回転陽極型Ｘ線管装置
【課題】ハウジングの破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を提供する。
【解決手段】回転陽極型Ｘ線管装置は、陰極３６と、陽極ターゲット３５ａと、ガラスで形成された真空外囲器３１と、回転体２と、固定体１と、を有したＸ線管３０と、回転体を回転させるステータコイル９１０と、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されたハウジング２０と、防護体７０と、冷却液７とを備えている。防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０の少なくとも一方に固定され、真空外囲器３１及びハウジング２０間に位置し、真空外囲器３１及びハウジング２０に隙間を置いて設けられ、Ｘ線を透過させるＸ線透過窓７１を有している。
【解決手段】回転陽極型Ｘ線管装置は、陰極３６と、陽極ターゲット３５ａと、ガラスで形成された真空外囲器３１と、回転体２と、固定体１と、を有したＸ線管３０と、回転体を回転させるステータコイル９１０と、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されたハウジング２０と、防護体７０と、冷却液７とを備えている。防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０の少なくとも一方に固定され、真空外囲器３１及びハウジング２０間に位置し、真空外囲器３１及びハウジング２０に隙間を置いて設けられ、Ｘ線を透過させるＸ線透過窓７１を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転陽極型Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、医療分野等で行うＸ線撮影（例えばレントゲン撮影やＣＴ撮影）に、回転陽極型Ｘ線管装置が使用されている。回転陽極型Ｘ線管装置は、アルミ鋳物のような脆性材料からなるハウジングと、このハウジング内に収容され、Ｘ線を放射するＸ線管とを備えている。ハウジングの内面には、Ｘ線を遮蔽する鉛板が貼り付けられている。また、ハウジングの壁面には、Ｘ線管から放射されるＸ線を放射可能に形成された放射窓が設けられている。
【０００３】
また、ハウジング内には絶縁油等の冷却液が封入されている。Ｘ線管は、真空外囲器を備えている。この真空外囲器内には、高速回転（例えば１００００ＲＰＭ）が可能な陽極ターゲットと、陽極ターゲットに対向配置された陰極とが設けられている。陽極ターゲットは、タングステン合金で円盤状に形成されている。陰極と陽極ターゲットの間に印加された高電圧により、陰極から放出された電子が陽極ターゲットのターゲット層に衝突され、ターゲット層からＸ線が放射される。
【０００４】
上記回転陽極型Ｘ線管装置において、万一、陽極ターゲットが高速回転中に破損した場合、陽極ターゲットは高い運動エネルギを有した状態で飛散する恐れがある。陽極ターゲットが飛散した場合、陽極ターゲットの破片により、真空外囲器が破壊される。さらに、陽極ターゲットの破片は、ハウジングにも衝突してハウジングに破損が生じる恐れがある。Ｘ線撮影中にハウジングに破損が生じると、被検査体（例えば人体）に高温の冷却液がかかってしまう危険性がある。
【０００５】
このため、上記危険性を回避する技術として、ハウジングの内面に防護体を貼り付ける技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。防護体は、ハウジングへの陽極ターゲットの破片の衝突を防護するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７００６６０２号明細書
【特許文献２】特開２００８−８４６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１では、防護体は、防弾チョッキに用いられるような素材からなる円筒である。上記特許文献２では、防護体は、ステンレス板のような延性材料からなる円筒である。これらの防護体を用いた場合、防護体に陽極ターゲットの破片が衝突すると、防護体は、変形を起こすことにより陽極ターゲットの運動エネルギの一部を吸収することができる。
【０００８】
しかし、防護体はハウジング内面に接触した状態で配置されているため、防護体に引き起こされる変形が制限されてしまう。その結果、運動エネルギが防護体で十分に吸収されず、残りのエネルギはハウジング自体に伝達されることになり、アルミ鋳物のような脆性材料からなるハウジングの破損を避けることができない。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ハウジングの破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る回転陽極型Ｘ線管装置は、
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、ガラスで形成され少なくとも前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器と、前記陽極ターゲットを固定し前記陽極ターゲットとともに回転可能に設けられた回転体と、前記回転体を回転可能に支持する固定体と、を有したＸ線管と、
前記回転体を回転させる回転駆動装置と、
固体の樹脂材を主成分とする材料で形成され、少なくとも前記真空外囲器を収納したハウジングと、
前記真空外囲器及びハウジングの少なくとも一方に固定され、前記真空外囲器及びハウジング間に位置し、前記真空外囲器及びハウジングに隙間を置いて設けられ、前記Ｘ線を透過させるＸ線透過窓を有し、前記陽極ターゲットの破片の運動エネルギを吸収可能な防護体と、
前記真空外囲器及び防護体間、並びに前記防護体及びハウジング間を含む前記Ｘ線管及びハウジング間を満たす冷却液と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ハウジングの破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す縦断面図である。
【図２】上記回転陽極型Ｘ線管装置の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながらこの発明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。図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線管装置１０を示す縦断面図である。
【００１３】
図１に示すように、Ｘ線管装置１０は、筒状のハウジング２０と、ハウジング２０内に収納されたＸ線管３０と、ハウジング２０の内部に充填され、Ｘ線管３０及びハウジング２０間を満たす冷却液７と、回転駆動装置としてのステータコイル９１０とを備えている。ハウジング２０には、ゴムベローズ２１が設けられ、冷却液７の圧力調整が行われている。ハウジング２０は、Ｘ線をハウジング２０外部に放射する放射窓２４を有している。
【００１４】
放射窓２４を除き、ハウジング２０は次に示すように形成されている。
ハウジング２０は、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されている。固体の樹脂材は、少なくとも熱硬化性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、芳香族ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー、及びメチルペンテンポリマー樹脂の何れか１つを含んでいる。
【００１５】
ハウジング２０は、固体の樹脂材の他、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されている。Ｘ線不透過材は、少なくとも、タングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の何れか１つからなる金属微粒子、又はタングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の化合物微粒子の少なくとも１つを主材料として含有している。
【００１６】
ハウジング２０は、固体の樹脂材及びＸ線不透過材の他、補強繊維をさらに含んでいると強度が増すため、より好ましい。補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維及びアラミド繊維などを選択することができる。
【００１７】
ハウジング２０の厚みは、３乃至１０ｍｍである。この実施の形態において、ハウジング２０の厚みは、８ｍｍである。ハウジング２０の内面に、鉛板は貼り付けられていない。ハウジング２０の内面は、冷却液７に接している。
【００１８】
Ｘ線管３０は、真空外囲器３１を備えている。真空外囲器３１は、ガラスで形成されたガラス容器３２と、高電圧絶縁部材４０と、高電圧絶縁部材５０とを備えている。高電圧絶縁部材４０には陽極３５が間接的に取り付けられ、高電圧絶縁部材５０には陰極３６が間接的に取り付けられている。陰極３６は、陽極３５に照射する電子を放出するものである。陽極３５及び陰極３６は、真空外囲器３１に収納されている。
【００１９】
陽極３５は、陽極ターゲット３５ａと、支持体３５ｃとを有している。陽極ターゲット３５ａは、円盤状に形成されている。陽極ターゲット３５ａは、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられたターゲット層３５ｂを有している。ターゲット層３５ｂは、陰極３６から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する。支持体３５ｃは、陽極ターゲット３５ａを支持するものである。支持体３５ｃは、陽極ターゲット３５ａと一体に形成されている。陽極３５は、タングステン合金等の金属で形成されている。陽極３５は、管軸を中心に回転可能である。陽極３５には相対的に正の電圧が印加される。
【００２０】
陰極３６には電圧供給端子５４が接続されている。電圧供給端子５４は、陰極３６に相対的に負の電圧を印加するともに陰極３６のフィラメント（図示せず）に電流を供給するものである。
【００２１】
Ｘ線管３０は、ロータ９２０、軸受け９３０、固定体１及び回転体２を備えている。固定体１は円柱状に形成され、高電圧絶縁部材４０に固定されている。固定体１は回転体２を回転可能に支持する。回転体２は筒状に形成され、固定体１と同軸的に設けられている。回転体２の外面にロータ９２０が取り付けられている。回転体２に支持体３５ｃが固定されている。回転体２は、陽極３５とともに回転可能に設けられている。
【００２２】
高電圧絶縁部材４０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材４０は、筒部４６と、筒部４６の一端側を閉塞した底部４７とで形成されている。高電圧絶縁部材４０は、ハウジング２０の外部に露出した外部端面４１と、冷却液７に接した冷却面４３と、真空外囲器３１の内部に位置し陽極３５が間接的に取り付けられる取り付け面４２と、を有している。この実施の形態において、外部端面４１は平面である。
【００２３】
高電圧絶縁部材４０の内部には、陽極３５に接続され、外部端面４１側へ導出する電圧供給端子４４が設けられている。この実施の形態において、電圧供給端子４４は高電圧供給端子である。電圧供給端子４４は、外部端面４１を貫通して設けられ、高電圧絶縁部材４０に取り付けられた陽極３５に高電圧を供給するものである。
【００２４】
高電圧絶縁部材５０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材５０は、筒部５６と、筒部５６の一端側を閉塞した底部５７とで形成されている。高電圧絶縁部材５０は、ハウジング２０の外部に露出した外部端面５１と、冷却液７に接した冷却面５３と、真空外囲器３１の内部に位置し陰極３６が間接的に取り付けられる取り付け面５２と、を有している。この実施の形態において、外部端面５１は平面である。
【００２５】
高電圧絶縁部材５０の内部には、陰極３６に接続され、外部端面５１側へ導出する電圧供給端子５４が設けられている。この実施の形態において、電圧供給端子５４は高電圧供給端子である。電圧供給端子５４は、外部端面５１を貫通して設けられ、高電圧絶縁部材５０に取り付けられた陰極３６に高電圧を供給するものである。電圧供給端子５４は低膨張合金であるＫＯＶ部材５５で支持されている。ＫＯＶ部材５５及び陰極３６間、並びにＫＯＶ部材５５及び高電圧絶縁部材５０間は、ろう付けされている。
【００２６】
高電圧コネクタ１００は、有底筒状のハウジング１０１と、ハウジング１０１内にその先端が挿入されたケーブル１０２と、ハウジング１０１内に充填され、ケーブル１０２の端子１０２ａをハウジング１０１の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部１０３と、この固定部１０３と底部４７の外部端面４１との間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート１０４とを備えている。この実施の形態において、ケーブル１０２は、高電圧ケーブルである。固定部１０３は、電気絶縁材である。
【００２７】
この実施の形態において、高電圧コネクタ１００の電気絶縁材としての固定部１０３は、底部４７の外部端面４１に間接的に密着されている。なお、固定部１０３は、外部端面４１に直接密着されていても良い。高電圧コネクタ１００は、電圧供給端子４４に高電圧を与えるものである。
【００２８】
このように構成されたＸ線管装置では、次のように用いられる。高電圧コネクタ１００をハウジング２０に取り付ける際に、シリコーンプレート１０４が、それぞれ固定部１０３と、高電圧絶縁部材４０の外部端面４１とに密着するように押圧する。
【００２９】
高電圧コネクタ２００は、有底筒状のハウジング２０１と、ハウジング２０１内にその先端が挿入されたケーブル２０２と、ハウジング２０１内に充填され、ケーブル２０２の端子２０２ａをハウジング２０１の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部２０３と、この固定部２０３と高電圧絶縁部材５０の外部端面５１との間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート２０４とを備えている。この実施の形態において、ケーブル２０２は高電圧ケーブルである。固定部２０３は、電気絶縁材である。
【００３０】
この実施の形態において、高電圧コネクタ２００の電気絶縁材としての固定部２０３は、高電圧絶縁部材５０の外部端面５１に間接的に密着されている。なお、固定部２０３は、外部端面５１に直接密着されていても良い。高電圧コネクタ２００は、電圧供給端子５４に高電圧を与えるものである。
【００３１】
このように構成されたＸ線管装置では、次のように用いられる。高電圧コネクタ２００をハウジング２０に取り付ける際に、シリコーンプレート２０４が、それぞれ固定部２０３と、高電圧絶縁部材５０の外部端面５１とに密着するように押圧する。
【００３２】
Ｘ線遮蔽部としてのＸ線遮蔽キャップ３００は、高電圧コネクタ１００を覆うようにハウジング２０に着脱可能に取り付けられている。Ｘ線遮蔽部としてのＸ線遮蔽キャップ４００は、高電圧コネクタ２００を覆うようにハウジング２０に着脱可能に取り付けられている。Ｘ線遮蔽キャップ３００及びＸ線遮蔽キャップ４００は、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されている。
【００３３】
Ｘ線管装置１０は、ハウジング２０の内表面又は外表面の少なくとも一部に設けられ、電磁気を遮蔽する遮蔽層２０ａをさらに備えている。この実施の形態において、遮蔽層２０ａは、ハウジング２０の外表面に設けられている。遮蔽層２０ａは、金属からなるシェルである。これにより、電磁気による周辺機器の誤動作を防止することができる。
【００３４】
また、Ｘ線管装置１０は、Ｘ線遮蔽キャップ３００、４００の内表面又は外表面の少なくとも一部に設けられ、電磁気を遮蔽する遮蔽層３００ａ、４００ａをさらに備えている。この実施の形態において、遮蔽層３００ａはＸ線遮蔽キャップ３００の外表面に設けられている。遮蔽層４００ａはＸ線遮蔽キャップ４００の外表面に設けられている。これにより、電磁気による周辺機器の誤動作を一層防止することができる。
【００３５】
なお、遮蔽層２０ａ、３００ａ、４００ａをハウジング２０の内表面に設ける場合、遮蔽層が冷却液により腐食する恐れがあるため、これら遮蔽層は、ハウジング２０の外表面及びＸ線遮蔽キャップ３００、４００の外表面に設けるのが好ましい。
また、遮蔽層２０ａ、３００ａ、４００ａは、メッキ処理等のコーティング処理にて形成されていても良い。
【００３６】
防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０の少なくとも一方に固定されている。ここでは、防護体７０はハウジング２０に固定されている。防護体７０は、それぞれガラス容器３２及びハウジング２０に隙間を置いて設けられている。防護体７０は、ガラス容器３２及びハウジング２０間に位置している。防護体７０は、陽極ターゲット３５ａの回転軸に垂直な方向において、少なくとも陽極ターゲット３５ａと対向して位置している。
【００３７】
防護体７０はステンレス板のような延性材料からなる筒状で形成されている。防護体７０は、Ｘ線を透過させるＸ線透過窓７１を有している。Ｘ線透過窓７１は放射窓２４と対向している。ここでは、Ｘ線透過窓７１は、防護体７０の一部を開口した開口部である。
【００３８】
防護体７０は、陽極ターゲット３５ａが高速回転中に破損した場合、高い運動エネルギを有した状態で飛散する陽極ターゲット３５ａの破片のハウジング２０への衝突を防護するものである。
【００３９】
防護体７０に陽極ターゲット３５ａの破片が衝突しても、防護体７０は十分な変形を起こすことにより運動エネルギを吸収することができる。防護体７０及びハウジング２０は、隙間を置いて位置しているため、防護体７０に変形が生じてもハウジング２０自体の変形を防止できる。これにより、ハウジング２０に生じる恐れのあった亀裂を防止することができる。
【００４０】
防護体７０の厚みは、０．５乃至３ｍｍである。この実施の形態において、防護体７０の厚みは、１ｍｍである。陽極ターゲット３５ａの回転軸に垂直な方向において、ガラス容器３２及びハウジング２０間の隙間は、３乃至１２ｍｍである。この実施の形態において、ガラス容器３２及びハウジング２０間の隙間は、７ｍｍである。
【００４１】
冷却液７は、ハウジング２０内に充填され、Ｘ線管３０及びハウジング２０間を満たしている。冷却液７は、真空外囲器３１及び防護体７０間、並びに防護体７０及びハウジング２０間を含む領域も満たしている。
冷却液７としては、絶縁油又は水系冷却液を用いることができる。この実施の形態において、冷却液７として水系冷却液を用いている。
【００４２】
また、ハウジング２０に、冷却器すなわちクーラーユニット２２が接続されている。クーラーユニット２２は、循環ポンプ２２ａ及び熱交換器２２ｂを有している。このため、冷却液７は熱交換器２２ｂにより冷却される。循環ポンプ２２ａは、冷却液７を循環させ、冷却液７の流れを作り出すものである。なお、冷却液７は、開口したＸ線透過窓７１を介して、真空外囲器３１及び防護体７０間、並びに防護体７０及びハウジング２０間も循環される。これにより、Ｘ線管装置１０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２０の外部へ放出される。
【００４３】
このように構成されたＸ線管装置１０では、ステータコイル９１０に所定の電流を印加することでロータ９２０が回転し、陽極ターゲット３５ａ（陽極３５）が回転する。次に、高電圧コネクタ１００、２００に所定の高電圧を印加する。
【００４４】
高電圧コネクタ１００に印加された高電圧は、電圧供給端子４４、固定体１、軸受け９３０及び回転体２を介して陽極３５の陽極ターゲット３５ａに供給される。高電圧コネクタ２００に印加された高電圧は、電圧供給端子５４を介して陰極３６に供給される。
【００４５】
これにより、陰極３６から陽極ターゲット３５ａのターゲット層３５ｂに電子ビームが放射され、陽極ターゲット３５ａからＸ線が放射され、Ｘ線は、ガラス容器３２、Ｘ線透過窓７１及び放射窓２４を透過して外部へ放射される。
【００４６】
以上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線管装置は、陰極３６と、陽極ターゲット３５ａと、真空外囲器３１と、回転体２と、固定体１とを有したＸ線管３０と、ステータコイル９１０と、ハウジング２０と、防護体７０と、Ｘ線管３０及びハウジング２０間を満たす冷却液７と、を備えている。
【００４７】
防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０の少なくとも一方に固定されている。防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０に隙間を置いて設けられている。防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０間に位置している。
【００４８】
防護体７０は、陽極ターゲット３５ａが高速回転中に破損した場合、高い運動エネルギを有した状態で飛散する陽極ターゲット３５ａの破片のハウジング２０への衝突を防護するものである。防護体７０に陽極ターゲット３５ａの破片が衝突しても、防護体７０は十分な変形を起こすことにより運動エネルギを吸収することができる。
【００４９】
これにより、ハウジング２０に生じる恐れのあった亀裂を防止することができる。例えば、回転陽極型Ｘ線管装置を医療診断機器に搭載した場合、被検査体（例えば人体）に高温の冷却液７がかかってしまう危険性を排除することができる。
【００５０】
ハウジング２０は、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されている。このため、ハウジング２０を射出成形する際、ハウジング２０を形成する材料（樹脂）の優れた流動性を得ることができる。
【００５１】
ハウジング２０は、Ｘ線不透過材を含む固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されている。ハウジング２０は、放射窓２４以外の方向へのＸ線を遮蔽することができるため、例えば、Ｘ線管装置を医療診断機器に搭載した場合、人体への不要な放射（被曝）を防止することができる。
【００５２】
ハウジング２０の内面に鉛板を貼り付けたり、鉛板を鉛代替のＸ線遮蔽材に置き換えるのではなく、ハウジング２０を形成する材料を鉛代替のＸ線不透過材を含む樹脂材料に置き換えている。ハウジング２０に鉛板を貼り付ける必要はないため、製造コストを低減することができる。
【００５３】
また、ハウジング２０に鉛板を設けないため、鉛板の分、ハウジング２０を厚く形成することができる。これにより、ハウジング２０を形成する材料へのＸ線不透過材の混合率を、ハウジング２０を形成する材料の４０体積％以下に抑えることが可能となる。このため、ハウジング２０を射出成形する際、ハウジング２０を形成する材料（樹脂）の優れた流動性を得ることができる。また、ハウジング２０の構造強度の低下を防止することができる。
【００５４】
また、高電圧コネクタ１００、２００を覆うようにＸ線遮蔽キャップ３００、４００が設けられている。高電圧コネクタ１００、２００を透過したＸ線をＸ線遮蔽キャップ３００、４００で遮蔽することができるため、一層、人体への不要な放射（被曝）を防止することができる。
【００５５】
冷却液７として、熱伝達率が最も高い、水を主成分とする水系冷却液を用いることができる。このため、冷却液７は、高電圧絶縁部材４０、５０に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。また、水系冷却液は、絶縁油に比べて、比熱が大きい（絶縁油の約２倍）ため、Ｘ線管３０の放熱による冷却液の温度上昇が低く抑えられる。
【００５６】
また、高電圧絶縁部材４０、５０は冷却液７に接するため、陽極３５及び陰極３６からの熱を効果的に冷却液７に放散でき、高電圧絶縁部材４０、５０に接続された高電圧コネクタ１００、２００の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタ１００、２００の絶縁性を確保することができる。
【００５７】
上記したことから、ハウジング２０の破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。さらには、製造コストを低減でき、製造歩留まりの高い回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。またさらに、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。
【００５８】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施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可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、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。
【００５９】
防護体７０は、陽極ターゲットの破片の運動エネルギを吸収できる材料で形成されていれば良く、これにより、ハウジング２０に生じる恐れのあった亀裂を防止できれば良い。防護体７０は、ステンレスに限らず、金属、樹脂及びセラミクス等で形成されていれば良い。防護体７０は、高圧電位との絶縁性を有することが最良であるので、樹脂やセラミクス等の絶縁性の材料で形成した方が好ましい。
【００６０】
ハウジング２０は、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されていれば良く、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されていなくとも良い。この場合、図２に示すように、防護体７０の表面に鉛等のＸ線を遮蔽する部材８０を貼り付けたり、ハウジング２０の内面に鉛等のＸ線を遮蔽する部材を貼り付ける等すれば良い。部材８０は、Ｘ線透過窓７１と対向したＸ線透過窓８１を有していれば良い。
【００６１】
その他、防護体７０が絶縁材を主成分とし、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されていても良い。上記Ｘ線不透過材は、少なくとも、タングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の何れか１つからなる金属微粒子、又はタングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の化合物微粒子の少なくとも１つを主材料として含有していれば良い。
【００６２】
陽極３５をモリブデンやモリブデン合金で形成した場合、陽極３５はＸ線を遮蔽することができる。この場合、Ｘ線管装置１０にＸ線遮蔽キャップ４００を設ける必要はあるが、Ｘ線遮蔽キャップ３００は設けなくとも良い。
この発明は、上記回転陽極型Ｘ線管装置に限らず、各種回転陽極型Ｘ線管装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…固定体、２…回転体、７…冷却液、１０…回転陽極型Ｘ線管装置、２０…ハウジング、２０ａ…遮蔽層、３０…Ｘ線管、３１…真空外囲器、３２…ガラス容器、３５…陽極、３５ａ…陽極ターゲット、３５ｂ…ターゲット層、３５ｃ…支持体、３６…陰極、４０…高電圧絶縁部材、４１…外部端面、４２…取り付け面、４３…冷却面、４４…電圧供給端子、５０…高電圧絶縁部材、５１…外部端面、５２…取り付け面、５３…冷却面、５４…電圧供給端子、７０…防護体、７１…Ｘ線透過窓、１００…高電圧コネクタ、１０３…固定部、２００…高電圧コネクタ、２０３…固定部、３００…Ｘ線遮蔽キャップ、３００ａ…遮蔽層、４００…Ｘ線遮蔽キャップ、４００ａ…遮蔽層、９１０…ステータコイル。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転陽極型Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、医療分野等で行うＸ線撮影（例えばレントゲン撮影やＣＴ撮影）に、回転陽極型Ｘ線管装置が使用されている。回転陽極型Ｘ線管装置は、アルミ鋳物のような脆性材料からなるハウジングと、このハウジング内に収容され、Ｘ線を放射するＸ線管とを備えている。ハウジングの内面には、Ｘ線を遮蔽する鉛板が貼り付けられている。また、ハウジングの壁面には、Ｘ線管から放射されるＸ線を放射可能に形成された放射窓が設けられている。
【０００３】
また、ハウジング内には絶縁油等の冷却液が封入されている。Ｘ線管は、真空外囲器を備えている。この真空外囲器内には、高速回転（例えば１００００ＲＰＭ）が可能な陽極ターゲットと、陽極ターゲットに対向配置された陰極とが設けられている。陽極ターゲットは、タングステン合金で円盤状に形成されている。陰極と陽極ターゲットの間に印加された高電圧により、陰極から放出された電子が陽極ターゲットのターゲット層に衝突され、ターゲット層からＸ線が放射される。
【０００４】
上記回転陽極型Ｘ線管装置において、万一、陽極ターゲットが高速回転中に破損した場合、陽極ターゲットは高い運動エネルギを有した状態で飛散する恐れがある。陽極ターゲットが飛散した場合、陽極ターゲットの破片により、真空外囲器が破壊される。さらに、陽極ターゲットの破片は、ハウジングにも衝突してハウジングに破損が生じる恐れがある。Ｘ線撮影中にハウジングに破損が生じると、被検査体（例えば人体）に高温の冷却液がかかってしまう危険性がある。
【０００５】
このため、上記危険性を回避する技術として、ハウジングの内面に防護体を貼り付ける技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。防護体は、ハウジングへの陽極ターゲットの破片の衝突を防護するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７００６６０２号明細書
【特許文献２】特開２００８−８４６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１では、防護体は、防弾チョッキに用いられるような素材からなる円筒である。上記特許文献２では、防護体は、ステンレス板のような延性材料からなる円筒である。これらの防護体を用いた場合、防護体に陽極ターゲットの破片が衝突すると、防護体は、変形を起こすことにより陽極ターゲットの運動エネルギの一部を吸収することができる。
【０００８】
しかし、防護体はハウジング内面に接触した状態で配置されているため、防護体に引き起こされる変形が制限されてしまう。その結果、運動エネルギが防護体で十分に吸収されず、残りのエネルギはハウジング自体に伝達されることになり、アルミ鋳物のような脆性材料からなるハウジングの破損を避けることができない。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ハウジングの破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る回転陽極型Ｘ線管装置は、
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、ガラスで形成され少なくとも前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器と、前記陽極ターゲットを固定し前記陽極ターゲットとともに回転可能に設けられた回転体と、前記回転体を回転可能に支持する固定体と、を有したＸ線管と、
前記回転体を回転させる回転駆動装置と、
固体の樹脂材を主成分とする材料で形成され、少なくとも前記真空外囲器を収納したハウジングと、
前記真空外囲器及びハウジングの少なくとも一方に固定され、前記真空外囲器及びハウジング間に位置し、前記真空外囲器及びハウジングに隙間を置いて設けられ、前記Ｘ線を透過させるＸ線透過窓を有し、前記陽極ターゲットの破片の運動エネルギを吸収可能な防護体と、
前記真空外囲器及び防護体間、並びに前記防護体及びハウジング間を含む前記Ｘ線管及びハウジング間を満たす冷却液と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ハウジングの破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す縦断面図である。
【図２】上記回転陽極型Ｘ線管装置の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながらこの発明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。図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線管装置１０を示す縦断面図である。
【００１３】
図１に示すように、Ｘ線管装置１０は、筒状のハウジング２０と、ハウジング２０内に収納されたＸ線管３０と、ハウジング２０の内部に充填され、Ｘ線管３０及びハウジング２０間を満たす冷却液７と、回転駆動装置としてのステータコイル９１０とを備えている。ハウジング２０には、ゴムベローズ２１が設けられ、冷却液７の圧力調整が行われている。ハウジング２０は、Ｘ線をハウジング２０外部に放射する放射窓２４を有している。
【００１４】
放射窓２４を除き、ハウジング２０は次に示すように形成されている。
ハウジング２０は、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されている。固体の樹脂材は、少なくとも熱硬化性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、芳香族ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー、及びメチルペンテンポリマー樹脂の何れか１つを含んでいる。
【００１５】
ハウジング２０は、固体の樹脂材の他、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されている。Ｘ線不透過材は、少なくとも、タングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の何れか１つからなる金属微粒子、又はタングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の化合物微粒子の少なくとも１つを主材料として含有している。
【００１６】
ハウジング２０は、固体の樹脂材及びＸ線不透過材の他、補強繊維をさらに含んでいると強度が増すため、より好ましい。補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維及びアラミド繊維などを選択することができる。
【００１７】
ハウジング２０の厚みは、３乃至１０ｍｍである。この実施の形態において、ハウジング２０の厚みは、８ｍｍである。ハウジング２０の内面に、鉛板は貼り付けられていない。ハウジング２０の内面は、冷却液７に接している。
【００１８】
Ｘ線管３０は、真空外囲器３１を備えている。真空外囲器３１は、ガラスで形成されたガラス容器３２と、高電圧絶縁部材４０と、高電圧絶縁部材５０とを備えている。高電圧絶縁部材４０には陽極３５が間接的に取り付けられ、高電圧絶縁部材５０には陰極３６が間接的に取り付けられている。陰極３６は、陽極３５に照射する電子を放出するものである。陽極３５及び陰極３６は、真空外囲器３１に収納されている。
【００１９】
陽極３５は、陽極ターゲット３５ａと、支持体３５ｃとを有している。陽極ターゲット３５ａは、円盤状に形成されている。陽極ターゲット３５ａは、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられたターゲット層３５ｂを有している。ターゲット層３５ｂは、陰極３６から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する。支持体３５ｃは、陽極ターゲット３５ａを支持するものである。支持体３５ｃは、陽極ターゲット３５ａと一体に形成されている。陽極３５は、タングステン合金等の金属で形成されている。陽極３５は、管軸を中心に回転可能である。陽極３５には相対的に正の電圧が印加される。
【００２０】
陰極３６には電圧供給端子５４が接続されている。電圧供給端子５４は、陰極３６に相対的に負の電圧を印加するともに陰極３６のフィラメント（図示せず）に電流を供給するものである。
【００２１】
Ｘ線管３０は、ロータ９２０、軸受け９３０、固定体１及び回転体２を備えている。固定体１は円柱状に形成され、高電圧絶縁部材４０に固定されている。固定体１は回転体２を回転可能に支持する。回転体２は筒状に形成され、固定体１と同軸的に設けられている。回転体２の外面にロータ９２０が取り付けられている。回転体２に支持体３５ｃが固定されている。回転体２は、陽極３５とともに回転可能に設けられている。
【００２２】
高電圧絶縁部材４０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材４０は、筒部４６と、筒部４６の一端側を閉塞した底部４７とで形成されている。高電圧絶縁部材４０は、ハウジング２０の外部に露出した外部端面４１と、冷却液７に接した冷却面４３と、真空外囲器３１の内部に位置し陽極３５が間接的に取り付けられる取り付け面４２と、を有している。この実施の形態において、外部端面４１は平面である。
【００２３】
高電圧絶縁部材４０の内部には、陽極３５に接続され、外部端面４１側へ導出する電圧供給端子４４が設けられている。この実施の形態において、電圧供給端子４４は高電圧供給端子である。電圧供給端子４４は、外部端面４１を貫通して設けられ、高電圧絶縁部材４０に取り付けられた陽極３５に高電圧を供給するものである。
【００２４】
高電圧絶縁部材５０は、真空外囲器３１の一部を形成している。高電圧絶縁部材５０は、筒部５６と、筒部５６の一端側を閉塞した底部５７とで形成されている。高電圧絶縁部材５０は、ハウジング２０の外部に露出した外部端面５１と、冷却液７に接した冷却面５３と、真空外囲器３１の内部に位置し陰極３６が間接的に取り付けられる取り付け面５２と、を有している。この実施の形態において、外部端面５１は平面である。
【００２５】
高電圧絶縁部材５０の内部には、陰極３６に接続され、外部端面５１側へ導出する電圧供給端子５４が設けられている。この実施の形態において、電圧供給端子５４は高電圧供給端子である。電圧供給端子５４は、外部端面５１を貫通して設けられ、高電圧絶縁部材５０に取り付けられた陰極３６に高電圧を供給するものである。電圧供給端子５４は低膨張合金であるＫＯＶ部材５５で支持されている。ＫＯＶ部材５５及び陰極３６間、並びにＫＯＶ部材５５及び高電圧絶縁部材５０間は、ろう付けされている。
【００２６】
高電圧コネクタ１００は、有底筒状のハウジング１０１と、ハウジング１０１内にその先端が挿入されたケーブル１０２と、ハウジング１０１内に充填され、ケーブル１０２の端子１０２ａをハウジング１０１の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部１０３と、この固定部１０３と底部４７の外部端面４１との間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート１０４とを備えている。この実施の形態において、ケーブル１０２は、高電圧ケーブルである。固定部１０３は、電気絶縁材である。
【００２７】
この実施の形態において、高電圧コネクタ１００の電気絶縁材としての固定部１０３は、底部４７の外部端面４１に間接的に密着されている。なお、固定部１０３は、外部端面４１に直接密着されていても良い。高電圧コネクタ１００は、電圧供給端子４４に高電圧を与えるものである。
【００２８】
このように構成されたＸ線管装置では、次のように用いられる。高電圧コネクタ１００をハウジング２０に取り付ける際に、シリコーンプレート１０４が、それぞれ固定部１０３と、高電圧絶縁部材４０の外部端面４１とに密着するように押圧する。
【００２９】
高電圧コネクタ２００は、有底筒状のハウジング２０１と、ハウジング２０１内にその先端が挿入されたケーブル２０２と、ハウジング２０１内に充填され、ケーブル２０２の端子２０２ａをハウジング２０１の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部２０３と、この固定部２０３と高電圧絶縁部材５０の外部端面５１との間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート２０４とを備えている。この実施の形態において、ケーブル２０２は高電圧ケーブルである。固定部２０３は、電気絶縁材である。
【００３０】
この実施の形態において、高電圧コネクタ２００の電気絶縁材としての固定部２０３は、高電圧絶縁部材５０の外部端面５１に間接的に密着されている。なお、固定部２０３は、外部端面５１に直接密着されていても良い。高電圧コネクタ２００は、電圧供給端子５４に高電圧を与えるものである。
【００３１】
このように構成されたＸ線管装置では、次のように用いられる。高電圧コネクタ２００をハウジング２０に取り付ける際に、シリコーンプレート２０４が、それぞれ固定部２０３と、高電圧絶縁部材５０の外部端面５１とに密着するように押圧する。
【００３２】
Ｘ線遮蔽部としてのＸ線遮蔽キャップ３００は、高電圧コネクタ１００を覆うようにハウジング２０に着脱可能に取り付けられている。Ｘ線遮蔽部としてのＸ線遮蔽キャップ４００は、高電圧コネクタ２００を覆うようにハウジング２０に着脱可能に取り付けられている。Ｘ線遮蔽キャップ３００及びＸ線遮蔽キャップ４００は、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されている。
【００３３】
Ｘ線管装置１０は、ハウジング２０の内表面又は外表面の少なくとも一部に設けられ、電磁気を遮蔽する遮蔽層２０ａをさらに備えている。この実施の形態において、遮蔽層２０ａは、ハウジング２０の外表面に設けられている。遮蔽層２０ａは、金属からなるシェルである。これにより、電磁気による周辺機器の誤動作を防止することができる。
【００３４】
また、Ｘ線管装置１０は、Ｘ線遮蔽キャップ３００、４００の内表面又は外表面の少なくとも一部に設けられ、電磁気を遮蔽する遮蔽層３００ａ、４００ａをさらに備えている。この実施の形態において、遮蔽層３００ａはＸ線遮蔽キャップ３００の外表面に設けられている。遮蔽層４００ａはＸ線遮蔽キャップ４００の外表面に設けられている。これにより、電磁気による周辺機器の誤動作を一層防止することができる。
【００３５】
なお、遮蔽層２０ａ、３００ａ、４００ａをハウジング２０の内表面に設ける場合、遮蔽層が冷却液により腐食する恐れがあるため、これら遮蔽層は、ハウジング２０の外表面及びＸ線遮蔽キャップ３００、４００の外表面に設けるのが好ましい。
また、遮蔽層２０ａ、３００ａ、４００ａは、メッキ処理等のコーティング処理にて形成されていても良い。
【００３６】
防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０の少なくとも一方に固定されている。ここでは、防護体７０はハウジング２０に固定されている。防護体７０は、それぞれガラス容器３２及びハウジング２０に隙間を置いて設けられている。防護体７０は、ガラス容器３２及びハウジング２０間に位置している。防護体７０は、陽極ターゲット３５ａの回転軸に垂直な方向において、少なくとも陽極ターゲット３５ａと対向して位置している。
【００３７】
防護体７０はステンレス板のような延性材料からなる筒状で形成されている。防護体７０は、Ｘ線を透過させるＸ線透過窓７１を有している。Ｘ線透過窓７１は放射窓２４と対向している。ここでは、Ｘ線透過窓７１は、防護体７０の一部を開口した開口部である。
【００３８】
防護体７０は、陽極ターゲット３５ａが高速回転中に破損した場合、高い運動エネルギを有した状態で飛散する陽極ターゲット３５ａの破片のハウジング２０への衝突を防護するものである。
【００３９】
防護体７０に陽極ターゲット３５ａの破片が衝突しても、防護体７０は十分な変形を起こすことにより運動エネルギを吸収することができる。防護体７０及びハウジング２０は、隙間を置いて位置しているため、防護体７０に変形が生じてもハウジング２０自体の変形を防止できる。これにより、ハウジング２０に生じる恐れのあった亀裂を防止することができる。
【００４０】
防護体７０の厚みは、０．５乃至３ｍｍである。この実施の形態において、防護体７０の厚みは、１ｍｍである。陽極ターゲット３５ａの回転軸に垂直な方向において、ガラス容器３２及びハウジング２０間の隙間は、３乃至１２ｍｍである。この実施の形態において、ガラス容器３２及びハウジング２０間の隙間は、７ｍｍである。
【００４１】
冷却液７は、ハウジング２０内に充填され、Ｘ線管３０及びハウジング２０間を満たしている。冷却液７は、真空外囲器３１及び防護体７０間、並びに防護体７０及びハウジング２０間を含む領域も満たしている。
冷却液７としては、絶縁油又は水系冷却液を用いることができる。この実施の形態において、冷却液７として水系冷却液を用いている。
【００４２】
また、ハウジング２０に、冷却器すなわちクーラーユニット２２が接続されている。クーラーユニット２２は、循環ポンプ２２ａ及び熱交換器２２ｂを有している。このため、冷却液７は熱交換器２２ｂにより冷却される。循環ポンプ２２ａは、冷却液７を循環させ、冷却液７の流れを作り出すものである。なお、冷却液７は、開口したＸ線透過窓７１を介して、真空外囲器３１及び防護体７０間、並びに防護体７０及びハウジング２０間も循環される。これにより、Ｘ線管装置１０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２０の外部へ放出される。
【００４３】
このように構成されたＸ線管装置１０では、ステータコイル９１０に所定の電流を印加することでロータ９２０が回転し、陽極ターゲット３５ａ（陽極３５）が回転する。次に、高電圧コネクタ１００、２００に所定の高電圧を印加する。
【００４４】
高電圧コネクタ１００に印加された高電圧は、電圧供給端子４４、固定体１、軸受け９３０及び回転体２を介して陽極３５の陽極ターゲット３５ａに供給される。高電圧コネクタ２００に印加された高電圧は、電圧供給端子５４を介して陰極３６に供給される。
【００４５】
これにより、陰極３６から陽極ターゲット３５ａのターゲット層３５ｂに電子ビームが放射され、陽極ターゲット３５ａからＸ線が放射され、Ｘ線は、ガラス容器３２、Ｘ線透過窓７１及び放射窓２４を透過して外部へ放射される。
【００４６】
以上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線管装置は、陰極３６と、陽極ターゲット３５ａと、真空外囲器３１と、回転体２と、固定体１とを有したＸ線管３０と、ステータコイル９１０と、ハウジング２０と、防護体７０と、Ｘ線管３０及びハウジング２０間を満たす冷却液７と、を備えている。
【００４７】
防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０の少なくとも一方に固定されている。防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０に隙間を置いて設けられている。防護体７０は、真空外囲器３１及びハウジング２０間に位置している。
【００４８】
防護体７０は、陽極ターゲット３５ａが高速回転中に破損した場合、高い運動エネルギを有した状態で飛散する陽極ターゲット３５ａの破片のハウジング２０への衝突を防護するものである。防護体７０に陽極ターゲット３５ａの破片が衝突しても、防護体７０は十分な変形を起こすことにより運動エネルギを吸収することができる。
【００４９】
これにより、ハウジング２０に生じる恐れのあった亀裂を防止することができる。例えば、回転陽極型Ｘ線管装置を医療診断機器に搭載した場合、被検査体（例えば人体）に高温の冷却液７がかかってしまう危険性を排除することができる。
【００５０】
ハウジング２０は、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されている。このため、ハウジング２０を射出成形する際、ハウジング２０を形成する材料（樹脂）の優れた流動性を得ることができる。
【００５１】
ハウジング２０は、Ｘ線不透過材を含む固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されている。ハウジング２０は、放射窓２４以外の方向へのＸ線を遮蔽することができるため、例えば、Ｘ線管装置を医療診断機器に搭載した場合、人体への不要な放射（被曝）を防止することができる。
【００５２】
ハウジング２０の内面に鉛板を貼り付けたり、鉛板を鉛代替のＸ線遮蔽材に置き換えるのではなく、ハウジング２０を形成する材料を鉛代替のＸ線不透過材を含む樹脂材料に置き換えている。ハウジング２０に鉛板を貼り付ける必要はないため、製造コストを低減することができる。
【００５３】
また、ハウジング２０に鉛板を設けないため、鉛板の分、ハウジング２０を厚く形成することができる。これにより、ハウジング２０を形成する材料へのＸ線不透過材の混合率を、ハウジング２０を形成する材料の４０体積％以下に抑えることが可能となる。このため、ハウジング２０を射出成形する際、ハウジング２０を形成する材料（樹脂）の優れた流動性を得ることができる。また、ハウジング２０の構造強度の低下を防止することができる。
【００５４】
また、高電圧コネクタ１００、２００を覆うようにＸ線遮蔽キャップ３００、４００が設けられている。高電圧コネクタ１００、２００を透過したＸ線をＸ線遮蔽キャップ３００、４００で遮蔽することができるため、一層、人体への不要な放射（被曝）を防止することができる。
【００５５】
冷却液７として、熱伝達率が最も高い、水を主成分とする水系冷却液を用いることができる。このため、冷却液７は、高電圧絶縁部材４０、５０に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。また、水系冷却液は、絶縁油に比べて、比熱が大きい（絶縁油の約２倍）ため、Ｘ線管３０の放熱による冷却液の温度上昇が低く抑えられる。
【００５６】
また、高電圧絶縁部材４０、５０は冷却液７に接するため、陽極３５及び陰極３６からの熱を効果的に冷却液７に放散でき、高電圧絶縁部材４０、５０に接続された高電圧コネクタ１００、２００の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタ１００、２００の絶縁性を確保することができる。
【００５７】
上記したことから、ハウジング２０の破損を防止することができる回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。さらには、製造コストを低減でき、製造歩留まりの高い回転陽極型Ｘ線管装置を得ることができる。またさらに、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。
【００５８】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施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可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、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。
【００５９】
防護体７０は、陽極ターゲットの破片の運動エネルギを吸収できる材料で形成されていれば良く、これにより、ハウジング２０に生じる恐れのあった亀裂を防止できれば良い。防護体７０は、ステンレスに限らず、金属、樹脂及びセラミクス等で形成されていれば良い。防護体７０は、高圧電位との絶縁性を有することが最良であるので、樹脂やセラミクス等の絶縁性の材料で形成した方が好ましい。
【００６０】
ハウジング２０は、固体の樹脂材を主成分とする材料で形成されていれば良く、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されていなくとも良い。この場合、図２に示すように、防護体７０の表面に鉛等のＸ線を遮蔽する部材８０を貼り付けたり、ハウジング２０の内面に鉛等のＸ線を遮蔽する部材を貼り付ける等すれば良い。部材８０は、Ｘ線透過窓７１と対向したＸ線透過窓８１を有していれば良い。
【００６１】
その他、防護体７０が絶縁材を主成分とし、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されていても良い。上記Ｘ線不透過材は、少なくとも、タングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の何れか１つからなる金属微粒子、又はタングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の化合物微粒子の少なくとも１つを主材料として含有していれば良い。
【００６２】
陽極３５をモリブデンやモリブデン合金で形成した場合、陽極３５はＸ線を遮蔽することができる。この場合、Ｘ線管装置１０にＸ線遮蔽キャップ４００を設ける必要はあるが、Ｘ線遮蔽キャップ３００は設けなくとも良い。
この発明は、上記回転陽極型Ｘ線管装置に限らず、各種回転陽極型Ｘ線管装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…固定体、２…回転体、７…冷却液、１０…回転陽極型Ｘ線管装置、２０…ハウジング、２０ａ…遮蔽層、３０…Ｘ線管、３１…真空外囲器、３２…ガラス容器、３５…陽極、３５ａ…陽極ターゲット、３５ｂ…ターゲット層、３５ｃ…支持体、３６…陰極、４０…高電圧絶縁部材、４１…外部端面、４２…取り付け面、４３…冷却面、４４…電圧供給端子、５０…高電圧絶縁部材、５１…外部端面、５２…取り付け面、５３…冷却面、５４…電圧供給端子、７０…防護体、７１…Ｘ線透過窓、１００…高電圧コネクタ、１０３…固定部、２００…高電圧コネクタ、２０３…固定部、３００…Ｘ線遮蔽キャップ、３００ａ…遮蔽層、４００…Ｘ線遮蔽キャップ、４００ａ…遮蔽層、９１０…ステータコイル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、ガラスで形成され少なくとも前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器と、前記陽極ターゲットを固定し前記陽極ターゲットとともに回転可能に設けられた回転体と、前記回転体を回転可能に支持する固定体と、を有したＸ線管と、
前記回転体を回転させる回転駆動装置と、
固体の樹脂材を主成分とする材料で形成され、少なくとも前記真空外囲器を収納したハウジングと、
前記真空外囲器及びハウジングの少なくとも一方に固定され、前記真空外囲器及びハウジング間に位置し、前記真空外囲器及びハウジングに隙間を置いて設けられ、前記Ｘ線を透過させるＸ線透過窓を有し、前記陽極ターゲットの破片の運動エネルギを吸収可能な防護体と、
前記真空外囲器及び防護体間、並びに前記防護体及びハウジング間を含む前記Ｘ線管及びハウジング間を満たす冷却液と、を備えている回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項２】
前記防護体は、前記陽極ターゲットの回転軸に垂直な方向において、前記陽極ターゲットと対向して位置している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項３】
前記防護体は、延性材料で形成されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項４】
前記防護体は、筒状に形成されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項５】
前記防護体は、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項６】
前記固体の樹脂材は、熱硬化性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、芳香族ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー、及びメチルペンテンポリマー樹脂の何れか１つを含んでいる請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項７】
前記ハウジングの内表面又は外表面の少なくとも一部に設けられ、電磁気を遮蔽する遮蔽層をさらに備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項８】
前記ハウジングは、Ｘ線不透過材を含む材料で形成され、
前記Ｘ線不透過材は、タングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の何れか１つからなる金属微粒子、又はこれらの化合物微粒子の少なくとも１つを主材料として含有している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項９】
前記真空外囲器の一部を形成し、前記ハウジングの外部に露出した外部端面と、前記冷却液に接した冷却面と、前記陽極ターゲット又は陰極が直接又は間接的に取り付けられる取り付け面と、を有した高電圧絶縁部材と、
前記外部端面を貫通して設けられ、前記高電圧絶縁部材に取り付けられた前記陽極ターゲット又は陰極に電気的に接続された電圧供給端子と、
前記外部端面に直接又は間接的に密着される電気絶縁材を有し、前記電圧供給端子に電気的に接続された高電圧コネクタと、をさらに備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１０】
前記外部端面は、平面である請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１１】
前記高電圧コネクタを覆うように前記高電圧コネクタに着脱可能に取り付けられ、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されたＸ線遮蔽部をさらに備えている請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１２】
前記冷却液は、水系冷却液である請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１】
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、ガラスで形成され少なくとも前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器と、前記陽極ターゲットを固定し前記陽極ターゲットとともに回転可能に設けられた回転体と、前記回転体を回転可能に支持する固定体と、を有したＸ線管と、
前記回転体を回転させる回転駆動装置と、
固体の樹脂材を主成分とする材料で形成され、少なくとも前記真空外囲器を収納したハウジングと、
前記真空外囲器及びハウジングの少なくとも一方に固定され、前記真空外囲器及びハウジング間に位置し、前記真空外囲器及びハウジングに隙間を置いて設けられ、前記Ｘ線を透過させるＸ線透過窓を有し、前記陽極ターゲットの破片の運動エネルギを吸収可能な防護体と、
前記真空外囲器及び防護体間、並びに前記防護体及びハウジング間を含む前記Ｘ線管及びハウジング間を満たす冷却液と、を備えている回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項２】
前記防護体は、前記陽極ターゲットの回転軸に垂直な方向において、前記陽極ターゲットと対向して位置している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項３】
前記防護体は、延性材料で形成されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項４】
前記防護体は、筒状に形成されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項５】
前記防護体は、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項６】
前記固体の樹脂材は、熱硬化性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、芳香族ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー、及びメチルペンテンポリマー樹脂の何れか１つを含んでいる請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項７】
前記ハウジングの内表面又は外表面の少なくとも一部に設けられ、電磁気を遮蔽する遮蔽層をさらに備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項８】
前記ハウジングは、Ｘ線不透過材を含む材料で形成され、
前記Ｘ線不透過材は、タングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の何れか１つからなる金属微粒子、又はこれらの化合物微粒子の少なくとも１つを主材料として含有している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項９】
前記真空外囲器の一部を形成し、前記ハウジングの外部に露出した外部端面と、前記冷却液に接した冷却面と、前記陽極ターゲット又は陰極が直接又は間接的に取り付けられる取り付け面と、を有した高電圧絶縁部材と、
前記外部端面を貫通して設けられ、前記高電圧絶縁部材に取り付けられた前記陽極ターゲット又は陰極に電気的に接続された電圧供給端子と、
前記外部端面に直接又は間接的に密着される電気絶縁材を有し、前記電圧供給端子に電気的に接続された高電圧コネクタと、をさらに備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１０】
前記外部端面は、平面である請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１１】
前記高電圧コネクタを覆うように前記高電圧コネクタに着脱可能に取り付けられ、Ｘ線不透過材を含む材料で形成されたＸ線遮蔽部をさらに備えている請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項１２】
前記冷却液は、水系冷却液である請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２４４９４０（Ｐ２０１０−２４４９４０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９４１５７（Ｐ２００９−９４１５７）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【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２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【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）】
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