旋转阳极型x射线管组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及旋转阳极型X射线管组件。
【背景技术】
[0002]在医疗领域等进行的X射线摄影一般是使用以旋转阳极X射线管组件为X射线源的X射线装置。作为X射线摄影，有伦琴射线摄影、CT(计算机断层摄影)等。旋转阳极型X射线管组件包括壳体、收纳于壳体内且放射出X射线的旋转阳极型X射线管、以及充填在壳体与旋转阳极型X射线管之间的空间的冷却液(绝缘油)。
[0003]壳体由铝铸件之类的脆性材料来形成。在壳体的内表面上贴着屏蔽X射线用的铅板。并且在壳体上设置有用于使X射线透射的X射线透射窗。
[0004]旋转阳极型X射线管包括阳极靶、阴极、以及收容阳极靶及阴极且内部被减压的真空管壳。阳极靶能够实现高速旋转(例如10000RPM)。阳极靶具有由钨合金形成的靶层(伞状部)。阴极偏离阳极靶的轴线而与靶层相对。
[0005]阴极与阳极靶之间被施加高电压。因此，一旦阴极释放电子，电子就被加速及聚焦，并且与靶层碰撞。由此使靶层放射出X射线，且从X射线透射窗向壳体的外部释放。
[0006]X射线CT装置(X-rayCTscanner:X射线CT扫描仪)和循环器官诊断装置等所用的X射线管组件有时要求有高强度的X射线输出。而且上述X射线管组件有时要求长时间的连续的X射线输出或高频度的断续的X射线输出。这时就需要将冷却液强制冷却，因此X射线管组件包括冷却单元。
[0007]冷却单元在壳体的外侧安装于冷却液的循环路径。冷却单元由热交换器、与壳体和热交换器连结而形成冷却液循环路径的导管、以及使冷却液在循环路径中循环的循环泵构成。根据使从冷却液传递到热交换器的热量散发的方式，冷却单元大致分为空冷式和水冷式。空冷式的冷却单元用于将从冷却液传递到热交换器的热量强制空冷。水冷式冷却单元则用于使从冷却液传递到热交换器的热量传递到温度更低的水类冷却液。此时，为了使传递到水类冷却液的热量散发，要在水类冷却液的循环路径上设置空冷式的冷却单元。
【发明内容】
[0008]本发明的旋转阳极型X射线管组件包括:旋转阳极型X射线管，该旋转阳极型X射线管包括:释放电子的阴极、放射出X射线的阳极靶、将所述阳极靶支承成能自由旋转的支承机构、以及收容所述阴极、阳极靶及支承机构的真空管壳；壳体，该壳体收纳所述旋转阳极型X射线管；冷却液，该冷却液被充填在所述旋转阳极型X射线管与所述壳体之间的空间；第一罩壳，该第一罩壳位于所述真空管壳与所述壳体之间，分别被设成与所述真空管壳和所述壳体之间存在间隙，并沿着所述阳极靶的轴线延伸且包围所述真空管壳；X射线屏蔽体，该X射线屏蔽体位于所述第一罩壳与所述壳体之间，被设成与所述壳体之间存在间隙，并具有供所述X射线透射的通孔；第二罩壳，该第二罩壳被设成与所述壳体之间存在间隙，在与所述轴线垂直的方向包围上所述壳体，且与所述壳体之间形成通气路径；以及空气导入单元，该空气导入单元将空气导入所述通气路径且形成气流。
【附图说明】
[0009]图1是表示第一实施方式的旋转阳极型X射线管组件的剖视图。
[0010]图2是表示上述第一实施方式的旋转阳极型X射线管单元的剖视图。
[0011]图3是表示上述第一实施方式的旋转阳极型X射线管的剖视图。
[0012]图4是表示沿着图1的IV-1V线剖切的上述第一实施方式的旋转阳极型X射线管组件的剖视图，其是取出了壳体、罩壳、多个隔板、多个翅片、橡胶部件以及X射线放射窗来表不的图。
[0013]图5是表示第二实施方式的旋转阳极型X射线管组件的剖视图。
[0014]图6是表示上述第二实施方式的旋转阳极型X射线管单元的剖视图。
[0015]图7是表示上述第二实施方式的旋转阳极型X射线管组件的旋转阳极型X射线管单元的变形例的剖视图。
[0016]图8是表示第三实施方式的旋转阳极型X射线管组件的剖视图。
[0017]图9是表示比较例I的旋转阳极型X射线管组件的剖视图。
[0018]图10是表示比较例2的旋转阳极型X射线管组件的示意结构图。
【具体实施方式】
[0019]以下，结合附图详细说明第一实施方式的旋转阳极型X射线管组件。图1是表示本实施方式的X射线管组件的剖视图。图2是表示本实施方式的旋转阳极型X射线管单元的剖视图。图3是表示本实施方式的旋转阳极型X射线管的剖视图。
[0020]如图1所示，X射线管组件大体上包括:壳体20、收纳在壳体20内的旋转阳极型的X射线管30、被充填在X射线管30与壳体20之间的空间内的作为冷却介质的冷却液7、屏蔽结构体6、作为旋转驱动部的定子线圈9、循环单元23、高电压电缆61、71、插座300、400、罩壳100、空气导入单元150、以及空气过滤器180。
[0021]壳体20具有形成为筒状的壳主体20e、以及盖部(侧板)20f、20g、20h。壳主体20e、盖部20f、20g、20h由金属材料或树脂材料形成。如后所述,本实施方式的壳主体20e还要作为散热器发挥作用，因此最好用金属等导热系数高的材料来形成。由金属材料形成的壳主体20e与用树脂材料形成的壳主体相比，冷却液7的热量容易传导，且容易向外部散热。
[0022]在本实施方式中，壳主体20e、盖部20f、20g、20h由使用铝的铸件来形成。在使用树脂材料时，也可以在螺纹部等需要一定强度的部位、用树脂注射成形方法不易成形的部位、以及用于防止电磁噪声向壳体20外部泄漏的图中未示的屏蔽层等部位局部地兼用金属。
[0023]当用树脂材料作为形成壳体20的材料时，上述树脂材料最好包含热硬化性环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂、热可塑性环氧树脂、尼龙树月旨、芳香族尼龙树脂、聚丁烯对苯二酸盐树脂、聚对苯二甲酸乙酯树脂、聚乙酸酯树脂、聚亚苯基硫化物树脂、聚亚苯醚树脂、液晶聚合物以及甲基戊烯聚合物中的至少一种。
[0024]在后述的高电压供给端子44所处位置一侧的壳主体20e的开口部形成有环状的台阶部。在上述台阶部的内周面形成有环状的槽部。在沿着X射线管组件的管轴的方向上，盖部20f的周向边缘部与壳主体20e的台阶部接触。在壳主体20e的上述槽部嵌合着C形挡圈20i。
[0025]C形挡圈20i限制盖部20f在沿着管轴的方向上相对于壳主体20e的位置。在本实施方式中，为了防止盖部20f的松动，盖部20f的位置被固定。在与管轴正交的方向上，壳主体20e与盖部20f间的间隙被O形环密封成液密状态。上述O形环具有能够防止冷却液7向壳体20外部泄漏的功能。上述O形环由树脂或橡胶形成。
[0026]因此，高电压供给端子44所处位置一侧的壳主体20e的开口部就被盖部20f、C形挡圈20i以及O形环封闭成液密状态。
[0027]在后述的高电压供给端子54所处位置一侧的壳主体20e的开口部形成有环状的台阶部。在上述台阶部的内周面上形成有环状的槽部。盖部20g位于壳主体20e的内部。在沿着管轴的方向上，盖部20g的周向边缘部与壳主体20e的台阶部一同夹着后述的X射线屏蔽部510。盖部20h与盖部20g相对。在本实施方式中，盖部20h具有圆环部，圆环部向盖部20g—侧突出地形成。
[0028]壳主体20e的上述内周面及盖部20g、以及盖部20h的间隙被框状的O形环密封成液密状态。上述O形环由橡胶波纹管21的周缘部形成，并具有能够防止冷却液7向壳体20外部泄漏的功能。
[0029]在壳主体20e的上述槽部嵌合着C形挡圈20 j。C形挡圈20 j保持着盖部20h向O形环施加应力的状态。因此，高电压供给端子54所处位置一侧的壳主体20e的开口部就被盖部20g、盖部20h、C形挡圈20j以及橡胶波纹管21封闭成液密状态。
[0030]盖部20g具有供冷却液7出入的开口部20k。在盖部20h形成有供作为气体介质的空气出入的通气孔20m。橡胶波纹管21在壳体20内将由盖部20g及盖部20h围住的区域分隔成与开口部20k相连的第一空间和与通气孔20m相连的第二空间。冷却液7的压力调节通过橡胶波纹管21来进行。
[0031]图4是表示沿着图1的IV-1V线剖切的X射线管组件的剖视图。图中取出了壳体20、罩壳100、多个隔板110、多个散热翅片120、橡胶部件130以及X射线放射窗20w。
[0032]如图1及图4所示，壳体20具有与X射线透射区域Rl相对的X射线放射窗20w。X射线放射窗20w与例如图中未示的O形环一同将在壳体20的框部20d处形成的X射线放射口封闭成液密状态。X射线放射窗20w能够利用机械性强度高的材料来形成。本实施方式的X射线放射窗20w利用铝来形成，但也能利用其他金属材料或树脂等来形成。X射线放射窗20w供X射线透射而向壳体20外部放射。而壳体20的内表面没有贴装铅板。
[0033]如图1、图2及图3所示，X射线管30包括真空管壳31、阳极靶35及阴极36。真空管壳31具有大径部、小径部及中继部。大径部在与后述的轴线a垂直的方向上与阳极靶35相对。小径部在与后述的轴线a垂直的方向上与后述的转子10相对。中继部则将大径部与小径部连接。
[0034]真空管壳31具有真空容器32。真空容器32例如由玻璃、或铜、不锈钢及铝等金属来形成。本实施方式的真空容器32由玻璃形成。而在由金属形成真空容器32的场合，真空容器32具有与X射线透射区域Rl相对的开口。而且，真空容器32的开口被X射线透射窗封闭成气密状态，该X射线透射窗由供X射线透射的材料、即铍来形成。真空管壳31的一部分由高电压绝缘部件50来形成。本实施方式的高电压绝缘部件50由玻璃形成。
[0035]阳极靶35设在真空管壳31内。阳极靶35形成为圆盘状。阳极靶35具有设在该阳极靶的外表面局部的伞状靶层35a。靶层35a通过与从阴极36照射出的电子发生碰撞来放射出X射线。阳极靶35由钥等金属来形成。
[0036]在阳极靶35的外侧面或阳极靶35上与靶层35a相反一侧的表面实施了黑色化处理。靶层35a由钥、钥合金、钨合金等金属来形成。阳极靶35以管轴为中心自由旋转。因此，阳极靶35的轴线a与管轴平行。
[0037]阴极36设在真空管壳31内。阴极36放射出向阳极靶35照射的电子。作为低膨胀合金的KOV部件55在真空管壳31内覆盖高电压供给端子54。此处，高电压供给端子54和高电压绝缘部件50之间用玻璃封闭，KOV部件55则利用摩擦嵌套固定于高电压绝缘部件50。在KOV部件55安装有阴极支承部件37。阴极36安装于阴极支承部件37。
[0038]高电压供给端子54穿过阴极支承部件37的内部而与阴极36连接。
[0039]X射线管30包括固定轴1、旋转体2、轴承3以及转子10。固定轴I形成为圆柱状。在固定轴I的外周的一部形成有突出部，突出部气密地安装于真空管壳31。固定轴I与高电压供给端子44电性连接。固定轴I将旋转体2支承成能旋转。旋转体2形成为筒状，并被设成与固定轴I同轴。在旋转体2的外表面安装着转子10。在旋转体2安装着阳极靶35。轴承3形成于固定轴I与旋转体2之间。旋转体2受轴承3支承而能在固定轴I的周围自由旋转。旋转体2被设成能够与