JP2022066851A - 回転陽極型ｘ線管 - Google Patents

Abstract

【課題】 異常振動の発生を防止し、良好な回転を維持し続けることができる回転陽極型Ｘ線管を提供する。【解決手段】 回転陽極型Ｘ線管は、固定体と、陽極ターゲットを備え前記固定体に嵌合して前記固定体周りを回転可能に設けた内側回転円筒と、前記内側回転円筒と同軸で前記内側回転円筒の外周側に設けられ、磁界を受けて回転する外側回転円筒と、前記内側回転円筒と前記外側回転円筒を連結する連結部とを備え、前記連結部は、前記外側回転円筒において前記陽極ターゲットから遠い側の端部を前記内側回転円筒に連結している。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転陽極型Ｘ線管に関する。

一般に、回転陽極型Ｘ線管は、陽極ターゲットを備える内側回転円筒の内周側を固定体に嵌合して固定体周りを回転可能に設け、内側回転円筒に同軸で内側回転円筒の外周側に外側回転円筒を連結しており、外側回転円筒がその外周側に設けたステーターコイルから磁界を受けて回転力を発生させている。
内側回転円筒と外側回転円筒を連結する連結部は、外側回転円筒において陽極ターゲットに近い側の端部を内側回転円筒に連結していた。
一方、Ｘ線管が曝射するとき、陰極から電子ビームを陽極ターゲットに当てるが、この電子ビームの衝突により陽極ターゲットが高温に加熱され、加熱された陽極ターゲットからの輻射熱及び熱伝導を受け、陽極ターゲットから近い部分が加熱されるので、内側回転円筒と外側回転円筒の連結部が高温になり易い。

特開平６－１９６１１２号公報

しかし、連結部が高温になると、連結強度が弱まり外側回転円筒が内側回転円筒に対して傾きやずれが発生し同軸を維持できなくなり、回転バランスが崩れ、異常振動が発生するおそれがあった。異常振動が発生すると、損傷の原因になったり、メンテナンスが必要になるという不都合がある。
本発明の実施形態は、異常振動の発生を防止し、良好な回転を維持し続けることができる回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。

一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管は、固定体と、陽極ターゲットを備え前記固定体に嵌合して前記固定体周りを回転可能に設けた内側回転円筒と、前記内側回転円筒と同軸で前記内側回転円筒の外周側に設けられ、磁界を受けて回転する外側回転円筒と、前記内側回転円筒と前記外側回転円筒を連結する連結部とを備え、前記連結部は、前記外側回転円筒において前記陽極ターゲットから遠い側の端部を前記内側回転円筒に連結している回転陽極型Ｘ線管である。

図１は、第１実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管の概略的構成を示す縦断面図である。 図２は、第２実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管の概略的構成を示す縦断面図である。 図３は、第３実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管の概略的構成を示す縦断面図である。

以下に、図面を参照しながら、一実施形態に係る回転陽極型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。
（第１実施形態）
図１に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、真空外囲器３と、真空外囲器３内に収納された陰極５と、固定体６と、陽極ターゲット７を備える内側回転円筒９と、外側回転円筒１１とを備えている。内側回転円筒９と外側回転円筒１１は、連結部１３で一体に連結されている。

真空外囲器３の外側には、外側回転円筒１１に対向する位置にステーターコイル１５が設けてある。
真空外囲器３内は真空に保持されている。尚、真空外囲器３には、陽極ターゲット７に対応する位置に陽極ターゲット７で発生したＸ線を透過する窓３ａが設けられている。
陰極５は陽極ターゲット７に向けて電子を放出する部材である。

陽極ターゲット７は、円盤状であり、陰極５との対向面７ａに陰極５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。陽極ターゲット７は、高融点の重金属でできており、重金属としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）若しくはこれらの各合金が使用されている。
陽極ターゲット７は、円盤の中央部で首部１７を介して内側回転円筒９の一端部９aに一体に固定されている。首部１７は陽極ターゲット７の径よりも小さい径に形成されている。

内側回転円筒９は、その内周側に動圧滑り軸受け（図示せず）を介して固定体６に回転可能に嵌合されている。内側回転円筒９は、純鉄等の鉄系金属でできている。
内側回転円筒９の他端部９ｃは、陽極ターゲット７から遠い位置にある開口端であり、周囲に沿って、リング状のフランジ１４が固定されている。

外側回転円筒１１は、外周面部は銅又はその合金でできており、基部は純鉄等の鉄系金属でできている。
ここで、内側回転円筒９と外側回転円筒１１の連結部１３について説明する。外側回転円筒１１は、陽極ターゲット７から遠い側の端部１１aを内側に曲げてあり、曲げた端部１ａの端面１１ｂは、内側回転円筒９の外周面９ｂに対向している。

外側回転円筒１１において陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａと内側回転円筒９とは、溶融したろう材２１によりろう付けされている。溶融したろう材２１は、陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａの端面１１ｂと内側回転円筒９の外周面９ｂとの間に流れ込んでこれらを接続している。
尚、図１に二点鎖線で示すように、溶融前のろう材２１ａは、外側回転円筒１１の端部１１ａにおいて、内側回転円筒９と外側回転円筒１１との間に押し込まれており、溶融前のろう材２１ａが溶融することで、外側回転円筒１１の端部１１ａの端面１１ｂと内側回転円筒９の外周面９ｂとの間に入り込んでいる。

次に、第１実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管の製造方法について説明する。
外側回転円筒１１において、陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａを内周側に向けて略直角に曲げる。
次に、外側回転円筒１１の内側に、陽極ターゲット７を備えた内側回転円筒９を陽極ターゲット７から遠い側の他端部９ｃから挿入する。
一方、溶融前のろう材２１ａは、内側回転円筒９の外側において、陽極ターゲット７から遠い側の他端部９ｃに配置するが、例えば、溶融前のろう材２１ａはリング状にして内側回転円筒９の外周に嵌め込む。
その後、外側回転円筒１１の内側に内側回転円筒９を配置すると共に連結部１３に溶融前のろう材２１ａを配置した状態で、炉内に入れて、連結部１３で内側回転円筒９と外側回転円筒１１をろう付けする。

内側回転円筒９と外側回転円筒１１を連結部１３でろう付けした後、固定体６を内側回転円筒９の内周に篏合し、内側回転円筒９の他端部９ｃ側にフランジ１４を固定し、真空外囲器３内に取り付ける。尚、真空外囲器３には陰極５を取り付け、真空外囲器３の外部にはステーターコイル１５を設けて、回転陽極型Ｘ線管１を組み立てる。

次に、回転陽極型Ｘ線管１の作用効果について説明する。
回転陽極型Ｘ線管１は、ステーターコイル１５に通電することで磁界を発生し、外側回転円筒１１が電磁力により回転力を発生することで内側回転円筒９と共に回転し、内側回転円筒９と共に回転する陽極ターゲット７に対して、陰極５から放出された電子が陽極ターゲット７の対向面に衝突して、Ｘ線が発生し、Ｘ線が真空外囲器３の窓３ａを介して外部に放出される。

本実施形態によれば、内側回転円筒９と外側回転円筒１１とは、外側回転円筒１１において陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａを連結部１３で連結しているので、Ｘ線管が曝射するとき、電子ビームの衝突により加熱された陽極ターゲット７からの輻射熱及び熱伝導により伝達される熱は連結部１３に伝達され難く、連結部１３が高温になり難いから、連結部１３では、熱による連結強度の低減を防止し、連結強度を維持することができる。これにより、連結部１３における熱変形が生じにくく、内側回転円筒９と外側回転円筒１１の回転バランスを維持することができ、回転振動を抑え、振動により発生する騒音を小さく保つことで、Ｘ線管の性能を長く維持することが可能となる。

また、連結部１３では、外側回転円筒１１において陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａが、内側回転円筒９にろう付けにより連結されているので、簡易に連結できる。
外側回転円筒１１の端部１１ａは、内側に曲げて端面１１ｂを内側回転円筒９に突き当てて接合面としているので、連結面を容易に形成できる。
溶融前のろう材２１ａは、外側回転円筒１１の陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａにおいて、外側回転円筒１１と内側回転円筒９との間に嵌め入れるだけであるから、ろう付けによる連結が容易にできる。
ろう材２１は、外側回転円筒１１の端部１１ａにおいて、内側に曲げた端面１１ｂを内側回転円筒９の突き当て面として、突き当て面をろう付けしているので、接合面積を広く取ることができ、接合強度が高い。

以下に他の実施形態について説明するが、以下に説明する実施形態において、上述した第１実施形態と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付して、その部分の詳細な説明を省略する。
（第２実施形態）
図２を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、外側回転円筒１１の連結部１３において、陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａには、その端面１１ｂに雌ネジ２３ａが形成してあり、対応する内側回転円筒９の外周面には、雄ネジ２３ｂが形成してあり、連結部１３は雌ネジ２３ａと雄ネジ２３ｂとの螺合により連結している。

内側回転円筒９と外側回転円筒１１の連結は、例えば、内側回転円筒９の他端部９ｃ側から外側回転円筒１１の陽極ターゲット側の一端部１１ｃを挿入し、外側回転円筒１１において陽極ターゲット７から遠い側の端部１１ａの雌ネジ２３ａを内側回転円筒９の雄ネジ２３ｂに螺合して、連結する。
雌ネジ２３ａと雄ネジ２３ｂとの螺合は、外側回転円筒１１の回転方向で互いにネジを締め付けるように各ネジが形成されている。
その他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。

この第２実施形態によれば、第１実施形態におけるろう付けの効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、内側回転円筒９と外側回転円筒１１の連結部１３は、ネジ連結による機械的連結であるから、連結構造が簡易で且つ用意に連結できる。

（第３実施形態）
図３を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第２実施形態の連結部１３において、雌ネジ２３ａと雄ネジ２３ｂとの連結に加えて、第１実施形態のろう付けによる連結をしたものである。この第３実施形態では、ろう材２１は、溶融したときに、毛細管現象により、雌ネジ２３ａと雄ネジ２３ｂ間に入り込んで固定するから、連結部１３は、ネジ連結とろう材による連結により、連結強度を更に高めることができる。

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…回転陽極型Ｘ線管、７…陽極ターゲット、９…内側回転円筒、１１…外側回転円筒、１３…連結部、２１…ろう材、２３ａ…雌ネジ、２３ｂ…雄ネジ。

Claims (4)

1. 固定体と、
   陽極ターゲットを備え前記固定体に嵌合して前記固定体周りを回転可能に設けた内側回転円筒と、
   前記内側回転円筒と同軸で前記内側回転円筒の外周側に設けられ、磁界を受けて回転する外側回転円筒と、
   前記内側回転円筒と前記外側回転円筒を連結する連結部とを備え、
   前記連結部は、前記外側回転円筒において前記陽極ターゲットから遠い側の端部を前記内側回転円筒に連結している回転陽極型Ｘ線管。
2. 前記連結部は、前記外側回転円筒の前記端部を内側回転円筒にろう付けにより連結している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
3. 前記連結部は、前記外側回転円筒の前記端部の内周に形成した雌ネジと、前記内側回転円筒の外周に形成した雄ネジを螺合により連結している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
4. 前記連結部は、螺合した前記雌ネジと前記雄ネジをろう付けにより連結している請求項３に記載の回転陽極型Ｘ線管。

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