JPH0326497B2 - - Google Patents

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JPH0326497B2
JPH0326497B2 JP57132440A JP13244082A JPH0326497B2 JP H0326497 B2 JPH0326497 B2 JP H0326497B2 JP 57132440 A JP57132440 A JP 57132440A JP 13244082 A JP13244082 A JP 13244082A JP H0326497 B2 JPH0326497 B2 JP H0326497B2
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JP
Japan
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shaft
target
ray
rotor
ray tube
Prior art date
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Application number
JP57132440A
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Japanese (ja)
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JPS5923438A (en
Inventor
Kenji Iwasaki
Hisaaki Tamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57132440A priority Critical patent/JPS5923438A/en
Publication of JPS5923438A publication Critical patent/JPS5923438A/en
Publication of JPH0326497B2 publication Critical patent/JPH0326497B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/101Arrangements for rotating anodes, e.g. supporting means, means for greasing, means for sealing the axle or means for shielding or protecting the driving
    • H01J35/1017Bearings for rotating anodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00X-ray tubes
    • H01J2235/10Drive means for anode (target) substrate
    • H01J2235/1026Means (motors) for driving the target (anode)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は大出力、大容量のX線管に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a high-output, large-capacity X-ray tube.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

一般にX線管は第1図に示すような構造となつ
ている。即ち、1は陰極であり、陰極1は熱電子
を発生するコイル状のフイラメント2を備え、こ
のフイラメント2から放出される電子を集束電極
3により集束し、陰極1と陽極4との間に印加さ
れた高電圧によつて前記電子を加速し、陽極4の
陰極1側端に設けられた重金属による円錐台形状
のターゲツト5の斜面部分に加速電子を衝突さ
せ、これによりX線に変換してX線放出を行わせ
るようにしている。
Generally, an X-ray tube has a structure as shown in FIG. That is, 1 is a cathode, and the cathode 1 is equipped with a coil-shaped filament 2 that generates thermoelectrons. Electrons emitted from the filament 2 are focused by a focusing electrode 3 and applied between the cathode 1 and anode 4. The electrons are accelerated by the applied high voltage, and are caused to collide with the slope of a truncated cone-shaped target 5 made of heavy metal provided at the end of the cathode 1 of the anode 4, thereby converting them into X-rays. It is designed to emit X-rays.

ターゲツト5上の加速電子衝突点はX線焦点と
呼ばれ、この焦点部分は電子の衝突によつて赤熱
されるので、一般に陽極4に回転型とし、前記タ
ーゲツト5を回転させるとによつてターゲツト5
の1点のみが赤熱されるのを防ぐようにする。
The point of collision of accelerated electrons on the target 5 is called an X-ray focal point, and since this focal point becomes red-hot due to the collision of electrons, the anode 4 is generally of a rotating type and the target 5 is rotated. 5
Prevent only one point from becoming red hot.

しかし、長時間、X線放出を行うと、ターゲツ
ト5は全体が高熱となり、ついには溶融するなど
してX線管破損につながることから、X線管は
個々にヒートユニツト(H.U)と呼ばれる熱容量
の定格値で使用条件が規定される。即ち、最大許
容H.UはそのX線管が許容しうる最大の熱容量を
示す指標で、一回に蓄積するH.U値は管電圧X管
電流X時間で決まり、また、ターゲツトの放熱特
性により定まるH.U値×休止時間分のH.U値がX
線管の曝射休止期間中に回復する。従つて、最大
許容ヒートユニツト値に達しない範囲内でX線曝
射すればX線管の安全は保証される。
However, if X-rays are emitted for a long period of time, the entire target 5 will become extremely hot and eventually melt, leading to damage to the X-ray tube. Therefore, each X-ray tube has a heat capacity called a heat unit (HU). The conditions of use are determined by the rated value. In other words, the maximum allowable HU is an index indicating the maximum heat capacity that the X-ray tube can allow, and the HU value that accumulates at one time is determined by the tube voltage x tube current x time, and the HU value is determined by the heat dissipation characteristics of the target. × HU value for downtime is X
It recovers during the period when the tube is not exposed to radiation. Therefore, the safety of the X-ray tube is guaranteed if X-rays are irradiated within a range that does not reach the maximum allowable heat unit value.

ところで、近年冠状動脈撮影あるいはX線CT
など、大出力のX線を連続的に長時間必要とする
X線装置がふえてきた。
By the way, in recent years coronary angiography or X-ray CT
The number of X-ray devices that require high-output X-rays continuously for long periods of time has increased.

たとえば冠状動脈撮影のときは 80KV 400mA 4msec のX線曝射条件で1秒間60〜120回のX線パルス
を7秒連続して、且つこれを3秒間隔で7回位繰
り返す必要がある。
For example, in the case of coronary angiography, it is necessary to continuously apply 60 to 120 X-ray pulses per second for 7 seconds under the X-ray exposure conditions of 80 KV, 400 mA, and 4 msec, and repeat this approximately 7 times at 3-second intervals.

また、X線写真としてはX線管の焦点の小さい
ほどX線の半影がが小さくなるため尖鋭な写真が
とれる。現在は焦点1.2mm角のものが主として使
われているが、理想としては0.6mm角以下が望ま
しい。
Furthermore, as for X-ray photographs, the smaller the focal point of the X-ray tube, the smaller the penumbra of the X-rays, and therefore the sharper the photograph can be taken. Currently, focal lengths of 1.2 mm square are mainly used, but ideally a focal length of 0.6 mm square or less is desirable.

しかしながら、焦点が小さくなると、X線管タ
ーゲツト上の単位面積当りの電流密度が高くな
り、陰極よりの電子衝撃によりターゲツトにおけ
る焦点部分の加熱温度が急上昇して発生する熱に
耐えられなくなる。
However, as the focal point becomes smaller, the current density per unit area on the X-ray tube target increases, and the heating temperature of the focal portion of the target rapidly increases due to electron bombardment from the cathode, making it impossible to withstand the heat generated.

X線出力を制限するものの一つとしてこのよう
な単位面積当りの電流密度がある。
One of the things that limits the X-ray output is the current density per unit area.

これを解決する方法としては次のものがある。 The following methods can be used to solve this problem.

(1) 回転陽極(ターゲツト)の直径を大きくする (2) 回転陽極(ターゲツト)の回転数を大きくす
る などである。これはX線出力とその他因子の間に
次の関係があることによる。即ち、 P=KL3/2d1/2n1/2 但し、Pは出力、Kは比例定数、Lは焦点寸
法、dは焦点軌道直径、nは陽極回転数である。
(1) Increasing the diameter of the rotating anode (target); (2) Increasing the rotation speed of the rotating anode (target). This is due to the following relationship between the X-ray output and other factors. That is, P=KL 3/2 d 1/2 n 1/2 where P is the output, K is the proportionality constant, L is the focal spot size, d is the focal orbit diameter, and n is the anode rotation speed.

ここで焦点軌道の中心はターゲツト外縁より約
10mm内側にある。よつて、ターゲツト直径に比例
すると考えてよい。
Here, the center of the focal trajectory is approximately from the outer edge of the target.
10mm inside. Therefore, it can be considered that it is proportional to the target diameter.

現在ターゲツト直径は一般的には125mmのもの
が最大で実験的には150mmまたはそれ以上のもの
も作られている。しかし、直径を150mmにしても
25mmのものに比べ出力は10%しか増えず、大型化
する割には熱容量の大きいX線管が得られない。
Currently, the maximum target diameter is generally 125 mm, and experimentally 150 mm or larger diameters have been created. However, even if the diameter is set to 150mm,
The output is only 10% higher than that of the 25mm tube, and even though it is larger, it is not possible to obtain an X-ray tube with a large heat capacity.

また陽極回転数は3000r.p.mまたは9000r.p.mが
一般的である。中には18000r.p.mクラスのものも
試作されている。
The anode rotation speed is generally 3000r.pm or 9000r.pm. Some prototypes are in the 18000r.pm class.

しかし、第1図の如く陽極のターゲツトは片側
だけで支持しており、この状態で陽極のターゲツ
トを高速回転させることには支持部の摩耗が激し
く、寿命的な困難性を伴う。
However, as shown in FIG. 1, the anode target is supported only on one side, and rotating the anode target at high speed in this state causes severe wear on the support, making it difficult to extend the life of the anode.

さらに、X線出力を制限するものの他の要因と
してターゲツトの熱容量の問題がある。
Another factor that limits the x-ray output is the heat capacity of the target.

この関係を第2図に示す。 This relationship is shown in FIG.

第2図はX線TV装置での透視と冠状動脈撮影
の繰り返しによりターゲツトの蓄積H.Uの変化の
様子を模式的に示したものである。
FIG. 2 schematically shows how the accumulated HU of the target changes as a result of repeated fluoroscopy using an X-ray TV device and coronary angiography.

図を説明すると、まずaは透視の開始点であ
る。
To explain the figure, first, a is the starting point of perspective.

透視は80KV1mA連続程度のX線管出力である
のでターゲツト温度の上昇はゆるやかである。
Since the X-ray tube output for fluoroscopy is approximately 80KV1mA continuous, the target temperature rises slowly.

からは冠状動脈撮影を行つてている部分で
撮影時に入力は先に示した如く
80KV40mA4msecと瞬時的には非常に大きな値
である。
This is the part where coronary angiography is performed, and the input at the time of imaging is as shown above.
80KV40mA4msec, which is a very large instantaneous value.

このためにターゲツトの焦点部分の温度は3000
℃前後にもなる。この値がターゲツト構成物質た
るタングステンの融点3380℃に達すればタングス
テンが溶けて管球の破壊に至る。また融点に達し
ないまでもそれに近くなれば表面よりのタングス
テンの蒸発が著しくなり、X線管球の寿命を損な
う。よつて常用時には3000℃以下で使う必要があ
る。これが最大許容熱容量値である。
For this purpose, the temperature of the focal point of the target is 3000
It will be around ℃. When this value reaches the melting point of tungsten, the target constituent material, 3380°C, the tungsten melts and the tube is destroyed. Furthermore, if the melting point is not reached, but close to it, tungsten evaporates from the surface significantly, which impairs the life of the X-ray tube. Therefore, during regular use, it must be used at temperatures below 3000℃. This is the maximum allowable heat capacity value.

からは全電圧オフ、からは透視期間、
からは撮影のためのX線曝射の繰り返し期間
である。これを何回か繰り返すと、ターゲツト全
体の蓄積熱量が上昇し、したがつてターゲツト全
体の平均温度が上昇する。
From is full voltage off, from is fluoroscopic period,
This is the period during which X-ray exposure for photographing is repeated. If this is repeated several times, the amount of heat accumulated in the entire target increases, and therefore the average temperature of the entire target increases.

この温度が上昇すればベース温度が上昇するこ
とになるのでターゲツトは撮影時の焦点温度も上
昇することになる。
If this temperature rises, the base temperature will rise, and the focal point temperature of the target will also rise when photographing.

すなわち、以上のことから出力に制約を加える
要素は (1) 許容平均蓄熱量 (2) 最大許容熱容量値 である。
In other words, from the above, the factors that constrain the output are (1) the allowable average heat storage amount, and (2) the maximum allowable heat capacity value.

このうち(2)は瞬間的な入力に関係するので、さ
きの陽極回転数、陽極直径で改善を図ることがで
きる。
Of these, (2) is related to instantaneous input, so it can be improved by changing the anode rotation speed and anode diameter.

しかし、(1)は平均的な入力に関係するので、タ
ーゲツトの熱容量の増大、ターゲツトの冷却率の
向上が必要となる。
However, since (1) is related to the average input, it is necessary to increase the heat capacity of the target and improve the cooling rate of the target.

熱容量の増大はターゲツト容積の増大が最も手
近に考えられ、200KH.U(熱容量の単位H.U=
KW×sec)から400KH.U,700KH.Uと漸時向上
が計られている。これは同一ターゲツト直径のと
きは厚みを増大させてゆくことである。
The easiest way to increase heat capacity is to increase the target volume, which is 200 KH.U (unit of heat capacity HU =
Gradual improvement is expected from KW×sec) to 400KH.U and 700KH.U. This means increasing the thickness for the same target diameter.

しかし、単なる厚みの増大は重量の増加を招
き、ターゲツトの回転機構のベアリングに重負荷
を与えることになるので、おのずから制限があ
る。
However, a mere increase in thickness leads to an increase in weight and imposes a heavy load on the bearings of the rotation mechanism of the target, so there is a natural limitation.

そのためにターゲツトの材質を一部低比重、高
比熱のものに変更する試みがなされている。
For this purpose, attempts have been made to partially change the material of the target to one with low specific gravity and high specific heat.

その一例がタングステンターゲツトから (1) タングステン―モリブデン張り合せターゲツ
ト (2) タングステン―グラフアイイト張り合せター
ゲツト (3) タングステン―モリブデン―グラフアイト張
り合せターゲツト である。
One example is a tungsten target, (1) a tungsten-molybdenum bonded target, (2) a tungsten-graphite bonded target, and (3) a tungsten-molybdenum-graphite bonded target.

しかし、これらとて、形状上の制約等からむや
みに大きくするわけにもゆかず、制約があるのは
当然である。
However, these cannot be made unnecessarily large due to constraints on shape, and it is natural that there are constraints.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、熱
容量が大きく、従つてX線出力時の条件にあまり
制約を受けず、しかも小型化を図ることのできる
X線管を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an X-ray tube that has a large heat capacity, is not subject to many restrictions on the conditions during X-ray output, and can be miniaturized. shall be.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

即ち、本発明は上記目的を達成するため、X線
管球を形成る筐体内に設けられた支持部材に両端
をそれぞれ回転自在に支持され少なくとも一端側
近傍に回転子を形成されると共に中間部には軸歯
車を形成した第1のシヤフトと、筒状を成し、こ
の第1のシヤフトの外周側に設けられると共に、
内面に前記軸歯車と噛み合う軸歯車が形成され、
且つ外部側中央には陽極を構成する筒形のX線変
換用のターゲツトを、また少なくとも一端側近傍
に回転子をそれぞれれれ形成した第2のシヤフト
と、前記筐体に支持されて設けられ前記ターゲツ
トに対向させて配される陰極と、前記各回転子に
それぞれ対応して設けられ、各回転子に交流磁界
を与えて回転駆動させる付勢用コイルとより構成
し、前記第1、第2のシヤフトの回転数に差をも
たせることにより各々のシヤフトの有する軸歯車
の作用によつて第2のシヤフトをその軸方向に移
動させつつ回転させ、これによつてターゲツトの
陰極より出射される電子の衝突点の軌跡を螺旋状
とし、これによつて常に同一部が熱せられるのを
防ぎ、また、第1のシヤフトを両端支持として強
固な支持を可能とし、ターゲツトの容積の増大を
可能にして熱容量の増大を図り、小焦点高出力の
X線管を実現させるようにする。
That is, in order to achieve the above object, the present invention has both ends rotatably supported by a support member provided in a housing forming an X-ray tube, a rotor is formed near at least one end side, and a rotor is formed in the vicinity of at least one end. a first shaft having a shaft gear formed thereon; and a cylindrical first shaft provided on the outer peripheral side of the first shaft;
A shaft gear that meshes with the shaft gear is formed on the inner surface,
Further, a second shaft having a cylindrical X-ray conversion target constituting an anode in the center of the outer side and a rotor formed near at least one end side, and a second shaft supported by the housing and provided with the The first, second By creating a difference in the rotational speed of the second shaft, the second shaft is moved and rotated in the axial direction by the action of the shaft gear of each shaft, and thereby the electrons emitted from the target cathode are The locus of the collision point is spiral, thereby preventing the same part from being constantly heated, and also making it possible to provide strong support by supporting the first shaft at both ends, making it possible to increase the volume of the target. The aim is to increase the heat capacity and realize an X-ray tube with a small focus and high output.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本装置の構造を示す断面図であり、図
中31はX線管球のである中央が膨出した中空筒
状のガラス管体である。この管体31は両端側が
小径となつており、また中央の膨出部にはその一
部を更に外部に膨出させ、ここに陰極32を設け
てある。陰極32には熱電子放出用のフイラメン
ト32aが設けられており、また、フイラメント
32aの外側には収束電極32bが設けられ、ま
たこれらと管体31外との電路を形成するために
リード線32cが設けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the present apparatus, and in the figure, reference numeral 31 denotes a hollow cylindrical glass tube with a bulged center, which is an X-ray tube. This tubular body 31 has a small diameter at both ends, and a part of the central bulge is further bulged out to the outside, and a cathode 32 is provided there. The cathode 32 is provided with a filament 32a for emitting thermionic electrons, a focusing electrode 32b is provided on the outside of the filament 32a, and a lead wire 32c is provided to form an electric path between these and the outside of the tube body 31. is provided.

前記管体31の両端側近傍の内部にはそれぞれ
ベアリング33,34が設けられ、この一対のベ
アリング33,34に両端を支持させて一本のシ
ヤフト35が回転自在に設けられる。これによ
り、両端をベアリング33,34に保持された第
1のシヤフト35が管球を形成するガラスその他
の材料より作られた管体31内に回転自在に支持
される。このシヤフト35には一端側近傍に外部
磁界により回転駆動させるための回転子35aが
形成されている。尚、この回転子35aを付勢る
ものは管体31の該回転子35a形成位置外部に
設けた回転磁界生成のための付勢用コイル36に
より発生された回転磁界である。
Bearings 33 and 34 are provided inside the tubular body 31 near both ends thereof, and a shaft 35 is rotatably provided with both ends supported by the pair of bearings 33 and 34. As a result, the first shaft 35, which is held at both ends by bearings 33 and 34, is rotatably supported within the tube body 31 made of glass or other material forming a tube bulb. A rotor 35a is formed near one end of the shaft 35 to be driven to rotate by an external magnetic field. The rotor 35a is energized by a rotating magnetic field generated by an energizing coil 36 provided outside the rotor 35a forming position of the tubular body 31 for generating a rotating magnetic field.

また、シヤフト35にはその外周側に遊隙ベア
リング37,38を介して筒状の第2のシヤフト
39が同心的に配設されている。これによりシヤ
フト39は軸方向及び回転方向ともに自由な状態
となる。この第2のシヤフト39にはその中央外
周に肉厚で円筒状のターゲツト40が取り付けて
ある。また、第2のシヤフト39と第1のシヤフ
ト35には互いに噛み合うリードスクリユー(軸
歯車)35b,39aが形成されており、この軸
歯車35b,39aにより両者の動きが一定の関
連を生じるようになつている。
Further, a cylindrical second shaft 39 is concentrically disposed on the outer peripheral side of the shaft 35 via clearance bearings 37 and 38. This allows the shaft 39 to be free in both the axial and rotational directions. A thick cylindrical target 40 is attached to the second shaft 39 at its central outer periphery. Further, the second shaft 39 and the first shaft 35 are formed with lead screws (shaft gears) 35b and 39a that mesh with each other, and the movements of the two shafts are caused to have a certain relationship due to the shaft gears 35b and 39a. It's getting old.

さらに第2のシヤフト39には前記回転子35
aと逆の方向の端部近傍には回転子39bが形成
されており、この回転子39bはこの回転子39
bに対応して管体31の外側に設けられた外部回
転磁界生成のための付勢用コイル41により回転
磁界が与えられ、これによつて回転力を付勢され
るようになつている。
Furthermore, the rotor 35 is attached to the second shaft 39.
A rotor 39b is formed near the end in the direction opposite to a.
A rotating magnetic field is applied by a biasing coil 41 for generating an external rotating magnetic field, which is provided on the outside of the tubular body 31 in correspondence with b, and thereby a rotational force is biased.

次に上記構成の本装置の動作について説明す
る。
Next, the operation of this apparatus having the above configuration will be explained.

上記の如き構造においてターゲツト40を回転
させつつフイラメント32aより電子を放出さ
せ、これをターゲツト上に収束させるとその収束
した電子の衝突位置のターゲツト上よりX線が放
出される。ここでターゲツト40の回転は回転力
付勢用コイル36,41に、電力力を供給し、回
転磁界を発生させて対応する回転子39b,35
aを回転させ、シヤフト35,39を回転させる
ことにより行うが、回転子35a,39bが同一
方向に回転するようにした場合、同一の回転数の
ときは第1のシヤフト35に対し第2のシヤフト
39は全く移動することなく、最初にあつた位置
を保つて第1のシヤフト35と一体に回転する。
In the structure as described above, electrons are emitted from the filament 32a while rotating the target 40, and when the electrons are focused on the target, X-rays are emitted from the target at the collision position of the focused electrons. Here, the rotation of the target 40 supplies electric power to the rotation force energizing coils 36, 41, generates a rotating magnetic field, and activates the corresponding rotors 39b, 35.
This is done by rotating the shafts 35 and 39 by rotating the rotors 35a and 39. However, if the rotors 35a and 39b are made to rotate in the same direction, and the rotation speed is the same, the second shaft 35 The shaft 39 rotates together with the first shaft 35 while maintaining its initial position without moving at all.

しかし、第2のシヤフト39の回転数が早いと
きはシヤフト35と39との回転差のためにシヤ
フト35,39の軸歯車35b,39aが右ねじ
に切つてあるとすれば、第2のシヤフト35は第
1のシヤフト35上を図において右方より左方に
移動する。もし、第2のシヤフト39の回転数が
遅いときは逆に、左方より右方に移動する。も
し、軸歯車のピツチが2mmであるとすれば一回転
で2mm移動する。
However, if the shaft gears 35b and 39a of the shafts 35 and 39 are threaded right-handed due to the rotational difference between the shafts 35 and 39 when the rotation speed of the second shaft 39 is high, the rotation speed of the second shaft 39 is high. 35 moves on the first shaft 35 from the right to the left in the figure. If the rotational speed of the second shaft 39 is low, the second shaft 39 moves to the right rather than to the left. If the pitch of the shaft gear is 2 mm, it will move 2 mm in one rotation.

陰極32とシヤフト35,39、ターゲツト4
0で構成される陽極部分の間に所定の電圧をかけ
たとき、フイラメント32aより放出された電子
は加速収束されてターゲツト40の一点に衝突す
るが、上述の如く、第1、第2のシヤフト35,
39の回転数を変えて回転させることにより第2
のシヤフト35を一側方に移動するので、このよ
うにすることによりターゲツト40上の電子の衝
突する位置はターゲツト40によつては第2のシ
ヤフト39の移動速度に対応したピツチの螺旋状
になる。
Cathode 32, shafts 35, 39, target 4
When a predetermined voltage is applied between the anode portions composed of 35,
39 by changing the number of rotations and rotating the second
Since the first shaft 35 is moved to one side, the position where the electrons collide on the target 40 is arranged in a spiral shape with a pitch corresponding to the moving speed of the second shaft 39, depending on the target 40. Become.

第2のシヤフト39の動きについて第4図で示
す。
The movement of the second shaft 39 is shown in FIG.

たとえば第1の付勢用コイル36に150Hzの交
流電力を加えると第1のシヤフト35は900r.p.m
の回転をするとする。
For example, if 150Hz AC power is applied to the first energizing coil 36, the first shaft 35 will rotate at 900 rpm.
Suppose we want to rotate .

また、第2の付勢コイル41に150Hzの交流電
力を加えると第2のシヤフト39が9000r.p.mの
回転をするように設定されているとする。
Further, assume that the setting is such that when 150 Hz AC power is applied to the second energizing coil 41, the second shaft 39 rotates at 9000 rpm.

このとき、第2の付勢コイル41の印加電力の
周波数を第4図aに示す如く165Hz、150Hz、135
Hzと変化させたとすると、第2のシヤフト39の
回転数は周波数変化分に対応した変化を示し、
9900r.p.m、9000r.p.m、8100r.p.mと変化する。
At this time, the frequency of the applied power to the second energizing coil 41 is 165Hz, 150Hz, 135Hz as shown in FIG.
Hz, the rotation speed of the second shaft 39 shows a change corresponding to the frequency change,
Changes to 9900r.pm, 9000r.pm, 8100r.pm.

このとき第1のシヤフト35が9000r.p.mで回
転しているとすれば第1のシヤフト35との回転
数の差、すなわち、二つの回転子の回転数の差は
第4図bに示す如く165Hz時で+900rpmまた135
Hz時で−900r.p.mとなる。
At this time, if the first shaft 35 is rotating at 9000 rpm, the difference in rotation speed with the first shaft 35, that is, the difference in the rotation speed of the two rotors, is as shown in Figure 4b. +900rpm at 165Hz and 135
It becomes -900r.pm at Hz.

このとき第1のシヤフト35はベアリング3
3,34により定位置に保持されているので第2
のシヤフト39は第4図cの如く第1のシヤフト
35上を左右に移動することになる。(ピツチ2
mmなので30mm/sec移動する。) 左から右へ移動しているものが右から左へ動く
如く、方向転換をするときは多少の慣性、摩擦等
が考えられるので、動きは多少鈍くなることは考
えられる。
At this time, the first shaft 35 is connected to the bearing 3
3 and 34, so the second
The shaft 39 moves left and right on the first shaft 35 as shown in FIG. 4c. (Pitch 2
mm, so it moves 30mm/sec. ) When something is moving from left to right, it moves from right to left, so when changing direction there is likely to be some inertia, friction, etc., so it is possible that the movement will be somewhat slower.

このような方式の本装置によれば円筒状のター
ゲツト40を用い、このターゲツトを電子の放出
方向と直角な方向を軸としてターゲツトをこの軸
に沿い左右に往復運動させるようにしたので、タ
ーゲツトの焦点位置の軌跡は螺旋状となり、円板
形の従来方式と違つて、同一部分が集中して加熱
されることがなくなり、熱分散が図れるから熱的
に強くなり、より大出力、小焦点化が可能となる
他、ターゲツトの左右往復運動は電気信号の周波
数変換のみで成し得るため、制御が極めて容易と
なる利点がある。
According to this system, a cylindrical target 40 is used, and the target is reciprocated from side to side along this axis with the axis perpendicular to the electron emission direction. The locus of the focal point becomes a spiral, and unlike the conventional disk-shaped method, heating is not concentrated in the same area, and heat is dispersed, making it thermally stronger, resulting in higher output and smaller focus. In addition, since the left and right reciprocating movement of the target can be achieved only by converting the frequency of the electrical signal, it has the advantage of being extremely easy to control.

また、本方式によればシヤフト23を両端で支
持しているため、支持が強固であり、従つてター
ゲツトの重量増加があつても支持構造上、ある程
度は問題がないのでターゲツトの容積を大きくと
ることができ、従つて熱容量を大きくとることが
でき、これによつてより熱的に余裕が出来大出力
化が可能となる。
In addition, according to this method, since the shaft 23 is supported at both ends, the support is strong, and therefore even if the weight of the target increases, there is no problem in terms of the support structure to some extent, so the volume of the target can be increased. Therefore, it is possible to increase the heat capacity, thereby creating more thermal margin and making it possible to increase the output.

また、支持が強固なのでターゲツトの直径を大
きくとることができ、従つて、ターゲツト側周面
での角速度を大きくできるので単位面積当りの加
熱温度が低くなり、従つて、電子の電流密度を大
きくできるので放出X線は大出力のものが得られ
る。また回転数を9000r.p.mあるいは18000r.p.m
またはそれ以上にしても支持が強固なのでシヤフ
トが折れたりする危険性が少ない。したがつて、
高速で回転させることができ、これによつても大
出力が得られるようになる。
In addition, since the support is strong, the diameter of the target can be increased, and therefore the angular velocity at the target side peripheral surface can be increased, so the heating temperature per unit area can be lowered, and the current density of electrons can be increased. Therefore, high output X-rays can be obtained. Also the rotation speed is 9000r.pm or 18000r.pm
Or even if it is higher than that, the support is strong, so there is little risk of the shaft breaking. Therefore,
It can be rotated at high speeds, and this also allows for large outputs to be obtained.

また第1図の如き従来の方法ではターゲツトの
電子衝撃面が高速回転によりブレて、X線CTの
如き場合、出力特性に悪影響を及ぼすが、本発明
の場合は両端支持のためその恐れが少ない。
In addition, in the conventional method as shown in Fig. 1, the electron impact surface of the target is shaken due to high speed rotation, which adversely affects the output characteristics in cases such as X-ray CT, but in the case of the present invention, there is less risk of this because both ends are supported. .

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限
定することなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものであり、例えば第5
図に示す如く、第1のシヤフト35の他端にも回
転子35a′とこれに対応させて付勢コイル36′
を設け、他端側の回転子35bと共に第1のシヤ
フト35の回転をより円滑に行うようにすること
が考えられる。また、第2のシヤフト39につい
ても同様でその両端に回転力付勢用の回転子を設
けることは一向に差支えない。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist thereof.
As shown in the figure, the other end of the first shaft 35 also has a rotor 35a' and a corresponding biasing coil 36'.
It is conceivable to provide a rotor 35b at the other end so that the first shaft 35 rotates more smoothly together with the rotor 35b at the other end. The same applies to the second shaft 39, and there is no problem in providing rotors for applying rotational force at both ends thereof.

尚、ターゲツト材質については本発明には直接
関係ないので特に言及しなかつたがX線変換がで
きれば如何なるものでもよく、また陰極について
も同様、形式を制約するものではない。
Note that the target material is not directly related to the present invention and is therefore not specifically mentioned, but any material may be used as long as it can perform X-ray conversion, and the type of the cathode is similarly not restricted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明はX線管球を形成す
る筐体内に設けられた支持部材に両端をそれぞれ
回転自在に支持され少なくとも一端側近傍に回転
子を形成されると共に中間部には軸歯車を形成し
た第1のシヤフトと、筒状を成し、この第1のシ
ヤフトの外周側に設けられると共に内面に前記軸
歯車と噛み合う軸歯車が形成され、且つ外部側中
央には陽極を構成する筒形のX線変換用のターゲ
ツトをまた、少なくとも一端側近傍に回転子を形
成した第2のシヤフトと、前記筐体に支持されて
設けられ前記ターゲツトに対向させて配される陰
極と、前記各回転子にそれぞれ対応して設けら
れ、各回転子に交流磁界を与えて回転駆動させる
付勢用コイルとより構成し、ターゲツトを筒状と
し、且つ前記第1、第2のシヤフトの回転数に差
をもたせることにより、各々のシヤフトの有する
軸歯車の作用によつて第2のシヤフトをその軸方
向に移動させつつ回転させ、これによつてターゲ
ツトの陰極より出射される電子の衝突点の軌跡を
螺旋状とし、これによつてターゲツトが常に同一
部分を熱せられることを防ぎ、熱分散を図ると共
にまた、第1のシヤフトを両端支持としたことに
より、ターゲツトは強固な支持が可能となり、こ
れによつてターゲツトの容積増大を可能として熱
容量の増大を図るようにしたので、電子流の密度
が高密度となる小焦点で高出力の装置としてもタ
ーゲツトは損傷を受けにくくなり、小焦点、高出
力のX線管を提供することができる。
As described in detail above, the present invention has both ends rotatably supported by a support member provided in a housing forming an X-ray tube, a rotor is formed near at least one end, and a shaft is provided in the middle part. a first shaft formed with a gear; and a shaft gear formed in a cylindrical shape, provided on the outer peripheral side of the first shaft, and a shaft gear meshing with the shaft gear formed on the inner surface, and an anode formed in the center of the outside side. a cylindrical X-ray conversion target; a second shaft having a rotor formed near at least one end; a cathode supported by the housing and disposed opposite the target; A biasing coil is provided corresponding to each of the rotors to apply an alternating magnetic field to each rotor to drive it to rotate, the target is cylindrical, and the rotation of the first and second shafts is By making a difference in the number, the second shaft is moved and rotated in the axial direction by the action of the shaft gear of each shaft, and thereby the collision point of the electrons emitted from the target cathode is The locus of the shaft is spiral, which prevents the same part of the target from being heated all the time and helps disperse the heat. Also, by supporting the first shaft at both ends, the target can be firmly supported. This makes it possible to increase the volume of the target and increase its heat capacity, so the target is less likely to be damaged even in a high-output device with a small focal point where the density of electron flow is high. , can provide a high-power X-ray tube.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来装置の構成を説明するための図、
第2図はX線管の出力と熱容量との関係を示す
図、第3図は本発明の一実施例を示す概略構成
図、第4図は本発明装置のターゲツトの移動動作
原理を説明するための図、第5図は本発明の変形
例を示す図である。 31…管体、32…陰極、32a…フイラメン
ト、32b…収束電極、33,34…ベアリン
グ、35…第1のシヤフト、35a,35a′,3
9b…回転子、35b,39a…軸歯車、36,
36′,41…付勢用コイル、37,38…遊隙
ベアリング、39…第2のシヤフト、40…ター
ゲツト。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a conventional device.
Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the output and heat capacity of the X-ray tube, Fig. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram explaining the principle of movement of the target of the device of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a modification of the present invention. 31... tube body, 32... cathode, 32a... filament, 32b... focusing electrode, 33, 34... bearing, 35... first shaft, 35a, 35a', 3
9b...Rotor, 35b, 39a...Shaft gear, 36,
36', 41...Biasing coil, 37, 38...Idle bearing, 39...Second shaft, 40...Target.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 X線管球を形成する筐体内に設けられた支持
部材に両端をそれぞれ回転自在に支持され、少な
くとも一端側近傍に回転子を形成されると共に中
間部には軸歯車を形成した第1のシヤフトと、筒
状を成し、この第1のシヤフトの外周側に設けら
れると共に内面に前記軸歯車と噛み合う軸歯車が
形成され、且つ外部側中央には陽極を構成する筒
形のX線変換用のターゲツトを、また、少なくと
も一端側近傍に回転子をそれぞれ形成した第2の
シヤフトと、前記筐体に支持されて設けられ前記
ターゲツトに対向させて配される陰極と、前記各
回転子にそれぞれ対応して設けられ、各回転子に
交流磁界を与えて回転駆動させる付勢用コイルと
より構成したことを特徴とするX線管。
1. A first member rotatably supported at both ends by support members provided in a casing forming an X-ray tube, having a rotor formed near at least one end side and a shaft gear formed in an intermediate portion. a shaft, and a cylindrical X-ray converter, which is provided on the outer peripheral side of the first shaft, has a shaft gear meshing with the shaft gear formed on its inner surface, and has a cylindrical X-ray converter constituting an anode in the center of the outer side. A second shaft having a rotor formed near at least one end thereof, a cathode supported by the casing and disposed opposite to the target, and a second shaft having a rotor formed near at least one end thereof, a cathode supported by the casing and disposed opposite to the target, An X-ray tube characterized by comprising biasing coils which are provided in correspondence with each other and apply an alternating magnetic field to each rotor to drive it to rotate.
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