旋轉(zhuǎn)陽極型x射線管組件的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)療領域等進行的X射線攝影一般是使用以旋轉(zhuǎn)陽極X射線管組件為X射線源的X射線裝置。作為X射線攝影，有倫琴射線攝影、CT(計算機斷層攝影)等。旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件包括殼體、收納于殼體內(nèi)且放射出X射線的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管、以及充填在殼體與旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管之間的空間的冷卻液(絕緣油)。
[0003]殼體由鋁鑄件之類的脆性材料來形成。在殼體的內(nèi)表面上貼著屏蔽X射線用的鉛板。并且在殼體上設置有用于使X射線透射的X射線透射窗。
[0004]旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管包括陽極靶、陰極、以及收容陽極靶及陰極且內(nèi)部被減壓的真空管殼。陽極靶能夠?qū)崿F(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)(例如10000RPM)。陽極靶具有由鎢合金形成的靶層(傘狀部)。陰極偏離陽極靶的軸線而與靶層相對。
[0005]陰極與陽極靶之間被施加高電壓。因此，一旦陰極釋放電子，電子就被加速及聚焦，并且與靶層碰撞。由此使靶層放射出X射線，且從X射線透射窗向殼體的外部釋放。
[0006]X射線CT裝置(X-rayCTscanner:X射線CT掃描儀)和循環(huán)器官診斷裝置等所用的X射線管組件有時要求有高強度的X射線輸出。而且上述X射線管組件有時要求長時間的連續(xù)的X射線輸出或高頻度的斷續(xù)的X射線輸出。這時就需要將冷卻液強制冷卻，因此X射線管組件包括冷卻單元。
[0007]冷卻單元在殼體的外側(cè)安裝于冷卻液的循環(huán)路徑。冷卻單元由熱交換器、與殼體和熱交換器連結(jié)而形成冷卻液循環(huán)路徑的導管、以及使冷卻液在循環(huán)路徑中循環(huán)的循環(huán)泵構(gòu)成。根據(jù)使從冷卻液傳遞到熱交換器的熱量散發(fā)的方式，冷卻單元大致分為空冷式和水冷式?？绽涫降睦鋮s單元用于將從冷卻液傳遞到熱交換器的熱量強制空冷。水冷式冷卻單元則用于使從冷卻液傳遞到熱交換器的熱量傳遞到溫度更低的水類冷卻液。此時，為了使傳遞到水類冷卻液的熱量散發(fā)，要在水類冷卻液的循環(huán)路徑上設置空冷式的冷卻單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件包括:旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管，該旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管包括:釋放電子的陰極、放射出X射線的陽極靶、將所述陽極靶支承成能自由旋轉(zhuǎn)的支承機構(gòu)、以及收容所述陰極、陽極靶及支承機構(gòu)的真空管殼；殼體，該殼體收納所述旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管；冷卻液，該冷卻液被充填在所述旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管與所述殼體之間的空間；第一罩殼，該第一罩殼位于所述真空管殼與所述殼體之間，分別被設成與所述真空管殼和所述殼體之間存在間隙，并沿著所述陽極靶的軸線延伸且包圍所述真空管殼；X射線屏蔽體，該X射線屏蔽體位于所述第一罩殼與所述殼體之間，被設成與所述殼體之間存在間隙，并具有供所述X射線透射的通孔；第二罩殼，該第二罩殼被設成與所述殼體之間存在間隙，在與所述軸線垂直的方向包圍上所述殼體，且與所述殼體之間形成通氣路徑；以及空氣導入單元，該空氣導入單元將空氣導入所述通氣路徑且形成氣流。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示第一實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的剖視圖。
[0010]圖2是表示上述第一實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管單元的剖視圖。
[0011]圖3是表示上述第一實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管的剖視圖。
[0012]圖4是表示沿著圖1的IV-1V線剖切的上述第一實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的剖視圖，其是取出了殼體、罩殼、多個隔板、多個翅片、橡膠部件以及X射線放射窗來表不的圖。
[0013]圖5是表示第二實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的剖視圖。
[0014]圖6是表示上述第二實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管單元的剖視圖。
[0015]圖7是表示上述第二實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管單元的變形例的剖視圖。
[0016]圖8是表示第三實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的剖視圖。
[0017]圖9是表示比較例I的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的剖視圖。
[0018]圖10是表示比較例2的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件的示意結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]以下，結(jié)合附圖詳細說明第一實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管組件。圖1是表示本實施方式的X射線管組件的剖視圖。圖2是表示本實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管單元的剖視圖。圖3是表示本實施方式的旋轉(zhuǎn)陽極型X射線管的剖視圖。
[0020]如圖1所示，X射線管組件大體上包括:殼體20、收納在殼體20內(nèi)的旋轉(zhuǎn)陽極型的X射線管30、被充填在X射線管30與殼體20之間的空間內(nèi)的作為冷卻介質(zhì)的冷卻液7、屏蔽結(jié)構(gòu)體6、作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的定子線圈9、循環(huán)單元23、高電壓電纜61、71、插座300、400、罩殼100、空氣導入單元150、以及空氣過濾器180。
[0021]殼體20具有形成為筒狀的殼主體20e、以及蓋部(側(cè)板)20f、20g、20h。殼主體20e、蓋部20f、20g、20h由金屬材料或樹脂材料形成。如后所述,本實施方式的殼主體20e還要作為散熱器發(fā)揮作用，因此最好用金屬等導熱系數(shù)高的材料來形成。由金屬材料形成的殼主體20e與用樹脂材料形成的殼主體相比，冷卻液7的熱量容易傳導，且容易向外部散熱。
[0022]在本實施方式中，殼主體20e、蓋部20f、20g、20h由使用鋁的鑄件來形成。在使用樹脂材料時，也可以在螺紋部等需要一定強度的部位、用樹脂注射成形方法不易成形的部位、以及用于防止電磁噪聲向殼體20外部泄漏的圖中未示的屏蔽層等部位局部地兼用金屬。
[0023]當用樹脂材料作為形成殼體20的材料時，上述樹脂材料最好包含熱硬化性環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹脂、熱可塑性環(huán)氧樹脂、尼龍樹月旨、芳香族尼龍樹脂、聚丁烯對苯二酸鹽樹脂、聚對苯二甲酸乙酯樹脂、聚乙酸酯樹脂、聚亞苯基硫化物樹脂、聚亞苯醚樹脂、液晶聚合物以及甲基戊烯聚合物中的至少一種。
[0024]在后述的高電壓供給端子44所處位置一側(cè)的殼主體20e的開口部形成有環(huán)狀的臺階部。在上述臺階部的內(nèi)周面形成有環(huán)狀的槽部。在沿著X射線管組件的管軸的方向上，蓋部20f的周向邊緣部與殼主體20e的臺階部接觸。在殼主體20e的上述槽部嵌合著C形擋圈20i。
[0025]C形擋圈20i限制蓋部20f在沿著管軸的方向上相對于殼主體20e的位置。在本實施方式中，為了防止蓋部20f的松動，蓋部20f的位置被固定。在與管軸正交的方向上，殼主體20e與蓋部20f間的間隙被O形環(huán)密封成液密狀態(tài)。上述O形環(huán)具有能夠防止冷卻液7向殼體20外部泄漏的功能。上述O形環(huán)由樹脂或橡膠形成。
[0026]因此，高電壓供給端子44所處位置一側(cè)的殼主體20e的開口部就被蓋部20f、C形擋圈20i以及O形環(huán)封閉成液密狀態(tài)。
[0027]在后述的高電壓供給端子54所處位置一側(cè)的殼主體20e的開口部形成有環(huán)狀的臺階部。在上述臺階部的內(nèi)周面上形成有環(huán)狀的槽部。蓋部20g位于殼主體20e的內(nèi)部。在沿著管軸的方向上，蓋部20g的周向邊緣部與殼主體20e的臺階部一同夾著后述的X射線屏蔽部510。蓋部20h與蓋部20g相對。在本實施方式中，蓋部20h具有圓環(huán)部，圓環(huán)部向蓋部20g—側(cè)突出地形成。
[0028]殼主體20e的上述內(nèi)周面及蓋部20g、以及蓋部20h的間隙被框狀的O形環(huán)密封成液密狀態(tài)。上述O形環(huán)由橡膠波紋管21的周緣部形成，并具有能夠防止冷卻液7向殼體20外部泄漏的功能。
[0029]在殼主體20e的上述槽部嵌合著C形擋圈20 j。C形擋圈20 j保持著蓋部20h向O形環(huán)施加應力的狀態(tài)。因此，高電壓供給端子54所處位置一側(cè)的殼主體20e的開口部就被蓋部20g、蓋部20h、C形擋圈20j以及橡膠波紋管21封閉成液密狀態(tài)。
[0030]蓋部20g具有供冷卻液7出入的開口部20k。在蓋部20h形成有供作為氣體介質(zhì)的空氣出入的通氣孔20m。橡膠波紋管21在殼體20內(nèi)將由蓋部20g及蓋部20h圍住的區(qū)域分隔成與開口部20k相連的第一空間和與通氣孔20m相連的第二空間。冷卻液7的壓力調(diào)節(jié)通過橡膠波紋管21來進行。
[0031]圖4是表示沿著圖1的IV-1V線剖切的X射線管組件的剖視圖。圖中取出了殼體20、罩殼100、多個隔板110、多個散熱翅片120、橡膠部件130以及X射線放射窗20w。
[0032]如圖1及圖4所示，殼體20具有與X射線透射區(qū)域Rl相對的X射線放射窗20w。X射線放射窗20w與例如圖中未示的O形環(huán)一同將在殼體20的框部20d處形成的X射線放射口封閉成液密狀態(tài)。X射線放射窗20w能夠利用機械性強度高的材料來形成。本實施方式的X射線放射窗20w利用鋁來形成，但也能利用其他金屬材料或樹脂等來形成。X射線放射窗20w供X射線透射而向殼體20外部放射。而殼體20的內(nèi)表面沒有貼裝鉛板。
[0033]如圖1、圖2及圖3所示，X射線管30包括真空管殼31、陽極靶35及陰極36。真空管殼31具有大徑部、小徑部及中繼部。大徑部在與后述的軸線a垂直的方向上與陽極靶35相對。小徑部在與后述的軸線a垂直的方向上與后述的轉(zhuǎn)子10相對。中繼部則將大徑部與小徑部連接。
[0034]真空管殼31具有真空容器32。真空容器32例如由玻璃、或銅、不銹鋼及鋁等金屬來形成。本實施方式的真空容器32由玻璃形成。而在由金屬形成真空容器32的場合，真空容器32具有與X射線透射區(qū)域Rl相對的開口。而且，真空容器32的開口被X射線透射窗封閉成氣密狀態(tài)，該X射線透射窗由供X射線透射的材料、即鈹來形成。真空管殼31的一部分由高電壓絕緣部件50來形成。本實施方式的高電壓絕緣部件50由玻璃形成。
[0035]陽極靶35設在真空管殼31內(nèi)。陽極靶35形成為圓盤狀。陽極靶35具有設在該陽極靶的外表面局部的傘狀靶層35a。靶層35a通過與從陰極36照射出的電子發(fā)生碰撞來放射出X射線。陽極靶35由鑰等金屬來形成。
[0036]在陽極靶35的外側(cè)面或陽極靶35上與靶層35a相反一側(cè)的表面實施了黑色化處理。靶層35a由鑰、鑰合金、鎢合金等金屬來形成。陽極靶35以管軸為中心自由旋轉(zhuǎn)。因此，陽極靶35的軸線a與管軸平行。
[0037]陰極36設在真空管殼31內(nèi)。陰極36放射出向陽極靶35照射的電子。作為低膨脹合金的KOV部件55在真空管殼31內(nèi)覆蓋高電壓供給端子54。此處，高電壓供給端子54和高電壓絕緣部件50之間用玻璃封閉，KOV部件55則利用摩擦嵌套固定于高電壓絕緣部件50。在KOV部件55安裝有陰極支承部件37。陰極36安裝于陰極支承部件37。
[0038]高電壓供給端子54穿過陰極支承部件37的內(nèi)部而與陰極36連接。
[0039]X射線管30包括固定軸1、旋轉(zhuǎn)體2、軸承3以及轉(zhuǎn)子10。固定軸I形成為圓柱狀。在固定軸I的外周的一部形成有突出部，突出部氣密地安裝于真空管殼31。固定軸I與高電壓供給端子44電性連接。固定軸I將旋轉(zhuǎn)體2支承成能旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)體2形成為筒狀，并被設成與固定軸I同軸。在旋轉(zhuǎn)體2的外表面安裝著轉(zhuǎn)子10。在旋轉(zhuǎn)體2安裝著陽極靶35。軸承3形成于固定軸I與旋轉(zhuǎn)體2之間。旋轉(zhuǎn)體2受軸承3支承而能在固定軸I的周圍自由旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)體2被設成能夠與