JP2005123085A - Ｘ線管装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明の目的は、陽極ターゲットと継手部の連結部の熱応力によるがたつきの発生や破損を防止し、継手部に固定された陽極ターゲットが安定に回転可能なＸ線管装置、およびその製造方法を提供することである。
【解決手段】 第１の凹凸部８ａを備え、Ｘ線を放出する陽極ターゲット８と、第１の凹凸部８ａと嵌合する第２の凹凸部４ａを備え、陽極ターゲット８と連結される継手部４と、継手部４を介して陽極８に所定の回転力を提供する回転支持機構とを有し、第２の凹凸部４ａの凸部を、第１の凹凸部８ａの凸部より外側に位置する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、Ｘ線管装置およびその製造方法に関する。

Ｘ線管装置は、Ｘ線を放出する電子管であって、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ装置などの医療用診断装置に使用されている。回転陽極型Ｘ線管は、真空容器内で高速回転する陽極ターゲットに陰極から電子ビームが照射されることで、陽極ターゲットからＸ線を放出する。
Ｘ線ＣＴ装置において、例えば最大重量１２ｋｇで、最大直径１８０ｍｍ程度の大きさの陽極ターゲットを有し、１秒間に最大２．５回転のスピードで回転される架台に搭載されるＸ線管が利用された場合、Ｘ線診断装置と同様、陽極ターゲットに対し径方向の大きな遠心力が加わる。従って、継手部と回転支持機構の連結部分には、大きな強度が要求されている。
これまで、回転される陽極ターゲットを有する回転陽極型Ｘ線管では、継手部と回転支持機構を連結する方法として、たとえばろう材を用いたろう接方式、またはモリブデン製の複数のボルトで締め付けるボルト締め方式、あるいは溶接方式等が採用されている。また、陽極ターゲットと継手部との連結には、拡散接合方式も採用されている（特許文献１参照）。
特公平７−８５４０７号公報

多くのＸ線ＣＴ装置には、ヘリカルスキャンモードが採用されている。ヘリカルスキャンとはＣＴ架台を１〜０．４秒／１回転の回転速度で回転させながら、Ｘ線管を１０秒〜４０秒程度の時間、連続的に曝射させるモードである。この場合、Ｘ線管の陽極ターゲットには３０ｋＷ〜６０ｋＷの範囲の電子ビームが衝突する。このため、陽極ターゲットは急激に加熱され、電子を受ける外側部分と、陽極ターゲットと継手部が連結される内側部分との温度差が大きくなる問題がある。
また、これに伴い、陽極ターゲットには熱応力が発生し、特に内側部には高い引っ張り応力が発生する。この引っ張り応力は、外側から接合する部材が熱により変形する際、内側で接合されている部材との接合部分に作用し、両者を引き離す方向に働く。
例えば、高温度に加熱される陽極ターゲットの接合部が、継手部の接合部と外側から連結されている場合、内側で連結されている継手部の接合部には、引っ張り応力が働き、両者の固定強度が不十分であれば、接合不良が発生する虞がある。
これに伴い、使用中の回転陽極ターゲットは、回転バランスを崩すため、Ｘ線管の振動が増加したり、あるいは接合部が破損する等の問題がある。

本発明は、上記した欠点を解決し、陽極ターゲットと継手部の連結部の熱応力によるがたつき発生や破損を防止し、継手部に固定された陽極ターゲットが安定に回転可能なＸ線管装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、回転軸と垂直な回転面に同心的に凹凸して形成され、凸部が内周に位置する第１の凹凸部を備え、Ｘ線を放出する陽極ターゲットと、前記第１の凹凸部と嵌合し、凸部が外周に位置する第２の凹凸部を備え、前記陽極ターゲットと同軸的に連結される継手部と、前記継手部を介して前記陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有し、前記第２の凹凸部の凸部は、前記第１の凹凸部の凸部より外側に位置されることを特徴とするＸ線管装置を提供するものである。

また、この発明は、回転軸と垂直な回転面に同心的に凹凸して形成され、凸部が内周に位置する第１の凹凸部を備えＸ線を放出する陽極ターゲットと、第１の凹凸部と嵌合し凸部が外周に位置する第２の凹凸部を備え、陽極ターゲットと連結される継手部と、この継手部を介して陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有するＸ線管装置の製造方法において、陽極ターゲットおよび継手部と接触する部分うち、少なくとも陽極ターゲットおよび継手部と連結された状態で回転軸方向に突き当てられる当たり部に、拡散促進材料の皮膜を形成する第１工程と、継手部の凸部が陽極ターゲットの凸部より回転軸の外側に位置するように、第１の凹凸部と第２の凹凸部を嵌合する第２工程と、第１の凹凸部と第２の凹凸部に、回転軸方向に向かう所定の圧力を提供する第３工程と、第１の凹凸部と第２の凹凸部のうち、少なくとも互いに接触する当たり部分に、所定の熱を提供し、前記第１の凹凸部および前記第２の凹凸部とをそれぞれ拡散接合する第４工程とからなることを特徴とするＸ線管装置の製造方法を提供するものである。

さらに、この発明は、回転軸と垂直な回転面に同心的に凹凸して形成され、凸部が内周に位置する第１の凹凸部を備えＸ線を放出する陽極ターゲットと、第１の凹凸部と嵌合し凸部が外周に位置する第２の凹凸部を備え、陽極ターゲットと中間部材を介して連結される継手部と、この継手部を介して陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有するＸ線管装置の製造方法において、陽極ターゲットおよび継手部と接触する部分うち、少なくとも陽極ターゲットおよび継手部と連結された状態で回転軸方向に突き当てられる当たり部に、拡散促進材料の皮膜を形成する第１工程と、前記陽極ターゲットまたは前記継手部のいずれか一方に中間部材を配置すると共に、継手部の凸部が陽極ターゲットの凸部より回転軸の外側に位置するように、第１の凹凸部と第２の凹凸部を嵌合する第２工程と、第１の凹凸部と第２の凹凸部に、回転軸方向に向かう所定の圧力を提供する第３工程と、第１の凹凸部と第２の凹凸部のうち、少なくとも互いに接触する当たり部分に、所定の熱を提供し、前記第１の凹凸部および前記第２の凹凸部とをそれぞれ拡散接合する第４工程とからなることを特徴とするＸ線管装置の製造方法を提供するものである。

さらに、この発明は、回転軸方向に直径が変化する第１の面とからなる第１の連結部を備え、Ｘ線を放出する陽極ターゲットと、前記第１の連結部と結合され、回転軸方向に直径が変化する第２面とからなる第２の連結部を備え、前記陽極ターゲットと同軸的に連結される継手部と、前記継手部を介して前記陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有し、前記第２の連結部は、前記第１の連結部より外側に配置されることを特徴とするＸ線管装置を提供するものである。

この発明のＸ線管装置は、陽極と、陽極に回転力を伝達するローターとを、高い強度で固定するとともに、熱膨張による熱応力が生じたとしても、陽極とローターとの連結部にがたつきが発生したり、破損することのない構成としたので、継手部に固定された陽極ターゲットが安定に回転できる。また、特定の温度サイクルの長期使用での回転によって、回転バランスが崩れて振動が生じたり、陽極ターゲットと継手部との連結が外れること等を防止できる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１に示す通り、例えばＸ線画像を検出するＸ線イメージ管にＸ線透視像を投影可能に設けられるＸ線管装置１は、所定波長および所定強度のＸ線を所定の方向に向けて放射可能な回転陽極型のＸ線管本体２を有している。なお、Ｘ線管装置１内には、Ｘ線管本体２を気密支持する絶縁油３が満たされている。また、Ｘ線管装置１の所定の位置には、Ｘ線管本体２内部に設けられる回転機構（ローター）４に推力（磁界）を与えるためのステータ５が設けられている。
Ｘ線管本体２の外囲器６内の所定位置には、熱電子を放出する陰極電子銃７と、陰極電子銃７からの熱電子が衝突されることによりＸ線を放射する陽極（陽極タ−ゲット）８が設けられている。なお、陰極電子銃７と陽極８とは、絶縁材９を介して、相互に絶縁されている。また、陽極８は、ローター（回転機構）４のローター回転軸４ｂに固定されており、ローター４が中心軸を中心に回転することにより所定の速度で回転される。

次に、図２を用いて、陽極８とローター４（ローター回転軸の継手部４ｂ）との連結部分を詳細に説明する。
図２に示す通り、ローター４は、ローター回転軸４ｂの先端（以下継手部と記す）に、中心軸を中心とする概略円形状の嵌合部４ａを有する。嵌合部４ａは、外側が凸、内側が凹に形成され、嵌合部４ａの凹部と凸部の境界面は、中心軸を中心とする直径Ｄの概略円形で定義される。
言い換えると、凸部は、嵌合部４ａの外周側に位置し、内径がＤのリング形状であって、凹部は、嵌合部４ａの内周側に位置し、外径がＤのリング形状である。なお、嵌合部４ａのうち少なくとも陽極８と連結される部分、すなわち後で説明する拡散促進材料により拡散される領域は、モリブデンまたはモリブデン合金から構成されることが好ましい。

陽極８は、所定の径を有する円盤状に形成され、中心軸を中心とする概略円形状の嵌合部８ａを有する。嵌合部８ａは、嵌合部４ａとは逆に、外側が凹、内側が凸に形成され、嵌合部８ａの凹部と凸部の境界面は、中心軸を中心とする直径ｄの概略円形で定義される。
言い換えると、凹部は、嵌合部８ａの外周側に位置し、内径がｄのリング形状であって、凸部は、嵌合部８ａの内周側に位置し、外径がｄのリング形状である。また、嵌合部８ａも嵌合部４ａと同様に、少なくともローター４と連結される部分（拡散促進材料により拡散される領域）は、モリブデンまたはモリブデン合金から構成されることが好ましい。

また、直径ｄは、直径Ｄよりも大きく設定されることが好ましい。これにより、陽極８の嵌合部８ａと継手部４の嵌合部４ａとが嵌合した状態で、嵌合部４ａの凸部の内周面である中心軸と平行方向の平行平面部４ｘと、嵌合部８ａの凸部の外周面である中心軸と平行方向の平行平面部８ｘは接触しており、嵌合部４ａの凸部および嵌合部８ａの凸部は、平行平面部４ｘ，８ｘにおいて、お互いに所定の圧力（接触圧力）が提供されている。すなわち、嵌合部４ａ，８ａは、いわゆる「しまり嵌め」で嵌合されており、よって、継手部４と陽極８の連結部分の強度をより高めることができる。

これにより、陽極８の温度が高温度に上昇された場合、嵌合部４ａ，８ａが嵌合状態で接触するそれぞれの平行平面部８ｘ，４ｘにおいて、お互いに接触圧力が提供されることはあっても、陽極８の嵌合部８ａで発生する外側への引っ張り応力は、ローター４の嵌合部４ａにより制限されるため、両者の連結強度が減少する虞はない。
よって、回転バランスが崩れることによる振動あるいは破損等の不具合を回避できると共に、継手部に固定された陽極が安定に回転できる、すなわち良好な回転特性が確保される。また、特定の温度サイクルの長期使用での回転によって、回転バランスが崩れて振動が生じたり、陽極と継手部との連結が外れる等を防止できる。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態における、継手部４と陽極８との連結部分を説明する概略断面図である。
図３に示す通り、継手部４の嵌合部４ａの凸部は、嵌合された状態で、陽極８の嵌合部８ａの凹部との間に中間部材１０を有する。中間部材１０は、所定の厚さを有し、継手部４および陽極８と、それぞれ接触する両面において拡散接合部１１により接合されている。また、中間部材１０は、モリブデンまたはモリブデン合金から構成されることが好ましい。
なお、嵌合部４ａの凸部の外周面４ｃは、向かい合う陽極８の対向面８ｂと非接触である、つまり嵌合部４ａの凸部は陽極８との間に、隙間（間隔）を有する。言い換えると、嵌合部４ａの凸部の外周（すなわち外周面４ｃの円周）は、陽極８の対向面８ｂの円周より小さい。

次に、図３に示す陽極８と継手部４の接合方法を説明する。
上に説明したような所定の大きさの嵌合部４ａを有するローター４と，嵌合部８ａを有する陽極８を用意する。
（１）中間部材１０の継手部４および陽極８とそれぞれ接触する面のうち全面あるいは所定部分に、拡散促進材料を被膜する。
（２）拡散促進材料が被膜された中間部材１０を、継手部４の嵌合部４ａの凸部、あるいは陽極８の嵌合部８ａの凹部のいずれか一方に配置するとともに、嵌合部４ａと嵌合部８ａとを嵌合させる。これにより、中間部材１０の拡散促進材料の被膜された両面のそれぞれと、嵌合部４ａの凸部および嵌合部８ａの凹部とが接触する。
（３）嵌合部４ａと中間部材１０の接触面、および嵌合部８ａと中間部材１０の接触面に、所定の圧力を提供する。
（４）例えば真空炉または雰囲気ガス炉中で７５０℃で３０分以上加熱することにより、継手部４，陽極８および中間部材１０とがそれぞれ接触する面に、所定の熱を提供する。これにより、拡散促進材料が中間部材１０、継手部４，陽極８等に拡散し、あるいは中間部材１０、継手部４，陽極８を構成する元素が拡散促進材料に拡散し、高強度の拡散接合が得られる。

なお、拡散促進材料としては、Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｖ，Ｒｈまたはこれらの金属を含む合金が利用でき、所定の熱が提供されて拡散が終了した拡散接合部１１として、拡散促進材料の上記金属を含む拡散層が形成される。
また、（３）において提供される所定の圧力は、例えばローター４と陽極８とをそれぞれ押し合わせ、ローター４から中間部材１０に向かう圧力と、陽極８から中間部材１０に向かう圧力であることが好ましい。

これにより、たとえ陽極８の温度が高温度に上昇された場合であっても、ローター４の嵌合部４ａの凸部が外側に配置されているため、しまり嵌めにより平行平面部４ｘ，８ｘに提供される圧力と同じ方向である中心軸と垂直方向の所定の圧力、すなわち嵌合部４ａの凸部から平行平面部４ｘに向かう圧力あるいは嵌合部８ａの凸部から平行平面部８ｘに向かう圧力を確保できる。よって、接合部の連結強度をより高めることができ、さらに、ローター４と陽極８の拡散接合部１１に、中心軸と平行方向に働く熱応力を制限できるため、接合部の連結強度の減少を防止できる。

（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態における、継手部（ローター）４１と陽極８１との連結部分を説明する概略断面図である。
図４に示す通り、継手部４１の嵌合部４１ａの凹部は、嵌合された状態で、陽極８１の嵌合部８１ａの凸部との間に中間部材１２を有する。中間部材１２は、所定の厚さを有し、継手部４１および陽極８１と、それぞれ接触する両面において拡散接合部１３により連結されている。
継手部４１と陽極８１は、上述の連結方法と同様に、中間部材１２を挟んだ状態で嵌合され、所定の圧力および熱が提供され、拡散接合により連結される。

なお、第１の実施の形態と同様に、嵌合部４１ａの凸部は、嵌合部８１ａの凸部の外側で嵌合されており、この嵌合部４１ａの凸部の外周面４１ｂは、向かい合う陽極８１の対向面８１ｂと非接触である、つまり嵌合部４１ａの凸部は陽極８１との間に、隙間（間隔）を有する。また、嵌合部４１ａ，８１ａは、図２で説明した、いわゆるしまり嵌めである。
よって、嵌合状態で嵌合部４１ａと嵌合部８１ａとが接触するそれぞれの平行平面部４１ｘ，８１ｘでは、中心軸と垂直方向に互いに向かい合う方向を有する所定の圧力を確保され、接合部の連結強度をより高めることができる。

（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態における、継手部（ローター）４２と陽極８２との連結部分を説明する概略断面図である。
図５に示す通り、継手部４２の嵌合部４２ａは、嵌合された状態で、陽極８２の嵌合部８２ａと、ろう材１５を用いたろう接合方式により接合される。
ろう材１５は、嵌合部４２ａの凸部と嵌合部８２ａの凹部との間、および嵌合部４２ａの凸部と嵌合部８２ａの凸部との間に配置される。但し、図５に示す通り、嵌合部４２ａの凸部の外周面４２ｂは、陽極８２の対向面８２ｂと非接触である、つまり嵌合部４２ａの凸部は陽極８２との間に、隙間（間隔）を有する。

なお、図２を用いて説明した第１の実施の形態と同様に、嵌合部４２ａの凸部は、嵌合部８２ａの凸部の外側で嵌合されており、いわゆるしまり嵌めである。
よって、嵌合状態で嵌合部４２ａと嵌合部８２ａとが接触するそれぞれの平行平面部４２ｘ，８２ｘでは、中心軸と垂直方向に互いに向かい合う方向を有する所定の圧力を確保され、接合部の連結強度をより高めることができる。

（第４の実施の形態）
図６は、第４の実施の形態における、継手部（ローター）４３と陽極８３との連結部分を説明する概略断面図である。
図６に示す通り、継手部４３の嵌合部４３ａの凹部は、嵌合された状態で、陽極８３の嵌合部８３ａの凸部との間に、中間部材１６を備える。中間部材１６は、所定の厚さを有し、継手部４３および陽極８３と、それぞれ接触する両面において拡散接合部１７により接合されている。
また、嵌合部４３ａの凹部と嵌合部８３ａの凸部は、中心軸と平行方向に位置される少なくとも２つの留め具（たとえばねじ、ボルト）１８により固定され、中心軸と垂直に配置される垂直平面部４３ｙ，８３ｙには、中心軸と平行方向の所定の圧力が提供される。

なお、第１の実施の形態同様に、嵌合部４３ａの凸部は、嵌合部８３ａの凸部の外側で嵌合されており、この嵌合部４３ａの凸部の外周面４３ｂは、陽極８３の対向面８３ｂと非接触である。また、嵌合部４３ａ，８３ａは、図２で説明した、いわゆるしまり嵌めである。
ローター４３と陽極８３は、上述の連結方法と同様にして、中間部材１６を挟んだ状態で嵌合され、所定の圧力および熱が提供されるため、拡散接合により連結される。
よって、嵌合状態で嵌合部４３ａと嵌合部８３ａとが接触するそれぞれの平行平面部４３ｘ，８３ｘでは、中心軸と垂直方向の所定の圧力を確保され、接合部の連結強度をより高めることができる。さらに、留め具１８およびしまり嵌めにより、垂直平面部４３ｙ，８３ｙに働く中心軸と平行方向の所定の圧力も確保されているため、熱応力により接合部の隔離を防止できる。

（第５の実施の形態）
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第５の実施の形態における、継手部（ローター）４４の一例を説明する概略断面図である。なお、図７（ｃ）は、線ＡＡに対応する箇所でローター４４を切断したときの概略断面図である。
図７（ａ）に示す通り、継手部４４の嵌合部４４ａの凸部が、陽極８４の嵌合部８４ａの凸部の外側で嵌合されており、嵌合部４４ａの凸部の外周面４４ｂは、陽極８４の対向面８４ｂと非接触である、つまり嵌合部４４ａの凸部は陽極８４との間に、隙間（間隔）を有し、嵌合部４４ａ，８４ａは、図２で説明した、いわゆるしまり嵌めである。
図７（ｂ）に示す通り、継手部４４には、中心軸方向の平行に切り欠かれたスリット１９（すり割とも言う）が複数、例えば８つ概ね均等な間隔で形成されてもよい。

スリット１９は、軸方向に所定の深さＬ１、および円周方向に所定の幅Ｍ１を有し、少なくとも陽極８４と嵌合する部分、すなわちローター４４の先端（継手部）を含む範囲に形成される。
深さＬ１は、図７（ｃ）に示す円の直径Ｌ２以上であることが好ましい。また、幅Ｍ１は、継手部４４の肉厚Ｍ２程度であることが好ましく、陽極８４と一定以上の強度を有して接合されるために要求されるスリット１９が形成されない領域としては、図７（ｃ）に示す円のスリットが形成されない部分（円周Ｍ３−幅Ｍ１×個数）が少なくとも円周Ｍ３の７割以上残る程度であることが好ましい。

これにより、たとえ陽極８４の温度が高温度に上昇された場合であっても、継手部４４の嵌合部４４ａの凸部は、陽極８４の嵌合部８４ａの凸部より外側に配置されており、さらに、スリット１９が形成されているため、陽極８４からの熱応力集中することを防止できる。
なお、ローター４４および陽極８４は、上述した第１ないし第４の実施の形態で説明した接合を用いて、接合されてもよい。

以下、図２ないし７を用いて説明した連結部分と異なる形状を有する本発明の変形例について説明する。

（第６の実施の形態）
図８は、第６の実施の形態における、継手部４５と陽極８５との連結部分を説明する概略断面図である。
図８に示す通り、継手部４５と陽極８５は、ろう材２１を用いてろう接されている。
継手部４５は、中心軸を中心とする概略円形状の連結部４５ａを有する。連結部４５ａは、中心軸方向に直径が異なる第１の面４５Ｐと、第１の面４５Ｐより内径側に位置し中心軸と直交する第２の面（水平面）４５Ｑとを有する。なお、第１の面４５Ｐは、水平面４５Ｑに近づくに従って、直径が次第に減少している円錐状（テーパー状）であって、このような形状の面を以下テーパー面と記して説明する。また、第２の面のように、中心軸と直交する面を水平面と記して説明する。
また、連結部４５ａは、テーパー面４５Ｐと水平面４５Ｑとの接線で、周方向に１８０度以上の所定の角度を有する。すなわち、連結部４５ａは、外側が凸、内側が凹に形成されている。

陽極８５は、中心軸方向に直径が異なる第３の面（テーパー面）８５Ｐと、テーパー面８５Ｐより内径側に位置し中心軸と直交する第４の面（水平面）８５Ｑとを有する連結部８５ａを有する。また、連結部８５ａは、テーパー面８５Ｐと水平面８５Ｑとの接線で、周方向に１８０度以下の所定の角度を有する。すなわち、継手部４５の連結部４５ａとは逆に、内側が凸、外側が凹に形成されている。
また、継手部４５と陽極８５は、連結された状態で、連結部４５ａのテーパー面４５Ｐおよび連結部８５ａのテーパー面８５Ｐが、平行になるように向かい合う所定の角度のテーパーに形成されることが好ましい。

このように、継手部４５と陽極８５は、いわゆるテーパー嵌め合いで連結されている。従って、ろう接により接合されている連結部４５ａのテーパー面４５Ｐおよび連結部８５ａのテーパー面８５Ｐには、中心軸方向の所定の接触圧力および中心軸と直行する方向の所定の接触圧力が提供されているため、継手部４５と陽極８５の連結強度がさらに高まる。
また、陽極８５が高温になり連結部８５ａで外側への引っ張り応力が発生した場合であっても、外が凸の形状の連結部４５ａにより制限されるため、両者の連結強度が減少する虞はない。
連結部４５ａの最外周部４５Ｒは、陽極８５の対向面８５Ｒと非接触である、つまり連結部４５ａの最外部は陽極８５との間に、隙間（間隔）を有する。

（第７の実施の形態）
図９は、第７の実施の形態における、継手部（ローター）４６と陽極８６との連結部分を説明する概略断面図である。
図９に示す通り、継手部４６と陽極８６は、ろう材２２を用いてろう接されている。
継手部４６は、中心軸方向に直径が異なるテーパー面４６Ｐと、テーパー面４６Ｐより内径側に位置し中心軸と直交する水平面４６Ｑとを有する連結部４６ａを有する。また、連結部４６ａは、テーパー面４６Ｐと水平面４６Ｑとの接線で、周方向に１８０度以上の所定の角度を有し、外側が凸、内側が凹に形成されている。
陽極８６は、中心軸を中心とする概略円形状の連結部８６ａを有する。連結部４６ａは、中心軸方向に直径が異なる第５の面８６Ｐと、第５の面８６Ｐより内径側に位置し中心軸と直交する第６の面（水平面）８６Ｑとを有する。なお、第５の面８６Ｐは、周方向での中央付近に向かって、直径が次第に増加している外側に張り出している弓形であって、このような形状の面を以下曲面と記して説明する。

継手部４６と陽極８６が連結された状態で、連結部４６ａのテーパー面４６Ｐと連結部８６ａの曲面８６Ｐは、向かい合う所定の位置でろう材２２によりろう接され、この連結面には、中心軸方向の所定の接触圧力および中心軸と直行する方向の所定の接触圧力が提供されている。このため、継手部４６と陽極８６の連結強度がさらに強化される。
また、陽極８６が高温になり連結部８６ａで外側への引っ張り応力が発生した場合であっても、外が凸の形状の連結部４６ａにより制限されるため、両者の連結強度が減少する虞はない。さらに、連結部８６ａの曲面８６Ｐは、外側への引っ張り応力が発生したとしても、形状特性により、応力を分散することができる。

連結部４６ａの最外周部４６Ｒは、陽極８６の対向面８６Ｒと非接触である、つまり連結部４６ａの最外部は陽極８６との間に、隙間（間隔）を有する。
なお、本実施の形態において、第５の面８６Ｐは弓形であるが、本発明はこれに限られず、所定の曲率を有し、外側に張り出している形状であればよい。

また、本発明は、図１０に示すように、曲面４７Ｐおよび水平面４７Ｑを含む連結部４７ａを有する継手部４７と、テーパー面８７Ｐおよび水平面８７Ｑを含む連結部８７ａを有する陽極８７が、ろう材２３によりろう接される構成であってもよい。
詳細には、継手部４７は、外側が凸、内側が凹であって、曲面４７Ｐは、内側に張り出している弓形に形成されている。
従って、ろう材を介した継手部４７と陽極８７との接合部分には、中心軸方向の所定の接触圧力および中心軸と直行する方向の所定の接触圧力が提供されるため、継手部４７と陽極８７の連結強度はさらに強化される。
なお、連結部４７ａの最外周部４７Ｒは、陽極８７の対向面８７Ｒと非接触である、つまり連結部４７ａの最外部は陽極８７との間に、隙間（間隔）を有する。

（第８の実施の形態）
図１１は、第８の実施の形態における、継手部（ローター）４８と陽極８８との連結部分を説明する概略断面図である。
図１１に示す通り、継手部４８と陽極８８は、ろう材２４を用いてろう接され、かつ留め具（たとえばねじ、ボルト）２５により固定されている。
継手部４８は、テーパー面４８Ｐおよび水平面４８Ｑを含む連結部４８ａを有する。
陽極８８は、テーパー面８８Ｐおよび水平面８８Ｑを含む連結部８８ａを有し、外側が凸、内側が凹に形成される。

テーパー面４８Ｐは、水平面４８Ｑに近づくに従って直径が減少し、テーパー面８８Ｐも同様に、水平面８８Ｑに近づくに従って直径が減少し、概ね平行に向かい合うテーパー面４８Ｐとテーパー面８８Ｐにおいて、ろう材２４により連結されている。
留め具２５は、水平面４８Ｑと水平面８８Ｑを貫いて、中心軸と平行方向に位置し、少なくとも２つ以上配置される。従って、継手部４８と陽極８８はより強固に連結され、テーパー面４８Ｐとテーパー面８８Ｐとの連結面においても、中心軸方向の所定の接触圧力および中心軸と直行する方向の所定の接触圧力が提供されるため、さらに強固に連結される。
なお、連結部４８ａの最外周部４８Ｒは、陽極８８の対向面８８Ｒと非接触である、つまり連結部４８ａの最外部は陽極８８との間に、隙間（間隔）を有する。

（第９の実施の形態）
図１２は、第９の実施の形態における、継手部（ローター）４９と陽極８９との連結部分を説明する概略断面図である。
図１２に示す通り、継手部４９と陽極８９は、拡散接合部２６により拡散接合され、かつ留め具（たとえばねじ、ボルト）２７により固定されている。
継手部４９は、テーパー面４９Ｐおよび水平面４９Ｑを含む連結部４９ａを有する。
陽極８９は、テーパー面８９Ｐおよび水平面８９Ｑを含む連結部８９ａを有し、外側が凸、内側が凹に形成される。

継手部４９と陽極８９の概ね平行に向かい合うテーパー面４９Ｐおよびテーパー面８９Ｐの少なくともどちらかの面の所定の位置には、あらかじめ拡散促進膜を形成させておく。
留め具２７は、水平面４９Ｑと水平面８９Ｑを貫いて、中心軸と平行方向に位置し、少なくとも２つ以上配置される。従って、継手部４９と陽極８９はより強固に連結され、テーパー面４９Ｐとテーパー面８９Ｐとの連結面においても、中心軸方向の所定の接触圧力および中心軸と直行する方向の所定の接触圧力が提供されるため、さらに強固に連結される。
なお、連結部４９ａの最外周部４９Ｒは、陽極８９の対向面８９Ｒと非接触である、つまり連結部４９ａの最外部は陽極８９との間に、隙間（間隔）を有する。

また、第６〜９の実施の形態を用いて上に説明した継手部４５〜４９には、図７を用いて上に説明したスリットが複数個、形成されてもよい。これにより、同様の効果が得られる。

この発明のＸ線管装置の一例を説明する概略図。 図１に示すＸ線管装置に搭載される部品の接合部分を説明する概略図。 この発明の第１の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第２の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第３の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第４の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第５の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第６の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第７の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第７の実施の形態の異なる例を説明する概略図。 この発明の第８の実施の形態を説明する概略図。 この発明の第９の実施の形態を説明する概略図。

符号の説明

１…Ｘ線管装置、２…Ｘ線管本体、４…ローター（継手部）、４ａ…嵌合部、４ｂ…ローター回転軸、８…陽極ターゲット（陽極）、８ａ…嵌合部、１０…中間部材、１１…拡散接合部、１８…留め具、１９…スリット。

Claims (20)

1. 回転軸と垂直な回転面に同心的に凹凸して形成され、凸部が内周に位置する第１の凹凸部を備え、Ｘ線を放出する陽極ターゲットと、
   前記第１の凹凸部と嵌合し、凸部が外周に位置する第２の凹凸部を備え、前記陽極ターゲットと同軸的に連結される継手部と、
   前記継手部を介して前記陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有し、
   前記第２の凹凸部の凸部は、前記第１の凹凸部の凸部より外側に位置されることを特徴とするＸ線管装置。
2. 前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部は、留め具により、嵌合している前記継手部の第２の凹凸部と連結されると共に、第１の当たり部（当たり部…実施の形態においては垂直平面部４３ｙ，８３ｙ−図６）において、回転軸と平行方向の所定の圧力が提供されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
3. 前記継手部の前記第２の凹凸部は、前記第１の当たり部と平行な第２の当たり部を有し、前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部と、前記継手部の前記第２の凹凸部は、前記第１，２の当たり部において、拡散接合されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線管装置。
4. 前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部および前記継手部の前記第２の凹凸部のうち、少なくとも前記第１の当たり部および前記第２の当たり部は、モリブデンまたはモリブデン合金により構成されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線管装置。
5. 前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部と前記継手部の前記第２の凹凸部の間には、所定の厚さを有する中間部材が備えられ、
   前記継手部の前記第２の凹凸部は、前記第１の当たり部と平行な第２の当たり部を有し、
   前記第１，２の当たり部は、前記中間部材と拡散接合されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線管装置。
6. 前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部および前記継手部の前記第２の凹凸部のうち少なくとも前記第１，２の平面部または／および前記中間部材は、モリブデンまたはモリブデン合金により構成されることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のＸ線管装置。
7. 前記中間部材、前記第１，２の当たり部、のうち少なくとも一つには、その少なくとも一部の表面に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｐｔ、またはこれらの金属を含む合金により構成される薄膜が形成されることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のＸ線管装置。
8. 前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部と、前記継手部の前記第２の凹凸部は、ろう材を用いたろう接により接合されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
9. 前記陽極ターゲットの前記第１の凹凸部は、前記継手部の前記第２の凹凸部と嵌合された状態で、所定の圧力を提供されるしまり嵌めであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のＸ線管装置。
10. 前記継手部の前記第２の凹凸部は、回転軸と平行方向に所定の大きさで切り欠かれた切り欠き部を有することを特徴とする請求項９に記載のＸ線管装置。
11. 回転軸と垂直な回転面に同心的に凹凸して形成され、凸部が内周に位置する第１の凹凸部を備えＸ線を放出する陽極ターゲットと、第１の凹凸部と嵌合し凸部が外周に位置する第２の凹凸部を備え、陽極ターゲットと連結される継手部と、この継手部を介して陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有するＸ線管装置の製造方法において、
    陽極ターゲットおよび継手部と接触する部分うち、少なくとも陽極ターゲットおよび継手部と連結された状態で回転軸方向に突き当てられる当たり部に、拡散促進材料の皮膜を形成する第１工程と、
    、継手部の凸部が陽極ターゲットの凸部より回転軸の外側に位置するように、第１の凹凸部と第２の凹凸部を嵌合する第２工程と、
    第１の凹凸部と第２の凹凸部に、回転軸方向に向かう所定の圧力を提供する第３工程と、
    第１の凹凸部と第２の凹凸部のうち、少なくとも互いに接触する当たり部分に、所定の熱を提供し、前記第１の凹凸部および前記第２の凹凸部とをそれぞれ拡散接合する第４工程とからなることを特徴とするＸ線管装置の製造方法。
12. 回転軸と垂直な回転面に同心的に凹凸して形成され、凸部が内周に位置する第１の凹凸部を備えＸ線を放出する陽極ターゲットと、第１の凹凸部と嵌合し凸部が外周に位置する第２の凹凸部を備え、陽極ターゲットと中間部材を介して連結される継手部と、この継手部を介して陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有するＸ線管装置の製造方法において、
    陽極ターゲットおよび継手部と接触する部分うち、少なくとも陽極ターゲットおよび継手部と連結された状態で回転軸方向に突き当てられる当たり部に、拡散促進材料の皮膜を形成する第１工程と、
    前記陽極ターゲットまたは前記継手部のいずれか一方に中間部材を配置すると共に、継手部の凸部が陽極ターゲットの凸部より回転軸の外側に位置するように、第１の凹凸部と第２の凹凸部を嵌合する第２工程と、
    第１の凹凸部と第２の凹凸部に、回転軸方向に向かう所定の圧力を提供する第３工程と、
    第１の凹凸部と第２の凹凸部のうち、少なくとも互いに接触する当たり部分に、所定の熱を提供し、前記第１の凹凸部および前記第２の凹凸部とをそれぞれ拡散接合する第４工程とからなることを特徴とするＸ線管装置の製造方法。
13. 回転軸方向に直径が変化する第１の面とからなる第１の連結部を備え、Ｘ線を放出する陽極ターゲットと、
    前記第１の連結部と結合され、回転軸方向に直径が変化する第２面とからなる第２の連結部を備え、前記陽極ターゲットと同軸的に連結される継手部と、
    前記継手部を介して前記陽極ターゲットに所定の回転力を提供する回転支持機構とを有し、
    前記第２の連結部は、前記第１の連結部より外側に配置されることを特徴とするＸ線管装置。
14. 所定の接合方法により向かい合う前記第１の面と前記第２の面には、回転軸と平行する方向の所定の接触圧力と、回転軸と垂直する方向の所定の接触圧力が提供されることを特徴とする請求項１３に記載のＸ線管装置。
15. 前記接合方法は、拡散接合であることを特徴とする請求項１４に記載のＸ線管装置。
16. 前記第１の面または／および前記第２の面は、モリブデンまたはモリブデン合金により構成されることを特徴とする請求項１５に記載のＸ線管装置。
17. 前記第１の面または／および前記第２の面は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｐｔ、またはこれらの金属を含む合金により構成される薄膜が形成されることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のＸ線管装置。
18. 前記接合方法は、ろう材を用いたろう接であることを特徴とする請求項１４に記載のＸ線管装置。
19. 前記第１の連結部と前記第２の連結部は、テーパー面を有した嵌め合い部であることを特徴とする請求項１３ないし請求項１８のいずれかに記載のＸ線管装置。
20. 前記継手部の前記第２の連結部は、回転軸と平行方向に所定の大きさで切り欠かれた切り欠き部を有することを特徴とする請求項１３ないし請求項１９のいずれかに記載のＸ線管装置。

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