JP2020087735A

JP2020087735A - 回転陽極ｘ線管

Info

Publication number: JP2020087735A
Application number: JP2018221199A
Authority: JP
Inventors: 哲也米澤; Tetsuya Yonezawa; 敬大遠井; Takahiro Toi
Original assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-06-04

Abstract

【課題】軽量化を図ることができる回転陽極Ｘ線管を提供する。【解決手段】回転陽極Ｘ線管は、固定軸と、固定軸の外周に設けてあり、磁界を受けて回転する回転軸と、電子を放出する陰極と、回転軸に接続され、陰極から放出された電子が衝突してＸ線を発生する陽極ターゲットと、回転軸の外周に設けて芯材に巻いたワイヤに通電することにより磁界を発生するステータコイルと、を備え、ステータコイルのワイヤは、アルミニウム又はアルミニウム合金材でできている回転陽極Ｘ線管。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転陽極Ｘ線管に関する。

従来、Ｘ線を使用して被写体を診断する医療用機器や工業用機器には、Ｘ線発生源として、回転陽極Ｘ線管が知られている。
回転陽極Ｘ線管は、磁界を受けて回転する回転軸と、回転軸に接続されて陰極から放出された電子が衝突することでＸ線を発生する陽極ターゲットと、回転軸の外周に設けたステータコイルと、を備えている。回転軸はステータコイルから発生する磁界により陽極ターゲットとともに回転する。

特開昭６０−１３６１３８号公報

ステータコイルは、芯材にワイヤを幾重にも巻いて構成されている。ワイヤは銅材を用いていた為、所定の重量を要していた。
一方、回転陽極Ｘ線管では、その取扱いや輸送等の軽減を図るため、従来から軽量化が望まれていた。

本発明の実施形態は、軽量化を図ることができる回転陽極Ｘ線管を提供する。

一実施形態は、固定軸と、前記固定軸の外周に設けてあり、磁界を受けて回転する回転軸と、電子を放出する陰極と、前記回転軸に接続され、前記陰極から放出された電子が衝突してＸ線を発生する陽極ターゲットと、前記回転軸の外周に設けて芯材に巻いたワイヤに通電することにより磁界を発生するステータコイルと、を備え、前記ステータコイルの前記ワイヤは、アルミニウム又はアルミニウム合金材でできている回転陽極Ｘ線管である。

図１は、一実施形態に係る回転陽極Ｘ線管の概略構成を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら、一実施形態に係る回転陽極Ｘ線管について詳細に説明する。なお、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１に示すように、回転陽極Ｘ線管１は、筐体３と、筐体３内に配置された真空外囲器５と、ステータコイル７とを備えている。
筐体３と真空外囲器５との間の空間には絶縁油９が充填されている。
真空外囲器５内には、固定軸１１、回転軸１３、陰極１５、陽極ターゲット１７が設けてある。

固定軸１１は、円柱状に形成され、一端１１ａが真空外囲器５を介して基体１９に固定されている。
固定軸１１は、Ｆｅ（鉄）合金やＭｏ（モリブデン）合金等の金属で形成されている。

回転軸１３は、固定軸１１の外周側に設けて且つ固定軸１１と同軸的に配置してある。回転軸１３は、有底円筒状を成し、陰極１５側を底部１３ａとしてある。回転軸１３は、Ｆｅ合金やＭｏ合金等の金属で形成されている。

回転軸１３の底部１３ａには、陽極ターゲット１７が接続されている。陽極ターゲット１７は、傘状に形成され、固定軸１１及び回転軸１３と同軸的に設けられている。陽極ターゲット１７は、例えばモリブデン又はタングステン、あるいはこれらを用いた合金で形成される。陽極ターゲット１７は、回転軸１３と一体的に回転する。陽極ターゲット１７は、傘状の表面にＸ線放射層１７ａを有している。Ｘ線放射層１７ａは、陰極１５から放出された電子が衝突することによりＸ線を発生する。Ｘ線放射層１７ａは、融点の高い金属で形成されている。ここでは、Ｘ線放射層１７ａは、タングステン合金で形成されている。

陰極１５は、陽極ターゲット１７のＸ線放射層１７ａに間隔を置いて対向配置されている。陰極１５は、真空外囲器５の内壁に取付けられている。陰極１５は、Ｘ線放射層１７ａに照射する電子を放出する電子放出源としてのフィラメント１５ａを有している。

真空外囲器５は、ガラス及び金属で形成されており、内部は真空状態に維持されている。

ステータコイル７は、回転軸１３の側面に対向して真空外囲器５の外側を囲むように設けられている。ステータコイル７の形状は環状であり、連結具１８により筐体３に固定されている。ステータコイル７は、回転軸１３に与える磁界を発生して回転軸１３及び陽極ターゲット１７を回転させる。
ステータコイル７は、芯材７ａと、ワイヤ７ｂとを備えており、芯材７ａにワイヤ７ｂを幾重にも巻いて構成されている。

ワイヤ７ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金製の線材である。アルミニウム（Ａｌ）は、純度９９％以上の純アルミニウムである。アルミニウム合金は、アルミニウムに、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｉ（シリコン）を組成成分として含み又はこれらの組成成分を組み合わせたものを含む。例えば、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｓｉ系合金がある。

また、ワイヤ７ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金製の線材に、エナメル等の樹脂材が被覆されている。
更に、ワイヤ７ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金製の線材の外層に鉄、銅等の他の金属材を被覆することが好ましい。より好ましくは、銅で被覆する。この場合、アルミニウム又はアルミニウム合金線材を被覆した銅に、更にエナメル等の絶縁性被覆材で被覆することが好ましい。

筐体３は、陰極１５と対向した陽極ターゲット１７のＸ線放射層１７ａ付近にＸ線を透過させるＸ線透過窓３ａを有している。筐体３には、コネクタ２１が接続してあり、コネクタ２１の端子２１ａには、ステータコイル７のワイヤ７ｂが接続してある。ワイヤ７ｂにはコネクタ２１から電流が供給される。コネクタ２１の端子２１ａとワイヤ７ｂの接続は、電気的に連結されていればよい。ワイヤ７ｂがアルミニウム又はアルミニウム合金線材の外周を銅で被覆されている場合には、はんだ付けにより連結しても良い。コネクタ２１は、3つの端子２１ａを有し、ワイヤ７ｂに供給される電流は、三相交流電流である。
尚、陽極ターゲット１７は固定軸１１を介して電源２３の陽極側に接続されており、陰極１５は電源２３の陰極側に接続されている。

回転陽極Ｘ線管１の動作状態では、ステータコイル７は回転軸１３に与える磁界を発生し、回転軸１３は回転する。これにより、陽極ターゲット１７は回転する。また、電源２３から、陰極１５に相対的に負の電圧が印加され、陽極ターゲット１７に相対的に正の電圧が印加される。
これにより、陰極１５及び陽極ターゲット１７間に電位差が生じる。このため、フィラメント１５ａは、電子を放出すると、この電子は、加速され、Ｘ線放射層１７ａに衝突する。これにより、Ｘ線放射層１７ａは、電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線は真空外囲器５及びＸ線透過窓３ａを透過し、筐体３の外部に放出される。

上記のように構成された一実施形態に係る回転陽極Ｘ線管１によれば、ステータコイル７は、芯材７ａに巻くワイヤ７ｂをアルミニウム又はアルミニウム合金製の線材としているので、ステータコイルの軽量化を図ることができ、しいては回転陽極Ｘ線管１の軽量化を図ることができる。
一般に、ワイヤ７ｂを銅製とした場合には、銅の比重は７．７〜８．９であるのに対して、アルミニウムの比重は約２．６３であるから、使用するワイヤ７ｂの重量は、従来よりも１／２〜１／３程度の軽量化を図ることができる。
特に、ステータコイル７におけるワイヤ７ｂの巻き量が多く、その使用量が多大であるから、一実施形態にかかる回転陽極Ｘ線管１によれば、軽量化の効果が大きい。

このように、回転陽極Ｘ線管１の軽量化を図ることにより、それに伴う支持材や補強材等を低減でき、全体として小型化を図ることができると共に移送や取り回しが容易になる。更に、回転陽極Ｘ線管１の製造コストの低減や輸送コストの低減に寄与することができる。

また、ワイヤ７ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金製の線材の外層に鉄、銅等の他の金属材を被覆した場合には、コネクタ２１の端子２１ａとの接続にはんだ付けが可能になり、接続が容易にできるから、組立性が良い。

上述した一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…回転陽極Ｘ線管、７…ステータコイル、７ａ…芯材、７ｂ…ワイヤ、１１…固定軸、１３…回転軸、１５…陰極、１７…陽極ターゲット。

Claims

固定軸と、
前記固定軸の外周に設けてあり、磁界を受けて回転する回転軸と、
電子を放出する陰極と、
前記回転軸に接続され、前記陰極から放出された電子が衝突してＸ線を発生する陽極ターゲットと、
前記回転軸の外周に設けて芯材に巻いたワイヤに通電することにより磁界を発生するステータコイルと、を備え、
前記ステータコイルの前記ワイヤは、アルミニウム又はアルミニウム合金材でできている回転陽極Ｘ線管。
前記ワイヤは、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材が銅で被覆されている請求項１に記載の回転陽極Ｘ線管。