第２固定部と、
を具備するとともに、前記支柱固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記支持構造体第１固定部と前記支持構造体第２固定部の間の距離より小さいことを特徴とする請求項２に記載の冷却機。
【請求項４】
前記固定台座を前記固定台座固定面に固定する固定台座第１固定部であって、前記固定台座の前記回転体の回転方向に関して上流側にある前記フレーム構造に設けられる固定台座第１固定部と、
前記固定台座を前記固定台座固定面に固定する固定台座第２固定部であって、前記固定台座の前記回転体の回転方向に関して下流側にある前記フレーム構造に設けられる固定台座第２固定部と、
を具備するとともに、前記固定台座固定面からの前記ラジエータ・ユニットの頂部の高さが前記固定台座第１固定部と前記固定台座第２固定部の間の距離より小さいことを特徴とする請求項２〜３に記載の冷却機。
【請求項５】
前記ラジエータ・ユニットは、前記ポンプに並列に連結された複数のラジエータを有することを特徴とする請求項１〜４に記載の冷却機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却機を具備することを特徴とするＣＴ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８４５７２（Ｐ２０１３−８４５７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６９３１９（Ｐ２０１２−１６９３１９）
【出願日】平成２４年７月３１日（２０１２．７．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月３１日（２０１２．７．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０３３８２５４２）東芝電子管デバイス株式会社 (369)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]