JP2011238549A - 回転陽極x線管およびそれを備えたx線管装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターゲットを支持する支持軸に形成されたフランジ部に、ターゲットとの接合面が受ける応力を低減する応力低減手段を設ける。具体的には、フランジ部を、ターゲットとの接合面を備えた円筒部511と、円筒部511と支持軸本体522とをつなぐ円盤部512とで構成し、円盤部512の厚みを円筒部511の厚みより薄く、柔構造とする。
【選択図】図3
Description
前記応力低減手段は、例えば、前記接合面と支持軸本体との間をつなぐ柔構造であり、前記柔構造は前記応力により変形可能である。
図1は、本発明が適用される回転陽極X線管を備えたX線管装置の概略構成を示すブロック図である。図示するように、X線管装置10は、絶縁油が充填された略円筒状のX線管容器(以下、管容器という)1の内部に、X線管2を固定した構造を有し、X線管2の陰極側の端部と陽極側の端部が、それぞれ固定部材8によって管容器1の内部に固定されている。また図示していないが、管容器1の円筒部の側面の中央部にはX線を外部に取り出すためのX線放射口が、両端に近い部分にはX線管の両極に高電圧を導入するためのケーブルレセプタクル取付部や絶縁油を循環するための絶縁油出入口が設けられている。
図2および図3に、第1の実施形態のX線管におけるターゲットとシャフトの構造を示す。図2は、シャフト52の回転中心軸(以下、中心軸という)521を通る断面を示す図であり、本実施形態のシャフトは中心軸521を中心にして軸対称であるため、図2では中心軸521の左半分の断面図を示している。図3は、シャフト52の先端を示す図で、(a)は上面図、(b)はシャフト52の回転中心軸521を通る断面を示す図である。
本実施形態のX線管装置も、概略構成は図1に示したものと同様である。ただし本実施形態では、ターゲット支持軸であるシャフト52のフランジ部の形状が第1の実施形態と異なり、第1の実施形態の円筒部511に相当する剛構造を有しておらず且つターゲット4を結合する前の状態において、軸本体522の軸方向と直交する面に対し所定のテーパ角を持ってフランジ部が形成されている点が特徴である。
νmax=WL3/3EI (1)
θmax=−WL2/2EI (2)
式中、Lは板材の長さ(固定部から端部までの距離)、Eは板材のヤング率である。Iは断面2次モーメントで、板材の幅wと厚みtから次式(3)により求められる。
I=(1/12)×w×t3 (3)
(数3)
I=(1/12)×π×d2×t3 (4)
(数4)
ν=(d3/2)×tan(j) (5)
(数5)
W0=3EIν/L’3 (6)
(式中、L’=(d3−d1)÷2)
σmax=α×W0/S (7)
(式中、αは応力拡大係数:TZMの場合133)
仮に、ターゲットの変形角度jを0.003°(ターゲットを9600rpmで回転させたときの変形角度に相当)とすると、表1の例で、式(5)〜(7)から最大応力σmaxは60.8MPaとなり、接合強度(実験値=200MPa)より小さく、接合が維持されることがわかる。
本実施形態のX線管装置も、概略構成は図1に示したものと同様である。ただし本実施形態では、ターゲット支持軸であるシャフト52のフランジ部の形状が第1の実施形態と異なり、全体として剛構造で構成されたフランジ部に応力低減手段として半径方向のスリット551を設けた点が特徴である。
Claims (7)
- 陰極部と、ターゲットおよび当該ターゲットを支持する支持軸を備えた陽極部と、前記陰極部および陽極部を収納する外囲器と、を備えたX線管において、
前記支持軸は、前記ターゲットの裏面との接合面を有するフランジ部が一体に形成されており、前記フランジ部は、前記陽極の回転時に前記接合面が受ける応力を低減する応力低減手段を備えたことを特徴とするX線管。 - 請求項1に記載のX線管であって、
前記応力低減手段は、前記接合面と支持軸本体との間をつなぐ柔構造であり、前記柔構造は前記応力により変形可能であることを特徴とするX線管。 - 請求項2に記載のX線管において、
前記フランジ部は、前記接合面を備えた円筒部と、前記円筒部と支持軸本体とをつなぐ円盤部とからなり、前記円盤部は、厚みが前記円筒部の厚みより薄く、前記柔構造を構成することを特徴とするX線管。 - 請求項2に記載のX線管であって、
前記フランジ部は、前記ターゲットと前記接合面との接合時に加わる圧力によって生じる前記フランジ部のたわみを補償する逆向きの傾斜が形成されていることを特徴とするX線管。 - 請求項1に記載のX線管であって、
前記応力低減手段は、前記フランジの前記接合面を周方向に分割するスリットであることを特徴とするX線管。 - 陰極部と、ターゲットおよび当該ターゲットを支持する支持軸を備えた陽極部と、前記陰極部および陽極部を収納する外囲器と、を備えたX線管において、
前記フランジ部は、前記接合面を備えた円筒部と、前記円筒部と支持軸本体とをつなぐ円盤部とからなり、前記円盤部の厚みが前記円筒部の厚みより薄いことを特徴とするX線管。 - X線管と、内部に絶縁油が充填され、前記X線管を収納する容器と、前記X線管の陰極と陽極とに電圧を印加する電圧発生装置とを備えたX線管装置であって、前記X線管として、請求項1ないし6いずれか1項記載のX線管を備えたことを特徴とするX線管装置。
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