JP2002203502A

JP2002203502A - 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002203502A
Application number: JP2000402313A
Authority: JP
Inventors: Hideo Abu; 秀郎阿武; Hironori Nakamuta; 浩典中牟田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】陽極ターゲットとこの陽極ターゲットを支持
する支持部材とを強固に固定し、長期にわたり安定な回
転を維持できる回転陽極型Ｘ線管およびその製造方法を
提供すること。【解決手段】中心部に貫通孔を有する陽極ターゲット
と、この陽極ターゲットの前記貫通孔に少なくとも一部
が挿入される支持部材と、前記陽極ターゲットの前記貫
通孔部分の内面と前記支持部材との隙間にはめ込まれた
円筒状の金属スリーブと、前記陽極ターゲットおよび前
記支持部材を収納した真空容器とを具備した回転陽極型
Ｘ線管において、前記金属スリーブは管軸方向に配置さ
れた第１および第２の少なくとも２つの金属スリーブか
らなり、かつ、前記第１および第２の金属スリーブの互
いに接する端面は管軸に対して傾斜したテーパー状であ
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は回転陽極型Ｘ線管
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、電子ビームを発生
するフィラメントや陽極ターゲットを真空外囲器内に配
置し、回転状態にある陽極ターゲットからＸ線を発生さ
せる電子管で、医療用診断装置などに使用されている。
陽極ターゲットは回転機構に支持され、動作時、高速に
回転する。

【０００３】Ｘ線診断装置に使用される回転陽極型Ｘ線
管の場合、陽極ターゲットの大きさは、最大重量２ｋ
ｇ、最大直径１８０ｍｍ程度となっている。運用状態に
入る場合、陽極ターゲットの回転速度は、通常の回転数
である３０００から約１００００ｒｐｍまで４秒程度の
短い時間で上昇する。回転速度の上昇が急であるため、
陽極ターゲットと回転シャフトとの連結部分に大きなね
じり力が作用する。

【０００４】また、Ｘ線ＣＴ装置に使用される回転陽極
型Ｘ線管の場合、陽極ターゲットの大きさは、最大重量
１２ｋｇ、最大直径１８０ｍｍ程度となっている。Ｘ線
管を組み込んだハウジングは架台に搭載され、運用時、
架台はたとえば１秒間に最大２回転のスピードで回転す
る。このとき、陽極ターゲットに対し径方向に大きな遠
心力が加わり、陽極ターゲットと回転シャフトとの連結
部分に大きな力が作用する。

【０００５】上記したように、回転陽極型Ｘ線管は、陽
極ターゲットと回転シャフトとの固定部分に大きな力が
作用する。このため、両者の固定部分は機械的強度が大
きく構成されている。

【０００６】ここで、従来の回転陽極型Ｘ線管につい
て、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出した図１７を参照して説明する。線分Ｍ−Ｍは管軸を
示している。

【０００７】符号６１は回転シャフトで、回転シャフト
６１は、筒状部６１ａや径大部６１ｂ、段部６１ｃを介
して径大部６１ｂに連続する径小部６１ｄ、外面にねじ
溝が形成された先端部６１ｅなどから構成されている。
符号６２は陽極ターゲットで、陽極ターゲット６２の中
心部に貫通穴６２ａが形成されている。陽極ターゲット
６２の貫通穴６２ａに回転シャフト６１の径小部６１ｄ
が挿入されはめ込まれている。

【０００８】回転シャフト６１と陽極ターゲット６２と
の間に１個ないし３個程度のモリブデン製のピン６３が
打ち込まれ、回転シャフト６１と陽極ターゲット６２が
固定されている。ピン６３を打ち込む場合、例えば、陽
極ターゲット６２と回転シャフト６１とを仮止ナットで
固定し、陽極ターゲット６２と回転シャフト６１にそれ
ぞれ穴を加工し、その穴の部分に打ち込まれる。また、
回転シャフト６１の端部６１ｅに形成されたねじ溝にナ
ット６５がねじ込まれている。

【０００９】従来の回転陽極型Ｘ線管のもう１つの例に
ついて、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を
抜き出した図１８を参照して説明する。図１８では、図
１７に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説
明は一部省略する。

【００１０】この例では、陽極ターゲット６２と回転シ
ャフト６１との接触部分にろう材７１が配置され、ろう
接されている。陽極ターゲット６２と回転シャフト６１
をろう接する構造については、特許第２６９７３８１号
の明細書や特公平７−８５４０７号公報、米国特許第５
６５５０００号明細書、米国特許第５５７７０９３号明
細書などに開示されている。

【００１１】上記の方法の他、回転シャフトと陽極ター
ゲットの間にインサート材を配置し、このインサート材
を陽極ターゲットおよび回転シャフトの接合領域に拡散
させて接合する方法も知られている（特開昭６１−８８
３８号公報参照）。

【００１２】

【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、陽極ターゲットと回転シャフトを固定する場合、
ピンを打ち込む方法やろう接方法、拡散接合方法などが
用いられている。

【００１３】ピンを打ち込む方法は、通常、１個〜３個
のモリブデン製のピンが使用される。この方法は、外部
から作用する力を支えるには有効面積が不足し、動作
中、陽極部分の回転バランスがくずれ、Ｘ線管の振動が
大きくなることがある。また、陽極ターゲットと回転シ
ャフトを組み立てる際に、両者の軸合わせができないと
いう問題もある。

【００１４】ろう接方法は、ろう材の耐熱性に限界があ
り、連続して高出力を発生する機種には使用できない。
また、組み立て時に両者の軸合わせができないという問
題もある。その結果、動作中などに陽極部分の回転バラ
ンスがくずれ、Ｘ線管の振動が大きくなる。まら、ろう
材の蒸気圧が高く、製造工程や使用中に、蒸発したろう
材によって管球部品が汚染し、連続して高出力を必要と
する用途に適用できないという問題がある。

【００１５】完全拡散接合法は、陽極ターゲットと回転
シャフトを強固に固定できる。しかし、インサート材の
蒸気圧が高いため、相手材に完全に拡散させ消失させる
必要がある。インサート材が残存したり、あるいは、拡
散工程で蒸発したりすると、管球部品が汚染する恐れが
ある。そのため、ろう接方法と同様に、連続して高出力
を必要とする用途への適用が難しいという問題がある。

【００１６】この発明は、上記した欠点を解決し、陽極
ターゲットとこの陽極ターゲットを支持する支持部材と
を強固に固定し、長期にわたり安定な回転を維持できる
回転陽極型Ｘ線管およびその製造方法を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、貫通孔を有す
る陽極ターゲットと、この陽極ターゲットの前記貫通孔
に少なくとも一部が挿入される支持部材と、前記陽極タ
ーゲットの前記貫通孔部分の内面と前記支持部材との隙
間にはめ込まれた円筒状の金属スリーブと、前記陽極タ
ーゲットおよび前記支持部材を収納した真空容器とを具
備した回転陽極型Ｘ線管において、前記金属スリーブは
管軸方向に配置された第１および第２の少なくとも２つ
の金属スリーブからなり、かつ、前記第１および第２の
金属スリーブの互いに隣合う端面は管軸に対し傾斜した
テーパー状であることを特徴としている。

【００１８】本発明の回転陽極型Ｘ線管の製造方法は、
陽極ターゲットに形成された貫通穴に支持部材の少なく
とも一部を挿入する第１工程と、前記陽極ターゲットの
前記貫通穴の内面と前記支持部材との隙間に、互いに隣
合う端面が管軸に対して傾斜したテーパー状である少な
くとも２つの金属スリーブをはめ込む第２工程と、前記
金属スリーブに力を加える第３工程とからなっている。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、回転
陽極型Ｘ線管を構成する回転部分を抜き出した図１の断
面図を参照して説明する。符号１１は回転部分を構成す
る回転体で、回転体１１は、たとえば３層構造の円筒状
部分１２およびこの円筒状部分１２から突出する支持部
材たとえば回転シャフト１３などから構成されている。
回転シャフト１３はたとえばモリブデンあるいはモリブ
デン合金で形成され、筒状部１３ａおよび径大部１３
ｂ、段部１３ｃを介して径大部１３ｂに連続する径小部
１３ｄ、外面にねじ溝が形成された端部１３ｅなどから
構成されている。

【００２０】陽極ターゲット１４はモリブデンまたはＴ
ＺＭなどのモリブデン合金で形成され、中心部に貫通穴
１４ａが形成されている。陽極ターゲット１４の図示上
面にＸ線を発生するターゲット層１４ｂが設けられ、図
示下面に熱放出用の黒化膜１４ｃが設けられている。貫
通穴１４ａに、回転シャフト１３の一部たとえば径小部
１３ｄがはめ込まれている。

【００２１】回転シャフト１３の径小部１３ｄと貫通穴
１４ａの内面との隙間に、たとえば第１および第２の円
筒状をした２個の金属スリーブ１５ａ、１５ｂが軸方向
に図の上下にはめ込まれている。

【００２２】第１金属スリーブ１５ａの第２金属スリー
ブ１５ｂ側の環状端面は、内側に向って下がるテーパ状
に形成されている。第２金属スリーブ１５ｂの第１金属
スリーブ１５ａ側の環状端面も、内側に向って下がるテ
ーパ状に形成されている。第１金属スリーブ１５ａおよ
び第２金属スリーブ１５ｂは、それぞれのテーパ状の端
面どうしがたとえば接触する形で配置される。その後、
第１金属スリーブ１５ａおよび第２金属スリーブ１５ｂ
は、たとえば軸方向に力が加えられ、隙間の部分で塑性
変形している。

【００２３】回転シャフト１３の端部１３ｅに形成され
た雄ねじに固定用ナット１６がねじ込まれている。固定
用ナット１６は、回転シャフト１３の段部１３ｃとの間
に陽極ターゲット１４を挟んで締め付け、陽極ターゲッ
ト１４を固定している。

【００２４】上記の回転体１１および陽極ターゲット１
４は、電子ビームを発生するフィラメントなどとともに
真空外囲器（図示せず）に収納され、回転陽極型Ｘ線管
が構成される。

【００２５】ここで、上記した回転部分の製造方法につ
いて、図１の円Ｃ内を拡大して示した図２を参照して説
明する。図２では、図１に対応する部分には同一の符号
を付し、重複する説明は一部省略する。線分Ｍ−Ｍは管
軸を示している。

【００２６】２つの金属スリーブ１５ａ、１５ｂはたと
えばモリブデン製で、直径約１２ｍｍ、肉厚約０．４ｍ
ｍ、長さ約４．５ｍｍで、互いに接触する端面は内側に
向って管軸に対したとえば４５°に傾斜している。な
お、陽極ターゲット１４の少なくとも貫通孔１４ａに面
した部分および回転シャフト１３の少なくとも径小部１
３ｄはたとえばＴＺＭで形成されている。

【００２７】金属スリーブ１５ａ、１５ｂと貫通孔１４
ａとの半径方向の隙間、および、金属スリーブ１５ａ、
１５ｂと径小部１３ｄとの半径方向の隙間は、どちらも
はめ合いあるいは圧入隙間に形成される。ここでは、は
め合い隙間で説明する。

【００２８】上記の構成において、まず、回転シャフト
１３の先端部分に陽極ターゲット１４の貫通孔１４ａを
かぶせ、貫通穴１４ａ周辺の下面が段部１３ｃに接触す
るように配置する。このとき、回転シャフト１３の径小
部１３ｄが貫通穴１４ａに嵌め込まれた状態になる。

【００２９】次に、回転シャフト１３の径小部１３ｄと
貫通孔１４ａの隙間（半径方向の隙間は約０．４ｍｍ）
に２個の金属スリーブ１５ａ、１５ｂを順に挿入し、金
属スリーブ１５ａが図の上方に位置する形で積層する。

【００３０】次に、陽極ターゲット１４の面から上方に
突き出た金属スリーブ１５ａの端面を均一にたとえば軸
方向に加圧して、金属スリーブ１５ａ、１５ｂを塑性変
形させ、回転シャフト１３の径小部１３ｄと陽極ターゲ
ット１４の貫通孔１４ａ間に金属スリーブ１５ａ、１５
ｂを密着させてはめ込む。

【００３１】次に、回転シャフト１３の端部１３ｅのネ
ジ部に固定用ナット１６を嵌めて締め付ける。その後、
回転体１２内部の空間に固定体（図示せず）を嵌合し、
回転体１２と固定体が組み合わされる。

【００３２】上記した構成によれば、陽極ターゲットの
貫通孔と回転シャフトの隙間に２個の金属スリーブの端
面どうしがたとえば接触して配置される。この場合、陽
極ターゲットから上方に突出する金属スリーブの端部に
力を加えると、２個の金属スリーブがテーパー状の突合
せ面で接しているため径方向に広がり、その部分が安定
して変形し隙間に密着する。その結果、使用中に陽極タ
ーゲットおよび回転シャフトを径方向に偏芯させようと
する外力に対し十分な接合強度が確保される。また、陽
極ターゲットと回転シャフトとを径方向に高精度で位置
合わせできる。金属スリーブが１個の場合は、力を加え
た際、上部に突き出た部分が不安定な座屈変形などを起
し、隙間との良好な密着が得られない。

【００３３】上記の実施形態では、２個の金属スリーブ
を用いている。しかし、３個以上の金属スリーブを用い
ることもできる。この場合、隣接する金属スリーブの環
状端面は互いにテーパー状に形成される。

【００３４】次に、本発明の他の実施形態について図３
の断面図を参照して説明する。図３では、図２に対応す
る部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略す
る。

【００３５】この実施形態は、固定用ナット１６を締め
付け固定する前に、陽極ターゲット１４と回転シャフト
１３の径大部１３ｂとの間にピン３１を打ち込んでい
る。この場合、運用時などに、陽極ターゲット１４と回
転シャフト１３との間に回転方向への位置ずれを起こそ
うとする外力が生じても、ピン３１の働きで十分に対抗
できる。

【００３６】次に、この発明の他の実施形態について図
４を参照して説明する。図４では、図２に対応する部分
には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略する。

【００３７】この実施形態は、図４（ａ）を線分Ａ−Ａ
で断面にした図４（ｂ）に示すように、金属スリーブ１
５ａ、１５ｂと接する回転シャフト１３の径小部１３ｄ
の外面および陽極ターゲット１４の貫通穴１４ａの壁面
に、それぞれ複数の凹部４１ａ、４１ｂを設けている。

【００３８】この場合、回転シャフト１３および陽極タ
ーゲット１４の凹部４１ａ、４１ｂに、金属スリーブ１
５ａ、１５ｂの一部が食い込んで塑性変形する。したが
って、陽極ターゲット１４と回転シャフト１３との間に
作用する回転方向への位置ずれを起こそうとする外力に
対し十分に対抗できる。

【００３９】凹部４１ａ、４１ｂは、回転シャフト１３
および陽極ターゲット１４の両方に形成しているが、そ
の一方だけに形成してもよい。しかし、両方に設けた方
が効果が大きい。

【００４０】次に、本発明の他の実施形態について図５
を参照して説明する。図５では、図２に対応する部分に
は同一の符号を付し、重複する説明は一部省略する。

【００４１】この実施形態は、回転シャフト１３に陽極
ターゲット１４の貫通穴１４ａをかぶせ、貫通穴１４ａ
周辺の下面が段部１３ｃと接触するように配置する。そ
の後、貫通穴１４ａと径小部１３ｄとの隙間に金属スリ
ーブ１５ａ、１５ｂを挿入する。

【００４２】次に、陽極ターゲット１４面よりも上方に
突き出た金属スリーブ１５ａの端面に、たとえば加圧用
ロッドで力を加え、金属スリーブ１５ａ、１５ｂを塑性
変形させ、回転シャフト１３の径小部１３ｄと陽極ター
ゲット１４の貫通穴１４ａとの隙間に、金属スリーブ１
５ａ、１５ｂを密着してはめ込んだ状態にする。

【００４３】このとき、金属スリーブ１５ａの環状端面
をたとえば円周方向に３等分する３箇所に同時に力を加
える。また、金属スリーブ１５ａの環状端面に力を加え
る箇所の面積は、それぞれが環状端面の総面積の１／９
程度にしている。

【００４４】その後、回転シャフト１３の端部１３ｅに
形成されたねじに固定用ナット１６をねじ込み締め付け
る。

【００４５】次に、この発明の他の実施形態について図
６を参照して説明する。図６では、図２に対応する部分
には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略する。
この図では、固定用ナット１６が省略されている。な
お、回転シャフト１３に連結された回転体１１（図１）
の円筒状部分１２の下端部が示され、回転体１１は固定
台８１に載っている。また、金属スリーブ１５ａ、１５
ｂの上方に、その環状端面を加圧する第１および第２の
２つの加圧治具９１、９２が配置されている。

【００４６】金属スリーブ１５ａと接触する第１の加圧
治具９１は、金属スリーブ１５ａ、１５ｂよりも肉厚が
厚く円筒状で、その環状下面を円周方向に等分するたと
えば３箇所で突出し、その突出部９１ａが金属スリーブ
１５ａの環状端面に接触している。第２の加圧治具９２
は球面を有し、その球面部分が第１の加圧治具９１中央
の貫通孔を塞ぐ形で載っている。

【００４７】上記した構成において、第２の加圧治具９
２に対し矢印Ｙ方向に力を加える。この力が第１の加圧
治具９１を通して金属スリーブ１５ａに加えられ、金属
スリーブ１５ａ、１５ｂが塑性変形する。この場合、第
２の加圧治具９２は球面部分を通して第１の加圧治具９
１に力が加わるため、第１の加圧治具９１の突出部９１
ａに均等に力が加えられる。

【００４８】図５および図６の実施形態では、金属スリ
ーブの環状端面全体でなく、３箇所を加圧している。こ
のように局所的に加圧する場合、環状端面全体を加圧す
る場合に比較して、小さな力で金属スリーブを塑性変形
できる。また、金属スリーブの環状端面をその円周方向
に等分した箇所を加圧した場合、金属スリーブ全体が均
一に加圧される。

【００４９】上記の実施形態では、金属スリーブの端面
を３個所で同時に１回だけ加圧している。しかし、金属
スリーブを加圧する箇所は１箇所でも、任意の複数箇所
でもよく、また、複数回にわけて加圧してもよい。ま
た、複数回にわけて加圧する場合、加圧する場所を変更
すれば、金属スリーブが全体にわたって塑性変形し、良
好な密着が得られる。その結果、回転シャフトと陽極タ
ーゲットを回転方向に位置ずれさせようとする外力に抗
するより強い強度が得られる。

【００５０】また、図５や図６の実施形態の場合、図４
（ｂ）で説明したように、金属スリーブと接する回転シ
ャフトの径小部の外面、あるいは、金属スリーブと接す
る陽極ターゲットの貫通穴の内面に、それぞれ複数の凹
部を設けてもよい。このとき、金属スリーブを加圧する
位置と凹部の位置を一致させれば、金属スリーブが塑性
変形する際に凹部に食い込み、回転シャフトと陽極ター
ゲットのより強固な結合が得られる。

【００５１】次に、本発明で使用される金属スリーブの
例について図７を参照して説明する。１つの金属スリー
ブ１５ａは円筒状で、たとえば上側の端面Ｕａは平坦
で、下側の端面Ｌａは内側が低くなるようにたとえば管
軸Ｍに対し４５度で傾斜している。もう１つの金属スリ
ーブ１５ｂも円筒状で、たとえば上側の端面Ｕｂは外側
が低くなるようにたとえば管軸ｍに対し４５度で傾斜
し、下側の端面Ｌｂは平坦になっている。２つの金属ス
リーブ１５ａ、１５ｂは傾斜した面どうしがたとえば接
する形で隙間に配置される。

【００５２】次に、本発明で使用される金属スリーブの
他の例について図８を参照して説明する。１つの金属ス
リーブ１５ａは円筒状で、たとえば上側の端面Ｕａは平
坦で、下側の端面Ｌａは、外側が低くなるようにたとえ
ば管軸ｍに対し４５度で傾斜している。もう１つの金属
スリーブ１５ｂも円筒状で、たとえば上側の端面Ｕｂは
外側が高くなるようにたとえば管軸ｍに対し４５度で傾
斜し、下側の端面Ｌｂは平坦になっている。２つの金属
スリーブ１５ａ、１５ｂは傾斜した面どうしがたとえば
接する形で隙間に配置される。

【００５３】上記の実施形態では、金属スリーブにモリ
ブデンを使用している。しかし、モリブデンに限らず、
ニオブおよびハフニウム、タンタル、ジルコニウム、チ
タン、バナジウム、または、これら各金属を主成分とす
る合金を用いることができる。なお、金属スリーブの材
料には、回転シャフトの材料よりも延性の高い金属が適
している。

【００５４】上記した構成によれば、陽極ターゲットと
回転シャフトとを高精度で位置合わせでき、また、運用
時、陽極ターゲットと回転シャフトとを径方向に偏芯さ
せようとする外力に対し十分な強度が確保され、良好な
回転バランスを維持できる回転陽極型Ｘ線管が実現され
る。

【００５５】次に、この発明の他の実施形態について図
９を参照して説明する。図９では、図１に対応する部分
には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略する。

【００５６】この実施形態では、回転シャフト１３の径
小部１３ｄと貫通穴１４ａの内面との隙間にたとえば１
つの金属スリーブ１５をはめ込み、後述する方法で、陽
極ターゲット１４および回転シャフト１３内に拡散さ
せ、陽極ターゲット１４および回転シャフト１３を接合
している。

【００５７】ここで、上記した陽極ターゲット１４と回
転シャフト１３との接合方法について、図９の円Ｃ内を
拡大して示した図１０を参照してに示す。図１０では、
図９に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説
明は一部省略する。線分Ｍ−Ｍは管軸を示している。

【００５８】金属スリーブ１５はたとえばモリブデン製
で円筒状に形成され、たとえば肉厚０．４ｍｍ、直径約
１２ｍｍ、長さ約９ｍｍの大きさとなっている。また、
金属スリーブ１５の内外表面に拡散促進剤たとえばＲｈ
やＰｔの化学的メッキ膜を２μｍ程度の膜厚に形成して
いる。

【００５９】金属スリーブ１５と貫通孔１４ａとの半径
方向の隙間および金属スリーブ１５と回転シャフト１３
との半径方向の隙間はどちらもはめ合い、または、圧入
隙間に形成されるが、ここでははめ合い隙間の場合で説
明する。たとえば、半径方向の隙間は１０μｍ位で、ま
た、陽極ターゲット１４の少なくとも貫通孔１４ａに面
する壁部分および回転シャフト１３の少なくとも径小部
１３ｄはたとえばＴＺＭで形成されている。

【００６０】上記した構成において、まず、回転シャフ
ト１３の先端部に陽極ターゲット１４の貫通孔１４ａを
かぶせる。次に、回転シャフト１３と貫通孔１４ａの隙
間（半径隙間約０．４ｍｍ）に金属スリーブ１５を挿入
する。

【００６１】次に、陽極ターゲット１４の面から上方に
突き出た金属スリーブ１５の端面を均一に加圧して、回
転シャフト１３と貫通孔１４ａの隙間に金属スリーブ１
５を密着させてはめ込む。次に、回転シャフト１３のネ
ジ部に固定用ナット１６をかけて締め付ける。

【００６２】次に、この組み立て体を石英ベルジャー内
に設置する。そして、石英ベルジャー内を真空引きしな
がら、陽極ターゲット位置に対向して石英ベルジャー外
に配置したコイルに高周波電流を流し、陽極ターゲット
を約１３００℃に加熱する。加熱された陽極ターゲット
の熱は回転シャフトを伝わって設置台へと逃げ、組み立
て体に温度勾配が生じる。

【００６３】このとき、金属スリーブをはめ込んだ陽極
ターゲットと回転シャフトの界面付近の温度は約１１０
０℃に達する。この加熱状態をおよそ１Ｈ以上キープす
ることにより、メッキを構成する元素などが陽極ターゲ
ット側および回転シャフト側に拡散し、陽極ターゲット
および回転シャフトが接合する。

【００６４】次に、接合が終了した段階で、加熱を終了
し、冷却後に組み立て体を取り出す。その後、この組み
立て体のバランス修正など行い、固定体と組み合わせ
る。

【００６５】上記した構成の場合、陽極ターゲット１４
の貫通穴１４ａと回転シャフト１３との隙間に、たとえ
ば拡散促進剤の層を形成した円筒状の金属スリーブ１５
をはめ込んでいる。円筒状の金属スリーブ１５を用いて
いるため、金属スリーブ１５が貫通穴１４ａの内面およ
び回転シャフト１３とそれぞれ確実に密着する。そのた
め、接合面が上下方向たとえば管軸方向に位置する場合
でも良好な拡散接合が得られる。

【００６６】したがって、使用中など、陽極ターゲット
と回転シャフトを径方向に偏芯させようとする外力に抗
する十分な強度が確保され、長期に亙って良好な回転バ
ランスが維持される。また、製造工程中および使用中な
どに、管球部品が高蒸気圧物質によって汚染されること
のない回転陽極型Ｘ線管が得られる。

【００６７】なお、金属スリーブ１５の表面に形成され
る拡散促進層の材料には、１０００℃における飽和蒸気
圧が１×１０^-6Ｐａ以下である材料、たとえばＴｉやＰ
ｔ、Ｚｒ、Ｖ、Ｒｈ、および、これらの金属を含む合金
の中から選ばれた少なくとも１つが利用される。

【００６８】たとえば、真空中にある部品の温度が上昇
し、その部品を構成する材料の飽和蒸気圧が１×１０^-5
Ｐａを越える値となった場合、その材料の蒸発速度が無
視できない量になり、管内を汚染させるなどの不具合が
発生する。Ｘ線管の製造工程や使用時では、陽極ターゲ
ットと回転シャフトの固定部分の温度はほぼ１０００℃
となっている。したがって、１０００℃における飽和蒸
気圧が１×１０^-6Ｐａ以下の場合、製造工程や使用時に
おける蒸発が防止され、管内を汚染させるようなことが
ない。

【００６９】なお、拡散接合する際の加熱方法には、石
英ベルジャーを利用する方法のほか、真空チャンバ内で
電子ビームで加熱する方法、あるいは、管球に組み込ん
だ後に、排気工程で高周波加熱する方法、排気ボンバー
ドする際に同時に加熱する方法などを用いることができ
る。

【００７０】次に、この発明の他の実施形態について、
陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き出し
た図１１の断面図を参照して説明する。図１１では、図
１０に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説
明は省略する。

【００７１】この実施形態は、固定用ナット１６を締め
付け固定する直前に、陽極ターゲット１４と回転シャフ
ト１３の径大部１３ｂとの間にピン３１を打ち込んでい
る。この場合、運用時などで陽極ターゲット１４と回転
シャフト１３との間に作用する回転方向への位置ずれを
起こそうとする外力が発生しても、ピン３１の働きで対
抗できる。

【００７２】次に、この発明の他の実施形態について図
１２を参照して説明する。図１２では、図１０に対応す
る部分には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略
する。

【００７３】この実施形態は、図１２（ａ）を線分Ａ−
Ａで断面にした図１２（ｂ）で示すように、金属スリー
ブ１５と接する回転シャフト１３の径小部１３ｄの外
面、および、金属スリーブ１５と接する陽極ターゲット
１４の貫通穴１４ａの壁面に、それぞれ複数の凹部４１
ａ、４１ｂを設けている。

【００７４】この場合、回転シャフト１３や陽極ターゲ
ット１４の凹部４１ａ、４１ｂに、金属スリーブ１５の
少なくとも一部が食い込む状態となる。そのため、運用
時など、陽極ターゲット１４と回転シャフト１３との間
に作用する回転方向への位置ずれを起こそうとする外力
に対し十分に対抗できる。

【００７５】なお、凹部４１ａ、４１ｂが、回転シャフ
ト１３と陽極ターゲット１４の両方に形成されている
が、その一方だけに形成するようにしてもよい。しか
し、両方に形成した方が効果が大きい。

【００７６】次に、この発明の他の実施形態について図
１３を参照して説明する。図１３では、図１０に対応す
る部分には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略
する。この実施形態は、回転シャフト１３の径小部１３
ｄの外径を先端部１３ｅの方ほど小さくし、金属スリー
ブ１５が位置する側の外面を傾斜させている。この場
合、金属スリーブ１５を圧入する側の隙間がテーパ状に
徐々に広くなっている。したがって、部品の加工精度に
ばらつきがあっても金属スリーブ１５を安定に充填する
ことができる。

【００７７】金属スリーブ１５を圧入する側の隙間を広
くする場合、回転シャフト１３の径小部の外径を一定と
し、陽極ターゲット１４の貫通穴１４ａの内径を上面の
方ほど大きくなるようにして、貫通穴１４ａ部分の内面
を傾斜させてもよい。また、回転シャフト１４の径小部
の外面および陽極ターゲット１４の貫通穴１４ａ部分の
内面の両方をともに傾斜させ、金属スリーブを圧入する
側の隙間を広くすることもできる。

【００７８】なお、陽極ターゲットの貫通穴部分の内面
と先端部分の回転シャフトの径小部との隙間が一様でな
い場合、隙間の形状に合わせて肉厚がテーパ状に変化す
る金属スリーブを用いれば、金属スリーブが隙間部分に
確実に充填されて密着し、強く固定される。

【００７９】また、金属スリーブを圧入する側の隙間を
広くする構造は、図１０ないし図１２のいずれの実施形
態にも適用できる。

【００８０】次に、この発明の他の実施形態について図
１４を参照して説明する。図１４では、図１０に対応す
る部分には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略
する。

【００８１】まず、回転シャフト１３に陽極ターゲット
１４の貫通穴１４ａをかぶせ、貫通穴１４ａ周辺の下面
が段部１３ｃに接触するように配置する。このとき、回
転シャフト１３の径小部１３ｄを貫通穴１４ａに嵌め込
んだ状態になる。

【００８２】次に、径小部１３ｄと陽極ターゲット１４
の貫通穴１４ａ部分の内面との隙間に金属スリーブ１５
を挿入する。次に、陽極ターゲット１４の上面よりも上
方に突き出た金属スリーブ１５の端面に力を加え、回転
シャフト１３の径小部１３ｄと陽極ターゲット１４の貫
通穴１４ａとの隙間に、金属スリーブ１５が密着しては
め込む。

【００８３】このとき、金属スリーブ１５の環状端面を
円周方向に３等分する３箇所に同時に力を加える。その
後、回転シャフト１３の端部１３ｅに形成されたねじに
固定用ナット１６をねじ込み、締め付けが行われる。

【００８４】次に、この発明の他の実施形態について図
１５を参照して説明する。図１５では、図１０に対応す
る部分には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略
する。図１５では、固定用ナット１６が省略されてい
る。なお、回転シャフト１３に連結されている回転体１
１（図１）の円筒状部分１２の下端部が示され、回転体
１１は固定台８１に載っている。また、金属スリーブ１
５の上方に、その環状端面を加圧する第１および第２の
２つの加圧治具９１、９２が配置されている。

【００８５】金属スリーブ１５側と接触する第１の加圧
治具９１は、金属スリーブ１５よりも肉厚が厚く円筒状
で、その環状下面を円周方向に等分するたとえば３箇所
が突出し、その突出部９１ａが金属スリーブ１５の環状
端面に接触している。また、第２の加圧治具９２は球面
を有し、その球面部分が第１の加圧治具９１中央の貫通
孔を塞ぐ形で載っている。

【００８６】上記した構造において、第２の加圧治具９
２に矢印Ｙ方向に力が加えられる。この力が第２の加圧
治具９２の球面部分を通して第１の加圧治具９１に加わ
り、第１の加圧治具９１の突出部９１ａに均等に力が加
わる。

【００８７】なお、図１４や図１５の実施形態では、金
属スリーブ１５の環状端面全体でなく、３箇所を加圧し
ている。このように局所的に加圧する場合、環状端面全
体を加圧する場合に比較して、小さな力で金属スリーブ
１５を隙間に密着させることができる。また、金属スリ
ーブ１５の環状端面をその円周方向に等分した箇所を加
圧している。この場合、金属スリーブ１５全体が均一に
加圧される。

【００８８】また、上記の実施形態では、金属スリーブ
の端面を３個所で同時に１回だけ加圧している。しか
し、金属スリーブを加圧する箇所は１箇所でも、任意の
複数箇所でもよく、また、複数回にわけて加圧してもよ
い。また、複数回にわけて加圧する場合、加圧する場所
を変更すれば、金属スリーブが全体にわたって隙間部分
と良好に密着する。その結果、強い接合強度が実現さ
れ、回転シャフトと陽極ターゲットを回転方向に位置ず
れさせようとする外力に対し十分に対抗できる。

【００８９】また、図１２（ｂ）で説明したように、回
転シャフトの径小部が金属スリーブに接する外面や、陽
極ターゲットが金属スリーブに接する貫通穴部分の内面
に、それぞれ複数の凹部を設けてもよい。このとき、金
属スリーブを加圧する位置と凹部の位置を一致させれ
ば、金属スリーブが凹部に食い込み、回転シャフトと陽
極ターゲットとのより強固な結合が得られる。

【００９０】次に、この発明で使用される金属スリーブ
の例について図１６を参照して説明する。金属スリーブ
１５はモリブデンなどによって全体が円筒状に形成さ
れ、その内面および外面に、たとえば拡散接合を促進す
るためのメッキ層１６１、１６２がたとえばＲｈで形成
されている。

【００９１】拡散接合を促進するための層はＲｈ以外に
も、たとえばチタン、プラチナ、ジルコニウム、バナジ
ウム等が適している。また、拡散接合を促進するための
層はメッキ法以外にも、真空蒸着法やイオンプレーティ
ング法等の物理蒸着法（ＰＶＤ法）を採用することもで
きる。

【００９２】

【発明の効果】この発明によれば、良好な回転バランス
を維持できる回転陽極型Ｘ線管およびその製造方法を実
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図で、回転
部分を抜き出して示した断面図である。

【図２】本発明の実施形態を説明するための図で、陽極
ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き出して示
した断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態を説明するための図で、
陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き出し
て示した断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態を説明するための図で、
陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き出し
て示した断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態を説明するための図で、
陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き出し
て示した断面図である。

【図６】本発明の他の実施形態を説明するための図で、
陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き出し
て示した断面図である。

【図７】本発明に使用される金属スリーブを説明する
ための断面図である。

【図８】本発明に使用される他の金属スリーブを説明
するための断面図である。

【図９】本発明の他の実施形態を説明するための図で、
回転部分を抜き出して示した断面図である。

【図１０】本発明の他の実施形態を説明するための図
で、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出して示した断面図である。

【図１１】本発明の他の実施形態を説明するための図
で、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出して示した断面図である。

【図１２】本発明の他の実施形態を説明するための図
で、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出して示した断面図である。

【図１３】本発明の他の実施形態を説明するための図
で、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出して示した断面図である。

【図１４】本発明の他の実施形態を説明するための図
で、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出して示した断面図である。

【図１５】本発明の他の実施形態を説明するための図
で、陽極ターゲットと回転シャフトとの固定部分を抜き
出して示した断面図である。

【図１６】本発明で使用される金属スリーブの他の例を
示す概略の断面図である。

【図１７】従来例を説明するための断面図である。

【図１８】他の従来例を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１１…回転体１２…回転体の円筒状部分１３…回転体の回転シャフト１３ａ…回転シャフトの筒状部１３ｂ…回転シャフトの径大部１３ｃ…回転シャフトの段部１３ｄ…回転シャフトの径小部１３ｅ…回転シャフトの先端部１４…陽極ターゲット１４ａ…陽極ターゲットの貫通孔１５…金属スリーブ１６…固定用ナット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貫通孔を有する陽極ターゲットと、この
陽極ターゲットの前記貫通孔に少なくとも一部が挿入さ
れる支持部材と、前記陽極ターゲットの前記貫通孔部分
の内面と前記支持部材との隙間にはめ込まれた円筒状の
金属スリーブと、前記陽極ターゲットおよび前記支持部
材を収納した真空容器とを具備した回転陽極型Ｘ線管に
おいて、前記金属スリーブは管軸方向に配置された第１
および第２の少なくとも２つの金属スリーブからなり、
かつ、前記第１および第２の金属スリーブの互いに隣合
う端面は管軸に対し傾斜したテーパー状であることを特
徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】第１および第２の金属スリーブとそれぞ
れ接する陽極ターゲットの貫通孔に面する壁部分および
支持部材部分はモリブデンまたはモリブデン合金で形成
された請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】金属スリーブは、モリブデンもしくはニ
オブ、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、チタン、
バナジウム、または、これらの金属を含む合金からなる
請求項１または請求項２記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項４】第１および第２の金属スリーブとそれぞ
れ接する陽極ターゲットの貫通孔に面する壁部分および
支持部材の外面の少なくとも一方に凹部が形成され、前
記第１および第２の金属スリーブが前記凹部に食い込ん
でいる請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項５】貫通孔を有する陽極ターゲットと、この
陽極ターゲットの前記貫通孔に少なくとも一部が挿入さ
れる支持部材と、前記陽極ターゲットおよび前記支持部
材を収納した真空容器とを具備した回転陽極型Ｘ線管に
おいて、前記陽極ターゲットの前記貫通孔部分の内面と
前記支持部材との隙間に金属スリーブがはめ込まれ、前
記陽極ターゲットおよび前記支持部材と拡散接合されて
いることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項６】金属スリーブとそれぞれ接する陽極ター
ゲットの貫通孔に面する壁部分および支持部材部分はモ
リブデンまたはモリブデン合金で形成された請求項５記
載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項７】金属スリーブはモリブデンもしくはニオ
ブ、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、チタン、バ
ナジウム、または、これらの金属を含む合金で形成され
た請求項５記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項８】金属スリーブの表面および陽極ターゲッ
トの貫通孔の内面、支持部材の外面の少なくとも１つ
に、拡散接合を促進させる材料の層が形成された請求項
５記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項９】拡散接合を促進させる材料はＴｉおよび
Ｐｔ、Ｚｒ、Ｖ、Ｒｈ並びにこれらの金属を含む合金の
中から選ばれた少なくとも１つである請求項８記載の回
転陽極型Ｘ線管。
【請求項１０】拡散接合を促進させる材料は１０００
℃における飽和蒸気圧が１×１０^-6Ｐａ以下である請求
項８記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項１１】陽極ターゲットに形成された貫通穴に
支持部材の少なくとも一部を挿入する第１工程と、前記
陽極ターゲットの前記貫通穴の内面と前記支持部材との
隙間に、互いに隣合う端面が管軸に対して傾斜したテー
パー状である少なくとも２つの金属スリーブをはめ込む
第２工程と、前記金属スリーブに力を加える第３工程と
からなる回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【請求項１２】陽極ターゲットに形成された貫通孔に
支持部材の少なくとも一部を挿入する第１工程と、前記
陽極ターゲットの前記貫通孔部分の内面と前記支持部材
との隙間に金属スリーブをはめ込む第２工程と、加熱に
より、前記陽極ターゲットと前記金属スリーブ間および
前記金属スリーブと前記支持部材間を拡散接合する第３
工程とからなる回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【請求項１３】陽極ターゲットに形成された貫通穴の
内面および前記貫通穴に少なくとも一部が挿入される支
持部材の表面、前記貫通穴の内面と前記支持部材との隙
間に嵌め込まれる金属スリーブの表面の少なくとも１つ
に、１０００℃における飽和蒸気圧が１×１０^-6Ｐａ以
下の拡散を促進させる材料からなる拡散促進層を形成す
る工程を有する請求項１２記載の回転陽極型Ｘ線管の製
造方法。