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発明の名称 X線発生装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−148293
公開日 平成8年(1996)6月7日
出願番号 特願平6−283147
出願日 平成6年(1994)11月17日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 松司 (外1名)
発明者 高島 徹
要約 目的
焦点切替えの作業が容易であり、取付板を要しないX線発生装置を提供するを提供する。

構成
X線管球10とX線管球を内部に収納するシールドケース20とを備え、X線束の焦点の切替えとX線管球を水冷により冷却を行なうX線発生装置において、X線管球10は円筒部12とその円筒部の一端に設けられた略正方形状のフランジ部11とを備え、フランジ部11は、フランジ部の2本の対角線の内、一の対角線上であってフランジ部の中心を挟んだ位置に冷却水の導入口14及び排出口15を備え、他の対角線上からずれた位置にX線管球をシールドケースに固定するための貫通口16を備え、フランジ部中心を回転軸としてシールドケースに対して90°回転して取付け可能とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 X線管球とX線管球を内部に収納するシールドケースとを備え、X線束の焦点の切替えと水冷による冷却を行なうX線発生装置において、前記X線管球は、円筒部と該円筒部の一端に設けられた略正方形状のフランジ部とを備え、前記フランジ部は、フランジ部の2本の対角線において、一の対角線上であってフランジ部の中心を挟んで冷却水の導入口及び排出口を備え、他の対角線上からずれた位置にX線管球をシールドケースに固定するための貫通口を備え、フランジ部中心を回転軸としてシールドケースに対して90°回転して取付け可能であることを特徴とするX線発生装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線発生装置に関し、特に、ライン状のX線束及びポイントフォーカスのX線束を切り替えて取り出すことができるX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】水冷封入式X線管球を用い、ライン状のX線束あるいはポイントフォーカスのX線束を切り替えて取り出すことができるX線発生装置が知られている。図9は、該X線発生装置のX線発生部分の構成概略図である。フランジ1に取り付けられたX線管球10にはターゲット17が設けられ、該ターゲット17にフィラメント18から電子線を照射し、その電子線衝撃によりX線を発生する。発生したX線は、円筒部2に開けられたX線取出窓13を通して外部に取り出される。取り出されるX線は、ターゲット17に対する放出角度によってライン状のX線束(線状X線)あるいはポイントフォーカスのX線束(点状X線)となる。この焦点の異なる2種類のX線束を円筒部2から取り出すために、円筒部2に4つのX線取出し窓13が円筒部の中心軸に対してほぼ90°の角度の位置に開けられている。また、ターゲット17はフランジ11内を通る冷却水によって冷却されている。フランジ内において冷却水の流れには方向性があるため、フランジにおける冷却水入口14と冷却水出口15は指定されており、交換して使用することはできない。
【0003】前記構成のX線発生装置において、X線管球は漏洩X線を遮蔽するためにシールドケース内に収められており、X線取出し窓13からのX線のみを放出するようにシールドケースにはケース側X線取出し窓が形成されている。そして、ライン状のX線束とポイントフォーカスのX線束との焦点の切替えは、X線管球を分解し、フランジ部と円筒部をシールドケースに対して90°回転させることによって行うことができる。しかし、このX線管球の分解によるX線束との焦点の切替えでは、X線管球の分解と組み立てに煩雑な作業を必要とするという問題点がある。この問題点を解決する装置として、例えば、実公平6−22959号公報に開示されるようなX線発生装置が知られている。
【0004】図12は従来のX線発生装置の概略を示す平面図であり、図13は従来のX線発生装置の冷却水の流れを説明する概略図である。図において、X線管球はフランジ1が接続されている円筒部2を含み、該円筒部2は漏洩X線を遮断するシールドケース5内に挿入され、冷却水路6内を流れる冷却水によって冷却が行われる。そして、この円筒部2とシールドケース5との間には取付板4が設けられ、シールドケース5に対して取付板4を取付け、さらに該取付板4に対して円筒部2側のフランジ1を取り付けることによって、X線管球のシールドケース5への取付けが行なわれる。図13の(b),(c)は、異なるX線束の焦点におけるX線発生装置の冷却水の流れを破線により示している。なお、図12,13のX線発生装置において、シールドケース5の端部に設けられた4本の冷却水路の内、右側に配置された冷却水路は供給路であり、左側に配置された冷却水路は排水路であるとする。このとき、(b)においては、冷却水はシールドケース5の右下の冷却水路から供給され、取付板4の穴を通ってシールドケース5側の冷却水入口14に導入される。その後、冷却水はターゲットを冷却した後、シールドケース5側の冷却水出口15をから取付板4の穴を通り、シールドケース5の左上の冷却水路から排水される。これに対して、(c)に示すようにX線束の焦点の切替え後においては、フランジ4と取付板4はシールドケース5に対して90°回転して、冷却水入口14はシールドケース5の供給路側の冷却水路と接続され、また、冷却水出口15はシールドケース5の排水側の冷却水路と接続されている。そのため、フランジ4における冷却水の流れの方向は常に同一方向となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のX線発生装置では、X線束との焦点の切り替えの作業が依然として煩雑であるという問題点がある。図12,13のX線発生装置において、X線束の焦点の切替えを行うには、はじめにフランジ固定ネジ9をはずしてフランジ1を取付板4から取外し、次に取付板固定ネジ8をはずして取付板4をシールドケース5から取り外し、シールドケース5と取付板4とフランジ1を分離する。この状態で取付板4をシールドケース5に対して90°回動させ、再び取付板固定ネジ8によってシールドケース5に取り付ける。更に、フランジ4をシールドケース5に対して90°回動させ、フランジ固定ネジ9によって取付板4への取り付けを行う。このフランジ4の回転によって、X線窓7から外部に放出するX線束の焦点の切替えが行われる。この焦点の切替えの作業は、X線管を分解する場合と比較して容易となっているものの、部材間の取外し及び取付けの作業が2回必要であり、作業は依然として煩雑である。また、フランジとシールドケースとの間に取付板を介するため、それらの部材間において冷却水の水漏れを防止するための水シールの部位数が増加し、その結果冷却水の水漏れが起きやすくなるという問題点も生じることになる。
【0006】そこで、本発明は前記した従来のX線発生装置の問題点を解決し、焦点切替えの作業が容易であり、取付板を要しないX線発生装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、X線管球とX線管球を内部に収納するシールドケースとを備え、X線束の焦点の切替えとX線管球を水冷により冷却を行なうX線発生装置において、X線管球は円筒部とその円筒部の一端に設けられた略正方形状のフランジ部とを備え、フランジ部は、フランジ部の2本の対角線の内、一の対角線上にであってフランジ部の中心を挟んで冷却水の導入口及び排出口を備え、他の対角線上からずれた位置にX線管球をシールドケースに固定するための貫通口を備え、フランジ部中心を回転軸としてシールドケースに対して90°回転して取付け可能とすることによって、前記目的を達成する。本発明のX線発生装置は焦点の異なるX線束を切替えて取り出すことができる装置であり、該X線束の焦点の切替えはX線管球をシールドケースに対して90°回転させ、シールドケースに開けたX線取出窓に対する円筒部側のX線取出窓を変更することにより行なうものである。また、本発明のX線発生装置はX線管球を水冷により冷却を行なう装置であり、シールドケース側に設置した冷却水路とフランジ部冷却水路との位置合わせを行い、シールドケースとフランジ部との接続を行なうことによって、両冷却水路管を結合し冷却水を流して冷却を行なう。
【0008】本発明の実施態様は、フランジ部にX線管球をシールドケースに固定するための貫通口を複数個設け、該複数個の貫通口を対角線に対して異なる角度位置に形成して設置位置をずらすものであり、これによって、X線管球のシールドケースへの取付け誤りを防止し、冷却水路の接続の誤りを防止することができる。本発明の他の実施態様は、シールドケース内に冷却水路を設けるものであり、これによって、シールドケース自体の冷却を行なうことができる。
【0009】
【作用】本発明によれば、フランジ部の中心を挟んで対角線上に設けられた冷却水の導入口と排出口を、シールドケース側の冷却水路端部と位置合わせを行ない、また、フランジ部の固定用の貫通口をシールドケース側の取付け穴と位置合わせを行うとともに、X線間球の円筒部をシールドケース内に挿入して、フランジ部とシールドケースの接合を行なう。フランジ部側の冷却水の導入口及び排出口はフランジ部の対角線上に配置され、また、シールドケース側において冷却水路端部を対角線上に配置されているため、フランジ部の対角線とシールドケースの対角線とを位置合わせすることによって、フランジ部側の冷却水の導入口及び排出口とシールドケース側の冷却水路端部との位置合わせを行なうことができる。フランジ部とシールドケースの接合の後、フランジ部の貫通口を通して固定ネジをシールドケース側に嵌入してネジ止めし、フランジ部とシールドケースとの固定を行なう。シールドケースに固定するためのフランジ部の貫通口は対角線上からずれた位置に形成しているため、フランジ部とシールドケースの対角線を位置合わせを行うと、フランジ部とシールドケースとが正しい角度位置においてのみ固定ネジを貫通口を通してシールドケースに取り付けることができる。したがって、固定ネジをシールドケースに取り付けることができた場合にのみ、フランジ部とシールドケースは正しい取り付け位置となり、フランジ部側の冷却水の導入口及び排出口はシールドケース側の給水側の冷却水路及び排水側の冷却水路にそれぞれ接続され、冷却水の水流方向の誤りを防止することができる。
【0010】X線束の焦点の切替えを行なう場合には、フランジ部の固定用の貫通口から固定ネジを取外し、フランジ部とともに円筒部をシールドケースから抜き取り、フランジ部の中心を軸として90°回転させる。前記回転によってシールドケース対する円筒部の位置を変更して、X線取出窓の位置を変更する。この位置変更の後円筒部をシールドケース内に挿入し、前記した手順によってフランジ部をシールドケースに取り付ける。シールドケース側のX線取出窓は、円筒部のX線取出窓に対応した位置に形成されており、フランジ部をシールドケースに対して90°回転して取り付けることによって異なる焦点のX線束を取り出すことができる。また、冷却水路はフランジ部においてターゲットを冷却するとともに、該冷却水路をシールドケース内に配設することによって、シールドケース自体や円筒部の冷却を行なうことができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳細に説明する。
(本発明の一実施例の構成)図1は本発明のX線発生装置の概略を示す斜視図であり、図2は本発明のX線発生装置のX線管球及びシールドケースを説明するための正面図である。図において、X線発生装置はX線管球10とX線管球10を内部に収納するシールドケース20とを備えている。X線管球10は、略正方形状のフランジ11と円筒部12とを備えており、フランジ11と円筒部12とは結合した状態で形成することができる。ターゲットは前記図9に示すようにフランジ11の円筒部12側に設置され、該ターゲットから発生するX線束は円筒部12に形成されたX線取出窓13から放出される。X線取出窓13は円筒部12の軸に対して90°の位置に形成され、一方の取出窓からはライン状のX線束が取り出され他方の取出窓からはポイントフォーカスのX線束が取り出される。
【0012】フランジ11のシールドケース20側の面には、冷却水を導入するための冷却水導入口14と冷却水を排出するための冷却水排水口15が設けられる。そして、冷却水導入口14と冷却水排水口15は、フランジ11の対角線上であって円筒部12を挟んだ位置に設けられる。図2の(a)はX線管球側の正面図であり、シールドケースと反対側から見た図である。フランジ11の中心には円筒部12が設けられ、フランジ11の一方の対角線A上には該円筒部12を挟んで両側に冷却水導入口14及び冷却水排水口15が設けられ、フランジ11内部において連通して図示しないターゲットの冷却を行なっている。また、フランジ11の他方の対角線から角度を有した位置に貫通口16が形成されている。図2の(a)では、二つの貫通口を示している。一方の貫通口は対角線Bから角度αずれた位置に形成され、他方の貫通口は対角線Bから角度βずれた位置に形成される。該貫通口内には固定ネジ19を嵌入し、シールドケース5側のネジ穴に固定することができる。シールドケース20は、X線管球10を内部に収納してX線漏れを防ぐとともに、選択したX線束のみをX線取出窓23を介して外部に放出するものであり、フランジ11とほぼ同形の略正方形状とすることができる。
【0013】シールドケース20のフランジ11側の面には、X線管球10の円筒部12を挿入するために開口部2が開けられ、冷却水をフランジ11側の冷却水導入口14に給水するための給水用穴24及び、冷却水をフランジ11側の冷却水排出口15から排出するための排出用穴25がそれぞれ二個ずつ設けられ、該穴には水漏れ防止用のOリング27が設けられている。給水用穴24と排出用穴25は、シールドケース20の接合面の対角線上であって開口部2を挟んだ位置に設けられる。図2の(b)はシールドケース側の正面図であり、フランジ側から見た図である。図2の(b)において、シールドケース20の接合面の中心には開口部2が設けられ、シールドケース20の一方の対角線C上には開口部2を挟んで一方に給水用穴24−2と排出用穴25−1が設けられ、また、他方の対角線D上には開口部2を挟んで一方に給水用穴24−1と排出用穴25−2が設けられ、それぞれフランジ11に対して冷却水の給水及び排水が行なわれる。また、シールドケース20の接合面には、対角線から角度を有した位置にネジ穴26が形成されている。図2の(b)では、四つのネジ穴を示しており、その内で二つのネジ穴26−1と26−2は図2の(a)中の角度αだけずれた位置の貫通口に対応し、他の二つのネジ穴26−3と26−4は図2の(a)中の角度βだけずれた位置の貫通口に対応している。このネジ穴26には貫通口16を通った固定ネジ19が嵌入され、フランジ11とシールドケース20との接合を行う。
【0014】ネジ穴26を対角線C,Dに対して角度αあるいは角度βの角度を持たせて対角線からずれた位置とすることよって、フランジ11側で角度αの位置に形成された貫通口はシールドケース20側で角度αの位置に形成されたネジ穴26−1,26−2とのみ位置合わせを行うことができ、また、フランジ11側で角度βの位置に形成された貫通口はシールドケース20側で角度βの位置に形成されたネジ穴26−3,26−4とのみ位置合わせを行なうことができ、角度の異なるネジ穴への位置合わせを行なうことはできない。シールドケース側において、ネジ穴26−1と26−2は、フランジ11を取付けた際にフランジ11側の冷却水路導入口14がシールドケース20側の給水用穴24−1あるいは24−2に対応する位置に形成され、また、ネジ穴26−3と26−4は、フランジ11を取付けたときにフランジ11側の冷却水路排出口15がシールドケース20側の排水用穴25に対応するように設定される。このネジ穴26と貫通口16との位置合わせによって、冷却水の誤った方向の流れを防止することができる。
【0015】(本発明の一実施例の作用)次に、図3〜図8を用いて本発明の実施例の作用について説明する。はじめに、図3,図4を用いて第一の取付け位置について説明する。図3は図1の位置関係においてフランジ11とシールドケース20とを接合し、冷却水を給水する場合を示している。なお、図では説明上フランジ11とシールドケース20とを分離した状態で示している。フランジ11側において対角線Bに対して角度αの位置にある貫通口16は、同じく対角線Dに対して角度αの位置にあるネジ穴26−1と対応し、また、フランジ11側において対角線Bに対して角度βの位置にある貫通口16は、同じく対角線Dに対して角度βの位置にあるネジ穴26−3に対応している。これによって、フランジ11の冷却水導入口14はシールドケース20の給水用穴24−2(図3では示していない)に対応し、冷却水排出口15は排水用穴25−1に対応する。この接合状態において、図中の破線31で示すように給水を行なうと、矢印で示すように、順に冷却水路給水路21給水用穴24−2、冷却水導入口14、冷却水排出口15、排水用穴25−1、冷却水路排水路22を通って冷却水が流れることになる。
【0016】次に、図5,図6を用いて第二の取付け位置について説明する。この第二の取付け位置は、前記第一の取付け位置と異なる焦点のX線束を得るためのものである。図1あるいは図3の位置関係から図5に示す位置に変更することによって、シールドケース20側のX線取出窓23に対して円筒部12側のX線取出窓13が切替わり、放出されるX線束の焦点の切替えが行なわれる。この位置変更は、フランジ11をシールドケース20に固定している固定ネジ19をはずしてフランジ11をシールドケース20から分離し、その後フランジ11を時計回りに90°回転し、再び固定ネジ19によりフランジ11をシールドケース20に取付けることにより行なう。図5は図1の位置関係から図中で時計回りに90°回転させた状態においてフランジ11とシールドケース20とを接合し、冷却水を給水する場合を示している。なお、図では説明上フランジ11とシールドケース20とを分離した状態で示している。
【0017】図6の(a)において、冷却水導入口14、冷却水排出口15、及び貫通口の位置は、図4の位置からフランジ11を時計回りに90°回転した位置である。
【0018】フランジ11側において対角線Bに対して角度αの位置にある貫通口16は、シールドケース20側において対角線Cに対して角度αの位置にあるネジ穴26−2と対応し、また、フランジ11側において対角線Bに対して角度βの位置にある貫通口16は、シールドケース20側において対角線Cに対して角度βの位置にあるネジ穴26−4と対応している。これによって、フランジ11の冷却水導入口14はシールドケース20の給水用穴24−1に対応し、冷却水排出口15は排水用穴25−2に対応する。この接合状態において、図中の破線31で示すように給水を行なうと、矢印で示すように、順に冷却水路給水路21、給水用穴24−1、冷却水導入口14、冷却水排出口15、排水用穴25−2、冷却水路排水路22を通って冷却水が流れることになる。
【0019】次に、図7,図8を用いて第三の取付け位置について説明する。この第三の取付け位置は、フランジ11を前記第一の取付け位置から反時計回りに90°回転させた場合であり、この位置ではフランジ11をシールドケース20に取付けることはできないものである。この位置変更は、フランジ11をシールドケース20に固定している固定ネジ19をはずしてフランジ11をシールドケース20から分離し、その後フランジ11を反時計回りに90°回転する。この場合には、フランジ11側の貫通口16の位置とシールドケース20側のネジ穴26とは対向しない。例えば、対角線Bに対して角度αにある貫通口16に対応するネジ穴26−4は対角線Cに対して角度βであり、また、対角線Bに対して角度βにある貫通口16に対応するネジ穴26−2は対角線Cに対して角度αである。したがって、この位置変更ではフランジ11をシールドケース20に取り付けることはできない。また、この位置変更においては、冷却水導入口14は排水用穴25−2に対応し、冷却水排出口15は給水用穴24−1に対応するため、この位置において冷却水路の接続し冷却水の供給を行なった場合には誤った方向の流れとなる。したがって、本発明の構成によれば、冷却水路の誤った接続の場合にはフランジ11とシールドケース20との接続を行なうことができず、冷却水路の接続が正しく行なわれた場合にのみ、フランジ11とシールドケース20との接続が可能となる。
【0020】(変形例)前記実施例において、フランジ部に形成する貫通口の対角線上からのずれ角度α及びβは、該貫通口が冷却水導入口及び冷却水排出口と重ならない位置であれば任意に設定することができる。また、ずれ角度αとβを同一角度とする構成も可能であるが、この場合には、冷却水路の誤った接続の場合でもフランジ11とシールドケース20との接続が可能であるため、冷却水路の接続の誤りを防止することはできない。例えば、図10及び図11は、図3及び図4の状態から反時計回りにフランジ11を回転させた場合を示しており、この場合には貫通口とネジ穴の角度が一致するため接合が可能となる。しかしながら、この場合には冷却水排出口15に給水が行なわれ、冷却水導入口14から排水が行なわれることになり、誤った冷却水の流れを起こすことになる。
【0021】(実施例の効果)本発明の実施例によれば、取付板を用いることなくフランジ部とシールドケースとの接続を行なうことができ、水シールが必要となる部分はフランジ部とシールドケースとの接合面における冷却水路端のみとなる。これによって、従来のX線発生装置と比較して水シールが必要となる部分を減少させることができ、水漏れの危険が減少する。また、本発明の実施例によれば、取付板を用いることなくフランジ部とシールドケースとの接続を行なうことができ、フランジ部とシールドケースとの間でのみ接合面が形成される。これによって、従来のX線発生装置と比較して接合面の箇所を減少させることができ、X線漏れが減少する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、焦点切替えの作業が容易であり、取付板を要しないX線発生装置を提供することができる。




 

 


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