JPH0729736U - 回転対陰極ｘ線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より簡単な構成で、冷却水の圧接により回転
対陰極の側壁で生じる流動摩擦が少なし、十分な冷却を
可能とすることで強度の高いＸ線が得られる回転対陰極
Ｘ線管を提供する。 【構成】 冷却水送入口１６から送水された冷却水は送
水路１ａを矢印の向きに流れ、回転軸１０ｂの内壁１０
ｃで回転力を受けながら第１の冷却流路４ａに到達し、
第２の冷却流路４ｂに進む。第２の冷却流路４ｂで冷却
水は回転対陰極１０の内壁１０ａにより最も強い回転力
を受けるが、固定翼２によって回転運動が抑制されるた
め、内壁１０ａに圧接することなく第３の冷却流路４ｃ
へスムースに流れる。従って、第２の冷却流路４ｂで停
滞することなく第３の冷却流路４ｃに流れた冷却水は中
央孔１ｄに向けてスムースに流れ、排水路１ｂを介して
冷却水排出口１５から外部へ放出される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子分光装置（Electron spectrometer ）やＸ線回折装置（Ｘ-ray diffractometer）等の分析装置等のＸ線発生源として用いられる回転対陰極Ｘ線 管に関する。

【０００２】

【従来技術】

Ｘ線を試料に照射することで発生する電子線や回折Ｘ線を測定することにより 、試料の定量・定性等の分析が広く行われおり、電子分光装置（Electron spect rometer ）やＸ線回折装置（Ｘ-ray diffractometer ）等はこの手法を利用して 試料の表面分析を行う代表的な分析装置等である。かかる分析装置等で用いられ るＸ線管は、一般に、電子の衝突点が融解するのを避けるため回転対陰極を有し 、また、回転対陰極内で冷却水を循環させるための水冷機構を備えている。

【０００３】 ここで、かかる水冷機構を備えた回転対陰極Ｘ線管において対陰極を高速回転 させると、対陰極内における冷却水が共に高速回転し、その遠心力によって冷却 水が回転対陰極の内壁に圧接して多大な流動摩擦が生じるため、冷却水の流量が 減少して冷却効率が低下し、結果として、強度の高いＸ線が得られないという問 題が生じる。また、流量を増大させるため水圧を高めても、回転対陰極に冷却水 を流すための連結装置の構成等に困難な問題が生じる。

【０００４】 そこで、従来の回転対陰極Ｘ線管では図４ａに示すように、中空に形成した回 転対陰極１１０とその内部に設けた固定部１０１によって矢印で示す冷却水流路 を形成し、固定部１０１の円筒部１０１ｃに複数の固定翼１０２（図４ｂ）を放 射状に設けていた。これは、回転対陰極１１０の内壁で回転運動を与えられた冷 却水の動きをこの固定翼１０２で抑制し、冷却水が内壁へ圧接することによって 流動摩擦の発生を有効に防止するもので、冷却水のスムースな流れを可能にしよ うとするものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の回転対陰極Ｘ線管では、冷却水の排水路１０１ｂにつな がる中央孔１０１ｄ付近のみに固定翼１０２を設けた構成であるため、冷却水の 送水路１０１ａ、及び回転対陰極１１０の内壁で回転力が加えらた冷却水の回転 運動を十分に抑制することができない共に、最も強い回転力を受ける回転対陰極 の内壁１１０ａで冷却水の圧接による流動摩擦が生じ、依然として、十分な流量 の冷却水を流すことができず、強度の高いＸ線が得られないという問題があった 。

【０００６】 そこで、本考案はこれらの問題点を解消するために創案されたもので、より簡 単な構成で、冷却水の圧接により回転対陰極の内壁で生じる流動摩擦を減らし、 流路系内で冷却水をスムースに流すことで冷却能力を高め、結果として強度の高 いＸ線が得られる回転対陰極Ｘ線管を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかる回転対陰極Ｘ線管は、回転対陰極内部に固定部を設けることで 、前記回転対陰極の回転中心から半径方向に向けて冷却液を案内する第１の冷却 流路と、前記回転対陰極の外方から回転中心に向けて冷却液を案内する第３の冷 却流路と、電子線の照射を受ける回転対陰極の周側面の内壁に沿って前記第１の 冷却流路と前記第３の冷却流路との間で冷却液を案内する第２の冷却流路とを形 成し、 前記第２の冷却流路に前記回転対陰極の回転に伴う冷却液の動きを抑制する固 定翼を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案にかかるＸ線発生装置の作用を図１に基づいて説明する。

【０００９】 冷却水送入口１６から送水された冷却水は送水路１ａを矢印の向きに流れ、回 転軸１０ｂの内壁１０ｃで回転力を受けながら第１の冷却流路４ａに到達し、第 ２の冷却流路４ｂに進む。第２の冷却流路４ｂで冷却水は回転対陰極１０の内壁 １０ａにより最も強い回転力を受けるが、固定翼２によって回転運動が抑制され るため、内壁１０ａに圧接することなく第３の冷却流路４ｃへスムースに流れる 。従って、第２の冷却流路４ｂで停滞することなく第３の冷却流路４ｃに流れた 冷却水は中央孔１ｄに向けてスムースに流れ、排水路１ｂを介して冷却水排出口 １５から外部へ放出される。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１〜図３に基づいて説明する。

【００１１】 図１は本考案にかかる回転対陰極Ｘ線管の一実施例を示す図である。１００は 真空容器で磁気シール３０により真空状態に維持された内部に回転対陰極１０及 び陰極であるフィラメント２０が配設されている。回転対陰極１０はその内部が 中空に形成されており、ベアリング１１を介して回転可能に保持され、モータロ ータ１２及びモータコイル１３によって回転駆動される。

【００１２】 回転対陰極１０の内部にはさらに冷却水の冷却流路を形成する固定部１が配設 されている。この固定部１は、回転対陰極１０及びその回転軸１０ｂの形状に合 わせて導管部１ｆ、側筒部１ｅ及び円筒部１ｃから構成されており、導管部１ｆ と回転軸１０ｂによって冷却水の送水路１ａと排水路１ｂが形成され、円筒部１ ｃと回転対陰極１０によって第１の冷却流路４ａ、及び第３の冷却流路４ｃが形 成され、さらに側筒部１ｅと回転対陰極１０の側面部により第２の冷却流路４ｂ が形成されている。そして、導管部１ｆの端部には冷却水送入口１６及び冷却水 排出口１５が形成され、オイルシール１４によって回転対陰極１０の回転軸１０ ｂとのシールドが図られている。かかる固定部１の側筒部１ｅにはその側面に沿 って複数の固定翼２が形成されており、さらに、円筒部１ｃには円板支持材３ａ を介して回転対陰極１０に沿って固定円板３が配設されている。

【００１３】 図２はこの固定部１の円筒部１ｃ及び側筒部１ｅの詳細図を示すもので、図２ ａはその正面図を、また図２ｂはその側面図である。図において、固定翼２は平 板状の板から構成され、側筒部１ｅの周囲に等間隔に１４個の固定翼２が配設さ れている。また、円筒部１ｃには４本の円板支持材３ａが立設されており、この 円板支持材３ａを介して、固定円板３が円筒部１ｃと平行に所定の間隔をおいて 配設されている。また、この固定円板３の中央には冷却水を通すための小孔３ｂ が穿設されている。

【００１４】 次に以上のように構成された回転対陰極Ｘ線管の動作を示す。モータロータ１ ２及びモータコイル１３によって回転対陰極１０を高速回転させた状態で冷却水 送入口１６から冷却水を送水すると、冷却水は送水路１ａを矢印の向きに流れ、 回転軸１０ｂの内壁１０ｃで回転力を受けながら第１の冷却流路４ａに到達する 。このとき回転軸１０ｂの径が比較的小さいことから冷却水は送水路１ａにおい てそれほど強い回転力を受けない。そして、弱い回転運動を伴った冷却水は第２ の冷却流路４ｂにおいて最も径の大きい内壁１０ａによって強い回転力を受ける が、固定翼２によってその回転運動が抑制されるため、回転対陰極１０の内壁１ ０ａに圧接されることなく第２の冷却流路４ｃへスムースに流れる。従って、冷 却水は第２の冷却流路で停滞することなく第３の冷却流路４ｃに進み回転対陰極 １０の壁面１０ｄで若干の回転力が加えられるものの中央孔１ｄに向けてスムー スに流れる。

【００１５】 このとき、図に示すような固定円板３を設ければ、冷却水は第３の冷却流路４ ｃにおいても回転対陰極１０の内壁１０ｄの回転力をほとんど受けないため、さ らに冷却水の送水がスムースにできる。かかる場合、固定円板３に設けた小孔３ ｂより、固定円板３と回転対陰極１０の内壁１０ｄの間に進入した冷却水を排水 口１ｂへ排出できる。なお、固定円板３を設けた場合、回転対陰極１０の内壁１ ０ｄに流れる冷却水の流量が減るが、第２の冷却流路４ｂによって発熱が最も多 く発生する電子線の照射面である回転対陰極１０の周側面が十分冷却されるため 、冷却能力において支障が生じることはない。

【００１６】 図３は固定部１の側筒部１ｅに回転軸に対して斜め方向に固定翼を設けた場合 を示す図である。この場合には冷却水の回転力を第３の冷却流路４ｃへ送り出す 力に利用できるため、一種のポンプ作用により冷却水の通過をよりスムースに行 うことができる。

【００１７】 なお、上記実施例では冷却液として水を利用したが、本考案はこれに限定され るものではなく、例えば油等を冷却液として用いてもよい。

【００１８】

【考案の効果】

本考案によれば、電子線の照射を受ける回転対陰極の周側面の内壁に沿って前 記冷却液を案内する冷却流路に冷却液の動きを抑制する固定翼を設けたため、冷 却水は最も強い回転力を受ける電子線の照射面の内壁で圧接されることなくスム ースに流れる。このため、冷却路全体の冷却液の流れがスムースになり、冷却効 率が向上することから、結果として、強いＸ線を発生させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示した図である。

【図２】本考案にかかる固定部の一例を示す図である。

【図３】本考案にかかる固定部の一例を示す図である。

【図４】従来の回転対陰極Ｘ線管を示す図である。

【符号の説明】

１・・・・固定部 ２・・・・固定翼 ３・・・・固定円板 ４ａ・・・第１の冷却流路 ４ｂ・・・第２の冷却流路 ４ｃ・・・第２の冷却流路 １０・・・回転対陰極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転対陰極内部に固定部を設けること
   で、前記回転対陰極の回転中心から半径方向に向けて冷
   却液を案内する第１の冷却流路と、前記回転対陰極の外
   方から回転中心に向けて冷却液を案内する第３の冷却流
   路と、電子線の照射を受ける回転対陰極の周側面の内壁
   に沿って前記第１の冷却流路と前記第３の冷却流路との
   間で冷却液を案内する第２の冷却流路とを形成し、 前記第２の冷却流路に前記回転対陰極の回転に伴う冷却
   液の動きを抑制する固定翼を設けたことを特徴とする回
   転対陰極Ｘ線管。