JP4153829B2 - Rotating anode X-ray tube - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転陽極型X線管に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転陽極型X線管は、X線を放出する陽極ターゲットおよび電子ビームを発生する陰極、陽極ターゲットを回転可能に支持する回転支持機構などから構成され、陽極ターゲットや陰極、回転支持機構は真空外囲器内に収納されている。
【0003】
ここで、従来の回転陽極型X線管について図4を参照して説明する。
【0004】
X線を放出する陽極ターゲット51は、陰極などとともに真空外囲器(図示せず)内に配置されている。陽極ターゲット51は、ナット52で継手部53に固定され、継手部53は回転支持機構54に連結している。回転支持機構54は回転部分と固定部分から構成されている。
【0005】
回転部分は、継手部53が直接連結した中間回転体55および中間回転体55の外側に接合した外側回転体56、中間回転体55の内側に接合した内側回転体57などから構成されている。内側回転体57の図示下端の開口はリング状閉塞体58で封止されている。
【0006】
閉塞体58は肉厚の厚い内側閉塞部分58aおよび肉厚の薄い外側閉塞部分58bなどから構成されている。閉塞体58の図示下方に液体金属潤滑材の漏れを防止する環状捕捉部材59が設けられている。閉塞体58および捕捉部材59は、管軸mに平行する向きの共通のボルト60によって、内側回転体57に固定されている。内側回転体27および閉塞体58で囲まれた内側空間に、回転支持機構54の固定部分を構成する固定体61が嵌合されている。
【0007】
固定体61は、内側回転体57部分に嵌合する第1径小部61aおよびその下方の内側回転体57部分に嵌合する径大部61b、閉塞体58の貫通孔部分に嵌合する第2径小部61cなどから構成されている。第2径小部61cは貫通孔を貫通し、その延長下端部61dは陽極支持部62に連結されている。
【0008】
回転支持機構54を構成する回転部分と固定部分との間、たとえば回転部分の内側回転体57あるいは閉塞体58と、固定部分の固定体61との間に、動圧式すべり軸受(図示せず)が設けられている。
【0009】
また、回転支持機構54たとえば外側回転体56部分を囲んで誘導電磁界を発生するステータ63が配置されている。ステータ63はコイル63aおよび鉄心63bから構成されている。
【0010】
上記した構成において、コイル63aに電流を流し、誘導電磁界を発生させ、外側回転体56を回転させる。外側回転体56の回転によって陽極ターゲット51が回転する。この状態で、陽極ターゲット51に電子ビームを照射し、陽極ターゲット51がX線を放出する。
【0011】
上記したような動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型X線管は特許文献1などに開示されている。
【0012】
【特許文献1】
特公昭60−21463号公報
【0013】
【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51に対する回転力の向上あるいは回転の安定性など、良好な回転特性が求められている。
【0014】
たとえば陽極ターゲット51を回転させる場合、コイル62aが発生する誘導電磁界を外側回転体56に加え、外側回転体56を回転させている。この場合、外側回転体56に対して誘導電磁界が効率的に供給されるように、鉄芯62b部分よりも軸方向にはみ出した外側回転体56の円筒部分、いわゆるエンドリングの長さ(たとえば図4の符号L)を十分に確保する必要がある。
【0015】
しかし、従来の回転陽極型X線管は、内側回転体57の下端部に管軸方向のメネジ部を設け、閉塞体58をボルト60で固定する構造になっている。この場合、メネジ部を形成するためのスペースを確保する必要から、内側回転体57の下端部に外側に膨らませた膨大部57aが設けられる。そのため、膨大部57aが邪魔して、エンドリングの長さが制約され、陽極ターゲット51の回転力が低下する。
【0016】
また、陽極ターゲット51の回転を安定化させる場合、回転部分の閉塞体58と固定体61との間に設けられる動圧式すべり軸受、たとえばスラスト軸受の軸受面積を大きくし、負荷特性の確保が求められる。
【0017】
スラスト軸受の面積は、図4の構成の場合、たとえば固定体61の径大部61b下面と閉塞体58とが対向する面積の大きさで決まる。つまり、径大部61bの外径が形成する第1の円と、閉塞体58を貫通する径小部61cの外径が形成する第2の円とで挟まれた領域の面積で決まる。
【0018】
この場合、閉塞体58を内側回転体57に固定する構造であるため、閉塞体58にボルトを取り付ける必要があり、一般に、閉塞体58の最外径は径大部61bの外径よりも大きくなる。また、閉塞体58の最外径を大きくするとX線管が大型化するため、閉塞体58の寸法に上限値があり、径大部58の外径はあまり大きくできない。一方、径小部61cの外径は十分な支持強度を確保するためにある程度の大きさが必要とされ、あまり小さくできない。
【0019】
上記した理由から、スラスト軸受面の面積を大きくできず、軸受の負荷特性が低下し、回転の安定性が改善できないという問題がある。
【0020】
本発明は、上記した欠点を解決し、陽極ターゲットの回転力を向上させ、あるいは、軸受の負荷特性を改善し、良好な回転特性をもつ回転陽極型X線管を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
この発明は、X線を放出する陽極ターゲットと、前記陽極ターゲットが固定される継手部に連結した中間回転体および前記中間回転体の外側に接合された外側回転体、前記中間回転体の内側に接合され前記外側回転体の下端の延長を邪魔する外側への膨らみのない内側回転体を有し、かつ、筒状部の内側開口がリング状閉塞体で封止され、前記陽極ターゲットと一体で回転する回転体と、この回転体の内側部分に嵌合する外径の大きい径大部およびこの径大部よりも外径が小さく前記閉塞体の貫通孔部分に嵌合する径小部を有し、前記回転体を回転可能に保持する固定体とを具備した回転陽極型X線管において、前記回転体の前記筒状部に管軸に向う複数のメネジ部を形成し、かつ、前記閉塞体の外周面に陽極ターゲット側の外径が大きくなる傾斜面を形成し、前記複数のメネジ部に取り付けられ先端が前記閉塞体の前記傾斜面に接触したねじによって前記閉塞体を固定したことを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図1を参照して説明する。
【0023】
X線を放出する陽極ターゲット11は、電子ビームを発生する陰極などと一緒に真空外囲器(図示せず)内に配置されている。陽極ターゲット11は、ナット12によって継手部13に固定され、継手部13は回転支持機構14に連結されている。回転支持機構14は回転部分と固定部分から構成され、回転部分は固定部分によって回転可能に保持されている。
【0024】
回転部分は継手部13が直接連結した中間回転体15および中間回転体15の外側に接合された銅あるいは銅合金製の筒状外側回転体16、中間回転体15の内側に接合された有底円筒状の内側回転体17などから構成されている。
【0025】
内側回転体17は内周面に第1段差面17aおよび第2段差面17bが環状に形成されている。各段差面17a、17bでは、いずれも陽極ターゲット11から遠い方の内径が大きくなっている。また内側回転体17の下端は筒状で、その筒状部17cに複数たとえば8個程度のメネジ部18が円周方向に等間隔に設けられている。
【0026】
メネジ部18はたとえば管軸mに向い、かつ管軸mに直交する向きに形成されている。メネジ部18にはたとえば押しねじ19が取り付けられている。押しねじ19は、頭部分たとえばねじ部分よりも径が大きい部分が端部にない構造になっている。内側回転体17下端の内側にリング状閉塞体20が配置され、その開口部分が封止されている。
【0027】
閉塞体20は、たとえば肉厚の厚い内側閉塞部20aと肉厚の薄い外側閉塞部20bとで構成され、その外周面に、陽極ターゲット11側を向いた段差面20cが環状に設けられている。段差面20cは、内側回転体17の第2段差面17bと面接触している。また、閉塞体20の外周面で、たとえば段差面20cよりも陽極ターゲット11から遠い領域に、陽極ターゲット11から離れるにしたがって外径が小さくなる傾斜面20dが環状に形成されている。そして、複数の押しねじ19の先端を傾斜面20dに押しつけ閉塞体20を固定している。
【0028】
たとえば各押しねじ19を締め付けると、押しねじ19の先端が閉塞体20の傾斜面に接触して、閉塞体20に内向きの力が加わる。このとき、押しねじ19の先端が閉塞体20の傾斜面20dに接触するため、閉塞体20には、図示上方に移動する向きの力が作用する。この力で、閉塞体20の段差面20cと内側回転体17の第2段差面17bが強く面接触し、閉塞体20のそれ以上の移動が阻止され、閉塞体20が固定される。また、内側回転体17および閉塞体20で囲まれた内側空間に、回転支持機構14を構成する固定体21が軸受隙間を保って嵌合している。
【0029】
固定体21は、たとえば内側回転体17部分に嵌合する第1径小部21aおよびその下方の内側回転体17部分に嵌合する径大部21b、閉塞体20の貫通孔部分に嵌合する第2径小部21cなどから構成されている。第2径小部21cは閉塞体20を貫通して下方に伸び、延長下端部21dは陽極支持部22に連結されている。また陽極支持部22に、液体金属潤滑材の漏れを防止する捕捉部材23が固定されている。
【0030】
なお、閉塞体20が押しねじ19などで固定された状態では、たとえば径大部21b下面と内側閉塞体20a上面との間に僅かの隙間が残るようにし、両者が密着しない寸法になっている。
【0031】
また、回転支持機構14の回転部分を構成する内側回転体17あるいは閉塞体20と、固定部分を構成する固定体21との間に、たとえば動圧式すべり軸受が設けられている。符号Ra、Rbはラジアル方向の動圧式すべり軸受が設けられる領域を示し、符号Sa、Sbはスラスト方向の動圧式すべり軸受が設けられる領域を示している。動圧式すべり軸受は軸受面にらせん溝を形成し、そのらせん溝などにガリウム(Ga)またはガリウムーインジウムー錫(Ga−In−Sn)合金などの液体金属潤滑材が供給される。
【0032】
回転支持機構14の外側、たとえば外側回転体16を囲んで誘導電磁界を発生するステータ24が配置されている。ステータ24はコイル24aや鉄心24bなどから構成されている。
【0033】
上記した構成において、コイル24aに電流を流し、誘導電磁界を発生させ、外側回転体16を回転させる。外側回転体16の回転によって、これと一体の中間回転体15および内側回転体17が回転し、同時に、陽極ターゲット11が回転する。この状態で、陽極ターゲット11に電子ビームを照射し、陽極ターゲット11がX線を放出する。
【0034】
上記した構成によれば、管軸mに向いた押しねじ19によって閉塞体20を固定している。この場合、内側回転体17下端の外側への膨らみがなくなり、外側回転体16下端の延長部分たとえばエンドリングを長くできる。その結果、回転力が向上し、良好な回転特性が実現される。
【0035】
上記の実施形態は、内側回転体17のメネジ部18が、外側回転体16の下端よりも下方に位置し、外側回転体16の下からねじを締め付ける構造になっている。しかし、外側回転体16の下端をメネジ部18よりも下方に延長し、その延長部分に穴を設け、この穴を通してねじを締め付ける構成にすれば、エンドリングをより長くできる。
【0036】
また、実施形態では、メネジ部18が管軸mに向いた向きで、かつ管軸mに直交する向きに形成されている。しかし、メネジ部18の向きは、必ずしも、管軸mに直交する必要はなく、たとえば管軸mに向き、管軸mに対して傾斜した向きに形成することもできる。また、押しねじに代えて、他のねじを用いることもできる。しかし、押しねじを用いた場合は、内側回転体17の外周面から外側に飛び出る部分がなくなり、エンドリングの延長が容易になる。
【0037】
本発明の他の実施形態について図2を参照して説明する。図2は、図1に対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0038】
この実施形態は、内側回転体17下端に位置する筒状部17cの内周面にメネジ部31が形成されている。閉塞体20は外周面にオネジ部32が形成されている。また、陽極ターゲット11と反対側の閉塞体20の面に凹部、たとえば締め付け用の複数の円柱状穴33が形成されている。また、内側回転体17の筒状部17cの下端とこの下端部分に隣接する閉塞体20の外縁部との少なくとも一部が溶接34されている。
【0039】
上記の構造で、閉塞体20の穴33に治具(図示せず)を差し込み、その後、治具を使って内側回転体17のメネジ部31に閉塞体20のオネジ部をねじ込み、ねじ結合によって内側回転体17に閉塞体20を固定している。
【0040】
上記した構成によれば、従来、内側回転体17に必要とされていた閉塞体20固定用のねじ穴が不要となり、内側回転体17の外側への膨らみがなくなる。したがって、外側回転体16下端の延長部分たとえばエンドリングを長くでき、回転力が向上し、良好な回転特性が実現される。また、内側回転体17と閉塞体20を一部で溶接しているため、両者の結合の緩みも防止される。
【0041】
本発明の他の実施形態について図3を参照して説明する。図3は、図2に対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0042】
この実施形態は、内側回転体17下端の外側に環状に膨らむ膨大部41が形成されている。そして、膨大部41を利用して、固定体21の径大部21bの外径を大きくしている。
【0043】
上記した構成によれば、従来の回転陽極型X線管に比べ、内側回転体17の最外径を大きくすることなく、固定体21の径大部21b上面と内側回転体17が対向する面積、および、固定体21の径大部21b下面と閉塞体20が対向する面積が大きくなる。したがって、スラスト軸受面の面積を大きくでき、軸受の負荷特性が改善し、良好な回転特性が実現される。
【0044】
図3は、内側回転体17下端に膨大部41を設けている。しかし、膨大部41がない場合でも、従来の内側回転体17にメネジ部31を設ける構造に比べれば、内側回転体17の最外径を大きくでき、良好な回転特性が実現される。
【0045】
上記したように、本発明によれば、外側回転体のエンドリングを長くでき陽極ターゲットの回転力が向上する。また、軸受面積の増加で軸受の負荷特性が改善するなど、良好な回転特性をもつ回転陽極型X線管が実現される。また回転陽極型X線管の小型化も実現される。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば良好な回転特性をもつ回転陽極型X線管を実現できる。
【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概略の断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態を説明するための概略の断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態を説明するための概略の断面図である。
【図4】従来例を説明するための概略の断面図である。
【符号の説明】
11…陽極ターゲット
12…ナット
13…継手部
14…回転支持機構
15…中間回転体
16…外側回転体
17…内側回転体
18…メネジ部
19…押しねじ
20…閉塞体
21…固定体21
22…陽極支持部
23…捕捉部材
24…ステータ
m…管軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary anode X-ray tube.
[0002]
[Prior art]
A rotating anode type X-ray tube is composed of an anode target that emits X-rays, a cathode that generates an electron beam, a rotating support mechanism that rotatably supports the anode target, and the anode target, the cathode, and the rotating support mechanism are outside the vacuum. It is stored in the enclosure.
[0003]
Here, a conventional rotary anode X-ray tube will be described with reference to FIG.
[0004]
The
[0005]
The rotating portion includes an intermediate rotating
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
A hydrodynamic slide bearing (not shown) between the rotating portion and the fixed portion constituting the
[0009]
A
[0010]
In the configuration described above, an electric current is passed through the
[0011]
A rotary anode type X-ray tube using a dynamic pressure type plain bearing as described above is disclosed in Patent Document 1 and the like.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 60-21463 [0013]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional rotary anode X-ray tube is required to have good rotation characteristics such as an improvement in rotational force with respect to the
[0014]
For example, when the
[0015]
However, the conventional rotary anode X-ray tube has a structure in which a female screw portion in the tube axis direction is provided at the lower end portion of the inner
[0016]
Further, in order to stabilize the rotation of the
[0017]
In the case of the configuration of FIG. 4, the area of the thrust bearing is determined by, for example, the size of the area where the lower surface of the
[0018]
In this case, since the
[0019]
For the reasons described above, there is a problem that the area of the thrust bearing surface cannot be increased, the load characteristics of the bearing are lowered, and the rotational stability cannot be improved.
[0020]
An object of the present invention is to provide a rotary anode type X-ray tube that solves the above-mentioned drawbacks, improves the rotational force of the anode target, or improves the load characteristics of the bearing and has good rotational characteristics. .
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes an anode target that emits X-rays, an intermediate rotating body that is connected to a joint portion to which the anode target is fixed, an outer rotating body that is joined to the outside of the intermediate rotating body, and an inner side of the intermediate rotating body. An inner rotating body that is joined and does not bulge outward to hinder the extension of the lower end of the outer rotating body, and the inner opening of the cylindrical portion is sealed with a ring-shaped closing body, and is integrated with the anode target. The rotating body has a large-diameter portion with a large outer diameter that fits into the inner portion of the rotating body, and a small-diameter portion that has a smaller outer diameter than the large-diameter portion and fits into the through-hole portion of the closing body. And a rotating anode type X-ray tube comprising a fixed body for rotatably holding the rotating body, wherein a plurality of internal thread portions facing a tube axis are formed in the cylindrical portion of the rotating body , and the closure The outer diameter of the anode target side is large on the outer peripheral surface of the body. An inclined surface is formed, characterized in that the tip is attached to the plurality of female screw portion is fixed to the closure member by contact with the screw on the inclined surface of the closure.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0023]
The
[0024]
The rotating portion includes an intermediate
[0025]
The inner
[0026]
The
[0027]
The closing
[0028]
For example, when each
[0029]
The fixed
[0030]
In a state where the closing
[0031]
Further, for example, a hydrodynamic slide bearing is provided between the inner
[0032]
A
[0033]
In the configuration described above, an electric current is passed through the
[0034]
According to the configuration described above, the closing
[0035]
In the above-described embodiment, the
[0036]
Further, in the embodiment, the
[0037]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG.
[0038]
In this embodiment, a
[0039]
With the above structure, a jig (not shown) is inserted into the
[0040]
According to the above-described configuration, the screw hole for fixing the closing
[0041]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same reference numerals are given to portions corresponding to FIG. 2, and a part of overlapping description is omitted.
[0042]
In this embodiment, a huge portion 41 that swells in an annular shape is formed outside the lower end of the inner
[0043]
According to the configuration described above, the area where the upper surface of the large-
[0044]
In FIG. 3, a huge portion 41 is provided at the lower end of the inner
[0045]
As described above, according to the present invention, the end ring of the outer rotating body can be lengthened, and the rotational force of the anode target is improved. In addition, a rotating anode X-ray tube having good rotational characteristics, such as an improvement in bearing load characteristics due to an increase in bearing area, is realized. In addition, miniaturization of the rotary anode type X-ray tube is realized.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, a rotary anode type X-ray tube having good rotational characteristics can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
22 ...
Claims (2)
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