JP2001291480A

JP2001291480A - 回転陽極型ｘ線管

Info

Publication number: JP2001291480A
Application number: JP2000103287A
Authority: JP
Inventors: Hideo Abu; 秀郎阿武
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】長期に亙って安定した回転バランスが維持さ
れる回転陽極型Ｘ線管を提供すること。【解決手段】Ｘ線を発生する陽極ターゲット１３が設
けられた回転陽極１２と、この回転陽極１２が固定され
た支持用シャフト１４と、この支持用シャフト１４が連
結された第１回転体１６と、この第１回転体１６の外周
面に第１回転体１６と同軸的に接合された第２回転体１
７と、第１回転体１６および第２回転体１７の内側に配
置された固定体２１とを具備した回転陽極型Ｘ線管にお
いて、第２回転体１７の外周面に、第２回転体１７より
も熱膨張率が小さい材料の変形防止リング１８を接合し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医療用診断装置
などに使用される回転陽極型Ｘ線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、陽極ターゲットが
設けられた円盤状回転陽極、および、円盤状回転陽極を
回転可能に支持する回転機構、電子ビームを放出する陰
極などを真空容器内に配置した構造になっている。この
ような構造において、真空容器外に配置した電磁コイル
に回転磁界を発生させ、これによって回転機構に支持さ
れた円盤状回転陽極を高速に回転させ、回転状態にある
陽極ターゲットに電子ビームを照射しＸ線を発生させて
いる。

【０００３】上記した回転陽極型Ｘ線管の回転機構は、
通常、回転体と固定体から構成され、回転体と固定体間
に軸受が設けられている。回転陽極型Ｘ線管の軸受に
は、これまでころがり軸受が多く使用されている。近
年、回転機構を構成する回転体および固定体の両方ある
いはいずれか一方の軸受面にらせん溝を形成し、ガリウ
ム（Ｇａ）やガリウムーインジウムー錫（Ｇａ−Ｉｎ−
Ｓｎ）合金などの液体金属潤滑材を、軸受間隙やらせん
溝に充填する動圧滑り軸受の採用が進んでいる。

【０００４】動圧滑り軸受を用いた回転陽極型Ｘ線管
は、たとえば特公昭６０−２１４６３号、特開昭６０−
９７５３６号、特開昭６０−１１７５３１号、特開昭６
１−２９１４号、特開昭６０−２８７５５５号の各公報
に開示されている。

【０００５】ところで、上記した回転陽極型Ｘ線管で
は、陽極ターゲットが設けられた円盤状回転陽極は支持
用シャフトにねじで固定され、支持用シャフトは、回転
機構を構成する有底円筒状の第１回転体に連結されてい
る。この場合、支持用シャフトは、たとえば第１回転体
の底部中央の透孔部分にねじ込んで連結されている。

【０００６】また、第１回転体の外周には、電気伝導度
の高い銅からなる円筒状の第２回転体がろう付けにより
一体的に接合されている。第１回転体の内側には、有底
円筒状の第３回転体が一体結合されている。第１回転体
と第３回転体は、管軸方向にみて、伝熱経路的に陽極タ
ーゲットから遠い位置で一体結合されている。なお、第
３回転体は、円盤状回転陽極を支持する支持シャフトが
回転する軸と同じ軸上で回転し、第３回転体の内側に軸
受を介して固定体が嵌合されている。

【０００７】上記した構成において、外部から回転磁界
が加えられと、回転機構を構成する第１回転体、第２回
転体および第３回転体がそれぞれ回転し、これらに連結
した円盤状回転陽極が回転し、陽極ターゲットが回転す
る。この状態で、電子ビームが陰極から陽極タ一ケット
に照射され、陽極タ一ゲットからＸ線が放出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転陽極型Ｘ線
管は、第１回転体よりも、その外周に接合される第２回
転体の方が熱膨張率が大きくなっている。このため、第
１回転体と第２回転体との接合部を全面にわたって欠陥
なくろう付けすることが困難になっている。また、接合
部に不良箇所があると、動作時の温度サイクルによっ
て、不良箇所を起点とするろう付け面の剥離が進行す
る。接合面に剥離が発生すると、第１回転体から第２回
転体への伝熱量が減少し、第１回転体の温度が上昇す
る。この場合、支持シャフトと第１回転体との接合部の
温度が上がり、ろう接部分が変形し、支持シャフトと第
１回転体との同芯度が悪化する。その結果、回転機構の
回転バランスがくずれ、回転陽極型Ｘ線管の振動が大き
くなり、不良発生の原因になる。

【０００９】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、長期に亙って安定した回転バランスが維持される回
転陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線を発生す
る陽極ターゲットが設けられた回転陽極と、この回転陽
極が固定された支持用シャフトと、この前記支持用シャ
フトが連結された第１回転体と、この第１回転体の外周
面に前記第１回転体と同軸的に接合された第２回転体
と、前記第１回転体および前記第２回転体の内側に配置
された固定体とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、
前記第２回転体の外周面に、前記第２回転体よりも熱膨
張率が小さい材料の変形防止リングを接合したことを特
徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、動圧
滑り軸受を採用した回転陽極型Ｘ線管を例にとり図１を
参照して説明する。図１は、回転陽極型Ｘ線管の円盤状
回転陽極部分および円盤状回転陽極を回転させる回転機
構部分などを抜き出し、その一部を断面で示している。

【００１２】符号１１は、回転陽極型Ｘ線管を構成する
真空容器で、図ではその一部が示されている。真空容器
１１内に円盤状回転陽極１２が配置され、円盤状回転陽
極１２の表面に陽極ターゲット１３が設けられている。
円盤状回転陽極１２は支持用シャフト１４にねじ１５で
固定されている。支持用シャフト１４は、陽極ターゲッ
トの熱が直接伝わるため、Ｗ（タングステン）やＭｏ
（モリブデン）、これらの合金など高融点金属が使用さ
れている。支持用シャフト１４は有底円筒状の第１回転
体１６に連結されている。支持用シャフト１４は、たと
えば第１回転体１６の底部１６ａ中央の透孔部分にねじ
込まれ、ろう付けなどによって連結されている。

【００１３】第１回転体１６には、たとえば、鉄（５０
％）−ニッケル（５０％）合金が使用されている。第１
回転体１６の外周には円筒状の第２回転体１７が一体的
に接合されている。第１回転体１６と第２回転体１７
は、たとえば、第１回転体１６の支持用シャフト１４側
の端部において、所定幅の接合領域Ｒ１でろう付けされ
ている。第２回転体１７には、Ｃｕ（銅）またはＣｕが
主のＣｕ合金が使用されている。また、第２回転体１７
の外周面を巻く形で、ニッケルメッキされた純鉄材から
なる円筒状の変形防止リング１８が所定幅の接合領域Ｒ
２でろう付けされている。

【００１４】この場合、円Ｃ内に拡大して示すように、
陽極ターゲット１３側の第２回転体１７の端部に外径が
小さくなった薄肉部１７ａを設け、この薄肉部１７ａの
外側に薄肉部１７ａを埋める形で変形防止リング１８が
ろう付けされている。また、第１回転体１６および第２
回転体１７の接合領域Ｒ１と、第２回転体１７および変
形防止リング１７の接合領域Ｒ２は、管軸方向に見た場
合、少なくとも一部で重なるように設定されている。な
お、接合領域Ｒ１と接合領域Ｒ２はできるだけ広い範囲
で重なるようにすることが望ましい。

【００１５】また、第２回転体１７の外周面の一部に黒
色皮膜１９を被覆し、第２回転体１７に達した熱を輻射
するようにしている。

【００１６】なお、支持シャフト１４と第１回転体１６
との接合、および、第１回転体１６と第２回転体１７と
の接合は、Ａｕ（金）やＣｕ、Ａｇ（銀) を主としたろ
う材を使用したろう付けで行われる。また、第１回転体
１６と第２回転体１７を接合する際に、同一のろう材を
使用して、第２回転体１７と変形防止リング１８が同時
に接合される。これらの接合部は、いずれも陽極ターゲ
ット１３の熱が伝達する伝熱経路上に位置し、たとえば
管軸方向に見た場合、陽極ターゲット１３の近くに位置
している。

【００１７】また、第１回転体１６の内側に、有底円筒
状の第３回転体２０が一体結合されている。第１回転体
１６と第３回転体２０は、たとえば管軸方向に見た場
合、陽極ターゲット１３から遠い位置、すなわち陽極タ
ーゲット１３と反対側に位置する第１回転体１６端部の
領域Ｒ３でろう付けされている。なお、第３回転体２０
は支持シャフト１４が回転する軸と同じ軸上で回転す
る。

【００１８】第３回転体２０の内側に固定体２１が挿入
嵌合されており、第３回転体２０の下端部に円盤状の開
口部閉塞体２２が固定されている。固定体２１の第３回
転体２０との嵌合部分には動圧式滑り軸受が設けられて
いる。たとえば、固定体２１の外周部分に動圧式のラジ
アル滑り軸受２３ａが設けられ、固定体２１の図の上下
の端面部分にスラスト滑り軸受け２３ｂが設けられてい
る。

【００１９】ラジアル滑り軸受け２３ａは、管軸方向に
離れた２つの領域に設けられ、これらの各領域では、た
とえば固定体２１の外周壁面に２組のヘリンボンパター
ンらせん溝２４ａが形成されている。固定体２１の２つ
の端面部分に設けられるスラスト滑り軸受２３ｂのう
ち、図の上方のスラスト滑り軸受２３ｂは、たとえば固
定体２１の端面に、図２に示すようなサークル状のヘリ
ンボンパターンらせん溝２４ｂが形成されている。図の
下方のスラスト滑り軸受２３ｂは、たとえば固定体２１
の径が大から小へと変化する段差部分が接する開口部閉
塞体２２の上面に、図３に示すようなサークル状のヘリ
ンボンパターンらせん溝２４ｃが形成されている。

【００２０】上記の動圧式滑り軸受は、回転体および固
定体の軸受面は、動作中、約２０μの軸受間隙を保つよ
うに設定され、また、らせん溝内および軸受間隙に液体
金属潤滑材（図示せず）が供給される。

【００２１】上記した構成において、外部から回転磁界
が加えられると、回転機構を構成する第１ないし第３の
回転体１６、１７、２０がそれぞれ回転し、これらに連
結された円盤状回転陽極１２が回転し、円盤状回転陽極
１２上の陽極タ一ケット１３が回転する。この状態で、
陰極から電子ビームが陽極タ一ケット１３に照射され、
陽極タ一ゲット１３からＸ線が放出される。

【００２２】上記した構成によれば、第２回転体の外周
面に、第２回転体よりも熱膨張率が小さい材料の変形防
止リングが接合されている。したがって、第１回転体と
第２回転体をろう付けする場合に、第１回転体と第２回
転体が密着し、良好なろう付け接合が得られる。

【００２３】また、動作時などに温度が上昇しても、第
１回転体と第２回転体との接合部分の隙間が膨張するこ
ともない。そのため、第１回転体と第２回転体に剥離な
どが発生せず、陽極タ一ゲットの熱が第２回転体に良好
に伝達され、第１回転体の温度上昇が抑えられる。その
結果、支持シャフトと第１回転体の同芯度の悪化が防止
され、長期にわたり安定な回転バランスが維持され、回
転振動の少ない回転陽極型Ｘ線管が実現される。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、長期に亙って安定した
回転バランスが維持される回転陽極型Ｘ線管を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための構造図で、
一部を断面で示している。

【図２】本発明の動圧式滑り軸受に使用されるヘリンボ
ンパターンらせん溝を示す図である。

【図３】本発明の動圧式滑り軸受に使用される他のヘリ
ンボンパターンらせん溝を示す図である。

【符号の説明】

１１…真空容器１２…円盤状回転陽極１３…陽極タ一ゲット１４…支持用シャフト１５…ねじ１６…第１回転体１７…第２回転体１８…変形防止リング１９…黒色皮膜２０…第３回転体２１…固定体２２…開口部閉塞体２３ａ…ラジアル滑り軸受２３ｂ…スラスト滑り軸受

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線を発生する陽極ターゲットが設けら
れた回転陽極と、この回転陽極が固定された支持用シャ
フトと、この前記支持用シャフトが連結された第１回転
体と、この第１回転体の外周面に前記第１回転体と同軸
的に接合された第２回転体と、前記第１回転体および前
記第２回転体の内側に配置された固定体とを具備した回
転陽極型Ｘ線管において、前記第２回転体の外周面に、
前記第２回転体よりも熱膨張率が小さい材料の変形防止
リングを接合したことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】第２回転体が銅または銅合金で形成され
た請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】第１回転体および第２回転体の接合領域
と、第２回転体および変形防止リングの接合領域とが、
管軸方向において少なくとも一部で重なっている請求項
１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項４】第１回転体の内側に前記第１回転体に連
結された第３回転体が設けられ、この第３回転体と固定
体との間に液体金属潤滑材が供給される動圧滑り軸受が
形成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記
載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項５】変形防止リングがニッケルメッキされた
純鉄材で形成されている請求項１ないし請求項３のいず
れか１つに記載の回転陽極型Ｘ線管。