JPH08250053A - Ｘ線管用回転陽極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い比強度と高熱伝導を同時に得ることので
きる回転ターゲットを提供すること。 【構成】 Ｘ線管用回転陽極（回転ターゲット）１は，
厚さ１．０ｍｍ以下，繊維軸方向の引張強度が５００Ｍ
Ｐａ以上，及び熱伝導率２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の一方向
性炭素−炭素繊維複合材を回転軸方向に３層以上，擬似
等方性を有するように積層した基材２と，前記基材２の
片面に設けられたタングステン又はタングステン合金か
らなるＸ線発生層３とを備えている。この基材２は面方
向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり，強度が極
めて優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，Ｘ線管用回転陽極（以
下，回転ターゲットと呼ぶ）に関し，詳しくは，軽量，
高い熱放散性，高速回転を図った回転ターゲットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来，熱陰極を利用してＸ線を発生させ
るＸ線管は，陽極として設けられた回転ターゲットおよ
び電子を発生する陰極を備え，動作中，両電極間に高電
圧を印加することにより，陰極に発生した電子を回転タ
ーゲットに衝突させＸ線を発生させている。この場合，
回転ターゲットに衝突した電子の全エネルギーの約１％
がＸ線となり９９％以上のエネルギーは実質上，熱とし
て回転ターゲット上に滞留する。

【０００３】そのため，回転ターゲットは，タングステ
ン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），レニウム・タングステ
ン合金（Ｒｅ−Ｗ）あるいは，ＭｏにＷを張り合わせた
金属製の回転ターゲットが使用されてきた。

【０００４】その後，回転ターゲットの大型化の要求に
応えて，比重の小さなグラファイト（等方性黒鉛）が注
目され，グラファイトを基材としてこの基材に上記の金
属をＸ線発生層として接合した構成を有する回転ターゲ
ットも使用されている。グラファイトと金属との接合法
としては，ろう付け法，および化学気相蒸着（ＣＶＤ）
法等が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方，この種の回転タ
ーゲットには，Ｘ線写真を連続撮影できること及び撮影
時間を短縮できること等の要求が出されている。これら
の要求に応えるために，従来，回転ターゲットの直径を
大きくしたり，厚みを増したり，さらには，回転速度を
増加するなどの方法が採用されてきた。

【０００６】更に，最近では，クイックスタート，スト
ップ等が可能でなければならないとの要求も強くなって
いる。

【０００７】しかしながら，一般的に金属製回転ターゲ
ットでは，重量増によりベアリング部への機械的負荷が
大きくなり，クイックスタート，ストップに限界があ
り，医療診断器としての汎用性を抑制させる重大因子と
なっていた。

【０００８】これに対して，グラファイトにＸ線発生層
としてＷ，Ｗ合金等の金属をＣＶＤ法又はろう付法によ
り張り合わせた回転ターゲットは，金属製回転ターゲッ
トに比し高い熱放散性を有し，軽量であり，機能的に最
適と考えられている。

【０００９】しかし，グラファイトにＸ線発生層を張り
合わせた回転ターゲットは，基材となるグラファイトの
強度の点で問題がある。即ち，回転ターゲットの大形大
径化に伴い回転時の遠心力が増加するため，高速回転に
なると回転ターゲットが破壊するという問題があった。
グラファイトを用いた場合における破壊を防止するため
に，例えば，特開昭６３−１２４３５２号公報及び特開
昭６４−３９４７号公報には，グラファイトよりも強度
の高い炭素繊維の織物を強化材とする炭素−炭素繊維複
合材を回転ターゲットの基材として使用することが提案
されている。

【００１０】以下，図３を用いて従来の炭素−炭素繊維
複合材の平織布の構造を概略的に説明する。図３に示す
ように，炭素繊維５１，５３の間に炭素繊維５２が織り
込まれており，このように，炭素繊維５１〜５３を繊維
に織り込んで構成される炭素−炭素繊維複合材の平織布
では，炭素−炭素繊維複合材の表面にマトリックスのみ
からなるポケット部５４が構造上生じる事が避けられな
い。このポケット部５４のマトリックスは強度的に弱
く，回転ターゲットの運転時に熱応力，遠心力等により
欠落し管球内を汚染する。また，機械加工の際にポケッ
ト部の欠落により加工面に凹凸が発生する。従って，加
工面に金属をＣＶＤ成膜あるいはろう付けする際に基材
とＸ線発生層との接合強度低下の原因となる。

【００１１】他の炭素−炭素繊維複合材として，マンド
レルに樹脂を含浸した繊維束を巻き付けるフィラメント
ワインディング炭素−炭素繊維複合材や，平織布を円柱
状に成形した炭素−炭素繊維複合材の適用も考えられて
いる。この種の炭素−炭素繊維複合材を用いて厚肉円柱
を作製する場合，マトリックスの収縮および硬化加熱時
の冷却による熱収縮のため，円柱の周方向に割れが発生
する。そのため，回転ターゲットに使用できる様な大型
・厚肉でかつ，強度的に信頼のできる炭素−炭素繊維円
柱の製作は難しい。

【００１２】一方，小型でかつ大パワーのＸ線を得るこ
とができる回転ターゲットに対する要求も根強いものが
あり，この小型化により，回転系および駆動系に対する
負荷を小さくできるとともに管球全体の軽量化に繋が
る。このような小型化の要求に応じるためには，回転タ
ーゲット自体，高い熱伝導率を備えている必要がある
が，上記した炭素−炭素繊維複合材では，十分に熱伝導
率が達成できないという欠点がある。

【００１３】そこで，本発明の技術的課題は，高い比強
度と高熱伝導を同時に得ることのできる回転ターゲット
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では，前述した技
術的課題を解決するために，グラファイトの代わりによ
り高強度の炭素−炭素繊維複合材を基材として採用し，
この高性能炭素−炭素繊維複合材にＸ線発生層としてＷ
やＷ合金等をＣＶＤ法やろう付法による接合により一体
化させた回転ターゲットを開発したものである。

【００１５】より具体的に述べると，本発明によれば，
厚さ１．０ｍｍ以下，繊維軸方向の引張強度が５００Ｍ
Ｐａ以上，熱伝導率４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の一方向性炭
素−炭素繊維複合材を回転軸方向に３層以上に擬似等方
性を有するように積層した基材と，前記基材の片面にタ
ングステン又はタングステン合金からなるＸ線発生層と
を備えたことを特徴とするＸ線管用回転陽極が得られ
る。

【００１６】ここで，本発明においては，前記Ｘ線発生
層はＣＶＤ法により形成されていることが好ましく，ま
た，前記Ｘ線発生層は，前記基材ろう付けにより接合さ
れていることが好ましい。

【００１７】

【作用】本発明においては，一方向性炭素−炭素繊維複
合材を回転軸方向に疑似等方性を示すように３層以上積
層した基材を用いることにより，熱伝導性が高められる
とともに機械的な強度を増し，高速回転時の遠心力増加
による機械的破壊を防止することができる。

【００１８】

【実施例】まず，本発明の実施例に係る回転ターゲット
を説明する前に，各実施例に共通する回転ターゲットの
構造を説明する。図１を参照すると，本発明の回転ター
ゲット１は，基材２と，基材２の一面側に設けられたＸ
線発生層３とを備えている。基材２は，一方向性炭素−
炭素繊維複合材（以下，ＵＤ Ｃ／Ｃ材と呼ぶ）からな
り直径１００ｍｍ，厚さ１２．０ｍｍの円板状で，中央
部に直径１０ｍｍの回転軸に取り付けるための取付穴４
が穿設されている。また，基材２の上面の直径６５ｍｍ
より外側は，上下面に対して約１２度傾斜した円錐斜面
５が形成されている。この円錐斜面５上に前述したＸ線
発生層３が設けられている。

【００１９】次に図１の回転ターゲットの基材２の製造
方法について説明する。

【００２０】一層の厚さが１ｍｍ以下（好ましくは０．
１〜０．７ｍｍ）のＵＤ Ｃ／Ｃ材を繊維軸が交差した
疑似等方性となる様に，例えば，繊維軸が直交（０°，
９０°方向）する様に３層以上好ましくは１０層以上積
層し，必要な厚さの基材２を作製した後，所定の形状に
機械加工して仕上げる。

【００２１】この場合，積層するＵＤ Ｃ／Ｃ材として
は，繊維軸方向の引張強度が５００ＭＰａ以上，好まし
くは７００ＭＰａ以上であり，熱伝導率は４００Ｗ／ｍ
・Ｋ以上，好ましくは５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを使
用した。更に，当該ＵＤ Ｃ／Ｃ材における炭素繊維の
容積含有率（以下，Ｖf という）は４０〜８０％，好ま
しくは５０〜７０％であった。これは，ＵＤ Ｃ／Ｃ材
のＶf が４０％未満では優れた熱伝導率および引張強度
を得ることはできないし，８０％を越えると引張強度が
低下して熱衝撃を受けた時に積層間の剥離を生じるから
である。

【００２２】上述した高引張強度，高熱伝導率のＵＤ
Ｃ／Ｃ材は，以下のように製作できる。まず，軟化点４
００〜５５０℃で揮発分を８〜２０重量％含有する炭素
質ピッチ（ピッチＡ）と軟化点５５０℃以上で揮発分を
８重量％以下含有する炭素質ピッチ（ピッチＢ）との２
種類の炭素質ピッチを用意し，これら２種類の炭素源ピ
ッチを粉末状に熱硬化性樹脂と有機溶媒からなる溶液に
分散させる。このようにして，得られた含浸用溶液をマ
トリックス前駆体として炭素繊維に含浸させた後，一方
向に炭素繊維が配列するように成形し，硬化させ，次い
で焼成する。

【００２３】ここで，使用する炭素繊維は，ピッチ系そ
の他の炭素繊維の何れでもよいが，特に熱伝導率が高い
ピッチ系炭素繊維が好ましい。更に高温で焼成して得ら
れた黒鉛繊維であってもよい。

【００２４】また，炭素繊維に含浸させるマトリックス
前駆体としては，フェノール樹脂，フラン樹脂等の熱硬
化性樹脂が使用されるが，本発明の製造方法では，前述
したように，熱硬化性樹脂に高軟化点の２種類の炭素質
ピッチを混入したものを使用する。なお，これらの炭素
質ピッチとしては，石油・石炭系重質ピッチや生コーク
ス，コークスと呼ばれているものが使用される。また，
その平均粒径は０．５〜５μｍとすることが好ましく，
その好ましい粒度分布としては，２μｍ以上３５重量％
以上，１〜２μｍ２０重量％以上，１μｍ以下３０重量
％以上というものが挙げられる。粒度分布は，「自動粒
度分布測定装置」（例えば，堀場製作所製，ＡＰＡ−３
００）を用いて測定することができる。

【００２５】本発明において使用される熱硬化性樹脂と
しては，前述したようにフェノール樹脂，フラン樹脂又
はそれらの混合物が好んで使用される。フェノール樹脂
には，アルカリ存在下にフェノール類とアルデヒド類と
の反応によって得られるレゾールタイプと，酸性触媒に
よって，フェノール類とアルデヒド類から得られるノボ
ラックタイプがあり，常温で液状のものと固体状のもの
がある。ノボラックタイプでは，硬化剤，例えばヘキサ
メチレンジアミンを含有した自己硬化性タイプのものが
好ましい。更に，各種のフェノール樹脂を混合して使用
することもできる。

【００２６】他方，フラン樹脂としては，フラン樹脂初
期縮合物を用いることができる。この初期縮合物には，
フルフリルアルコールあるいはフルフリルアルコール／
フルフラール混合物からなるものが含まれる。

【００２７】また，フェノール樹脂初期反応生成物ある
いは硬化前樹脂とフラン樹脂初期反応生成物の混合物を
使用することもできる。ここで初期反応生成物とは液状
樹脂を意味する。

【００２８】上記したフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂
を溶解させて含浸材を調製する際の有機溶媒としては，
フルフラール，フルフリルアルコールあるいはそれらの
混合物などの有機溶媒が使用される。これらの有機溶媒
を用いると，例えば，多くの常温固体状ノボラックタイ
プフェノール樹脂は硬化温度より低い８０〜９５℃で軟
化するので，硬化反応が実質上進行することなく，且つ
ボイドの発生なしに上記した温度領域で有機溶媒を充分
に乾燥させるに必要な時間保持することができる。これ
らの有機溶媒は，乾燥速度の点から，減圧加熱あるいは
真空加熱乾燥がより実施し易いという利点も有する。

【００２９】含浸用溶液の調製においては，先ず有機溶
媒（以下，単に溶媒ともいう）に熱硬化性樹脂（以下，
単に樹脂という）を溶解させる。溶解は樹脂の硬化反応
が起こらない範囲の加熱下で行なうこともできる。次
に，得られた樹脂溶液に前記の炭素質ピッチを分散させ
る。また，分散方法としては，ボールミル，超音波を用
いる方法等，任意の方法を採用することができる。溶媒
に対する樹脂，２種類の炭素質ピッチの量比は，前記し
たように，樹脂の粘度，炭素質ピッチの平均粒径，粒度
分布等によって変動するが，樹脂１０〜４０重量部（好
ましくは，２０〜３０重量部），ビッチＡ２０〜６０重
量部，ピッチＢ２０〜６０重量部，ピッチＡ／ピッチＢ
＝０．５／１．０〜１．０／０．５（重量比），溶媒１
５０〜７００重量部の範囲が望ましい。尚，溶媒，樹
脂，炭素質ピッチ添加，混入の手順は，特に問うもので
はない。

【００３０】前記含浸用溶液の炭素繊維への含浸は，通
常室温で行われるが，樹脂の硬化反応が実質上進行しな
い温度範囲内で加熱下で行なうこともできる。含浸の手
法は炭素繊維の形状に応じたものにすることができる。
例えば，連続系の場合は，含浸用溶液の中に，糸を連続
的にくぐらせて，ドラムあるいはフレームに巻き取るこ
とにより含浸させることができる。また，含浸は減圧下
で行なうこともできる。

【００３１】含浸後，炭素繊維は成形に先立って一方向
に引き揃えシート状に切りとった後，乾燥される。乾燥
は一般的に加熱した状態で行われるが，乾燥時間短縮の
ため，減圧した状態で行なってもよい。乾燥は樹脂が軟
化する温度から樹脂の硬化反応が実質的に進行しない温
度の範囲で実施することが望ましく，その温度範囲は，
例えば，５０〜１００℃の範囲である。なお，成形の
際，残留している溶媒は，成形工程の初期に，６０〜９
０℃あるいはその近辺の温度で，減圧にすることによっ
て充分に除去することができる。

【００３２】得られたマトリックス前駆体含有炭素繊維
における炭素繊維の含浸量，即ち，炭素繊維容積含有率
（Ｖf ）は前述したように，焼成後に４０〜８０％好ま
しくは５０〜７０％となる配合量となるように調整す
る。

【００３３】乾燥したシート状のマトリックス前駆体含
有炭素繊維によって構成されたシートは，一方向に炭素
繊維が配列するように積層された後，通常５〜２５ＭＰ
ａの加圧下で成形される。成形は樹脂の硬化反応を利用
する。成形温度領域はフェノール樹脂の場合，例えば８
０〜２００℃であり，フラン樹脂の場合，例えば，７０
〜１６０℃，それらの混合物の場合，例えば７０〜２０
０℃である。但し，この範囲に限定されるものではな
い。加熱時間は一般に１０分間〜１０時間あるいはそれ
以上である。この温度領域で段階的にあるいは連続的に
徐々の昇温することが望ましい。加圧は通常５〜２５Ｍ
Ｐａの範囲で行なわれるが，特に好ましいのは１０〜２
０ＭＰａである。得られた成形体は公知の方法に従って
不活性雰囲気中，大気圧下あるいは加圧下で２０００℃
以上の温度で，好ましくは２５００℃以上の温度で焼成
して炭化され，必要に応じ更には黒鉛化される。

【００３４】従来の炭素−炭素繊維複合材は熱可塑性樹
脂（例えば，フェノール樹脂またはフラン樹脂）をマト
リックス前駆体に使用することから，焼成工程において
繊維軸に沿って多数の割れやボイド等の発生する材料で
あった。このため，厚さ１ｍｍ以下のＵＤ Ｃ／Ｃ材を
作製すると，繊維で強化されていないことから，繊維軸
と直角方向（９０°方向）の引張強度は著しく低かっ
た。その結果，ＵＤ Ｃ／Ｃ材を回転ターゲットに使用
することは困難であった。

【００３５】しかしながら，本発明のＵＤ Ｃ／Ｃ材は
二種類のピッチ粉末と熱可塑性樹脂を用いた混合物をマ
トリックス前駆体とすることにより，割れやボイドのな
い９０°方向の引張強度に優れたＵＤ Ｃ／Ｃ材である
ことを見い出した。

【００３６】また，本発明に使用されるＵＤ Ｃ／Ｃ材
は，炭素繊維を平行に一方向に配列し，かつ，マトリッ
クスが繊維間に緻密に充填されているため，平織布の場
合と異なり，マトリックスのみのポケット部が存在しな
いという特徴を有する。そのため，Ｘ線管の管球内の汚
染もなく，かつ，平滑な加工面を得ることができる。こ
のＵＤ Ｃ／Ｃ材を一層のみで回転ターゲット用基材を
作製した場合，熱伝導率に方向性があるため，高冷却部
とホットスポット（高蓄熱部）ができ，破損に至る。

【００３７】このことを考慮して，本発明に係る回転タ
ーゲットは，ＵＤ Ｃ／Ｃ材を複数層積層した。

【００３８】この積層構造を有する基材の積層方法とし
ては，ＵＤ Ｃ／Ｃ材の層間にフェノール樹脂，フラン
樹脂などの接着剤を用い，各ＵＤ Ｃ／Ｃ材を前述した
ように，繊維軸が互いに交差するように，即ち，疑似等
方性が保たれるように，順次重ねて接着した後，通常，
２０００℃以上の温度で焼成する。他方，接着剤を用い
なくても積層した後，５〜２５ＭＰａの圧力，２５００
℃以上の温度で加圧焼成することによって，同様な積層
構造が得られる。

【００３９】本発明の回転ターゲットにおいて，Ｘ線発
生層３をＣＶＤ法により基材２上に形成するか，もしく
は，別途製作されたＸ線発生層を基材２にろう付法によ
り接合してもよい。ここで，ＣＶＤ法を用いる場合にお
いては，Ｘ線発生層３を成す被覆金属と基材２との境界
が大切であり，塩化物法によるＲｅ下地の上にＲｅ−Ｗ
等のＷ合金を被覆するか，弗化物によるＲｅまたはＴｉ
Ｎなどを下地としてＲｅ−Ｗ等のＷ合金を被覆しても良
い。この場合，接合強度は塩化物法によるＲｅ下地が特
に優れている。

【００４０】また，Ｘ線発生層３と基材２とをろう材に
より接合する場合，一般的にグラファイトや高融点金属
の接合に使用されるＺｒ系，Ｔｉ系等のろう材でも接合
可能である。実際，Ｘ線発生層３と基材２の界面が１２
００〜１３００℃になるため，それより十分高温のろう
付けが必要である。そのため，ろう付け温度が１５５０
℃以上である５％Ｒｕ−Ｐｄをろう材として用いれば，
この温度以下における使用を保証することができる。

【００４１】図２はＵＤ Ｃ／Ｃ材を使用した回転ター
ゲットの電子線照射による温度分布を示す図である。図
２に示すように，矢印１０で示される繊維方向に直角の
半径方向両側の部分は，高温分布を示すホットスポット
発生部１１，１２となり，一方，繊維方向に沿う半径部
分は低温分布を示す高冷却部１３，１４となる。ここで
電子線照射領域は図の符号化で示される外側部分であ
る。また，機械的強度にも同様に方向性があるため，回
転時遠心力により繊維軸と直角方向に引き裂かれ破壊す
る。そのため，ＵＤ Ｃ／Ｃ材を繊維軸が疑似等方性に
よる様に（例えば，０°，９０°直交方向）３層以上積
層する必要がある。

【００４２】本発明においては，この３層以上のＵＤ
Ｃ／Ｃ材の積層することにより，電子線照射によって発
生した熱を，繊維軸方向に（例えば，０°，９０°方
向）に分散させることができるためホットスポットの発
生が抑制される。しかも，回転ターゲットの電子線照射
部の面積および傾きから一層の厚さを１．０ｍｍ以下に
することによりホットスポットの発生を抑えられ，更
に，遠心力に対する強度も改善できる。代表的なＵＤ
Ｃ／Ｃ材および黒鉛の物性を下記表１に示す。

【００４３】

【表１】 ＵＤ Ｃ／Ｃ材の繊維軸と直角方向（９０°方向）の引
張強度は，マトリックスの引張強度および引張弾性率に
依存する。即ち，マトリックスの引張強度が大のときお
よび引張弾性率が小のときマトリックス自体の破壊が抑
制される。また破壊がＵＤ Ｃ／Ｃ材全体に伝播するこ
とをも抑制する。

【００４４】本発明のＵＤ Ｃ／Ｃ材によってマトリッ
クス自体の引張強度が大，かつ引張弾性率が低く，また
マトリックスと繊維との接着性が強固であるために，繊
維軸と直角方向の引張強度が向上する。このため，本発
明のＵＤ Ｃ／Ｃ材を繊維軸が疑似等方性になるように
積層することによって，機械的強度も疑似等方性を示す
ことから回転ターゲットの遠心力に対する強度を向上す
ることができる。

【００４５】その結果，高強度と高熱伝導性を同時に有
する回転ターゲット用基材を提供することが可能となっ
た。

【００４６】以下，本発明の回転ターゲットを製造する
方法を具体例な実施例に基づいて説明する。

【００４７】（実施例１）炭素質ピッチとして，軟化点
４３２℃，揮発分１５重量％のピッチＡ，および軟化点
５７０℃，揮発分４重量％のピッチＢを用意した。な
お，両ピッチの平均粒径は１．３μｍであり，その粒度
分布は１μｍ以下４１重量％，１〜２μｍ２８重量％お
よび２μｍ以上３１重量％であった。フェノール樹脂２
０部をフルフリルアルコール２００部に溶解させ，この
溶液に上記ピッチＡ４０部とピッチＢ４０部とを分散さ
せた。この含浸用溶液にピッチ系炭素繊維（東燃製，Ｆ
ＯＲＣＡ ＦＴ７００）の連続糸を浸漬し，引き上げて
一方向に引き揃え，１２時間風乾後，６５℃で１時間１
０^-1Ｔｏｒｒの減圧下で加熱して乾燥し，プリプレグシ
ートを作製した。このプリプレグシート１枚を，１５０
℃でプレス成形（２０ＭＰａ）し，成形品を得た。これ
を常圧，アルゴン雰囲気中で３２００℃まで１℃／分
（１０００℃まで）の割合，５℃／分（１０００〜３２
００℃）の割合で昇温して焼成し，炭素繊維含有率（Ｖ
f ）約６０％のＵＤ Ｃ／Ｃ材を得た。

【００４８】出来上がったＵＤ Ｃ／Ｃ材の厚さは０．
５ｍｍであった。このＵＤ Ｃ／Ｃ材を０°，９０°と
直交するように，交互に２４枚積層した。層間にはフェ
ノール樹脂を溶剤に溶かしたものを接着剤として用い
て，積層後１５０℃でプレス成形した。この積層物を真
空中３０００℃で焼成し，回転ターゲット用基材とし
た。この基材の面方向の熱伝導度は２００Ｗ／ｍ・Ｋで
あった。この基材を機械加工により図２に示すように，
回転ターゲット形状に切り出した。機械加工はＮＣフラ
イス加工およびＢＮ砥石による研削加工を行った。機械
加工後の表面は平坦で，顕微鏡で観察したところ，１０
０μｍ以上のボイド，割れは認められなかった。その後
ＣＶＤ法により厚さ５０μｍのＲｅ層を析出させ，さら
に厚さ１０００μｍの５％Ｒｅ−Ｗ合金層を析出させて
回転ターゲットとした。これを下記に示す回転試験と熱
衝撃試験を行ったが，良好な結果を得た。

【００４９】（実施例２）実施例１と同様の方法で厚さ
０．５ｍｍの一方向性プリプレグシートを作製し，プリ
プレグシートの段階で０°，９０°に順番に２５枚積層
して１５０℃でプレス後，１２００℃まで窒素雰囲気中
でプレス焼成を実施し，さらにその積層物を３０００
℃，アルゴン常圧雰囲気で焼成して基材を作製した。こ
れを機械加工後，実施例１と同様の方法でＲｅ層及び５
％Ｒｅ−Ｗ層をＣＶＤ法で析出させ回転ターゲットとし
た。これを実施例１と同様に回転試験と熱衝撃試験を行
い，実施例１と同様に良好な結果を得た。

【００５０】（実施例３）実施例２において，厚さが
０．１８ｍｍである以外は同一の性状のプリプレグシー
トを作製した。このシートを同一方向に２枚づつ重ね１
組とした。この１組を０°と９０°に交互に３５組を積
層して基材を作製し，実施例２と同一の方法で回転ター
ゲットを作製した。これを実施例１と同様に回転試験と
熱衝撃試験を行い，良好な結果を得た。

【００５１】（実施例４）実施例３と同様の方法で厚さ
が０．１８ｍｍのプリプレグシートを作製し，０／９０
／４５／−４５に積層したものを１組として，それを同
じ方向に積み重ねた。積層方法以外は実施例３と同一の
方法で基材及び回転ターゲットを作製した。これを実施
例１と同様に回転試験と熱衝撃試験を行い，良好な結果
を得た。

【００５２】（比較例１）実施例１と同様の方法で厚さ
０．５ｍｍのプリプレグシートを作製した。このシート
を同一方向に４枚づつ重ね１組とした。この１組を０
°，９０°に順番に６組積層した。これにより，１層の
厚さが２．０ｍｍのＵＤ Ｃ／Ｃ材を６枚直交に積層し
た基材を作製した。これを，実施例１と同一の方法で
Ｗ，Ｒｅ−Ｗ層を析出させ，回転ターゲットを作製し
た。これを実験に用いたところ，熱衝撃試験でホットス
ポットが発生してＲｅ−Ｗ層が一部溶融した。この結
果，比較令１は，熱伝導率が回転ターゲットとして不十
分であることを示している。

【００５３】（比較例２）使用する炭素繊維としてＰＡ
Ｎ系炭素繊維（弾性率５００ＧＰａ）を用いた以外は実
施例１と同一の方法で基材及び回転ターゲットを作製し
た。できた基材の面方向の熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋと
低く，回転試験により熱応力を受けて回転数２８９００
ｒｐｍで破損した。また，熱衝撃試験でＲｅ−Ｗ層の全
面に溶融が認められた。したがって，弾性率が５００Ｇ
Ｐａより低い炭素繊維を用いたＵＤＣ／Ｃ材では，回転
ターゲットとしての十分な特性が得られていることが分
かる。

【００５４】（比較例３）ピッチ系炭素繊維（東燃製，
ＦＯＲＣＡ ＦＩ７００）を用いた平織布（１枚の厚さ
０．４５ｍｍ）を使用し，これにフェノール樹脂を含浸
して，３２枚積層し，それを１５０℃でプレス後，１２
００℃までホットプレスで焼成後，３０００℃アルゴン
常圧焼成したものを基材とした。これを実施例１と同一
の方法で機械加工したところ，繊維束間のポケット部に
１．０ｍｍ×０．５ｍｍの楕円形の空孔が多数認められ
た。このため，ＣＶＤ法で金属を析出させる前にこの空
孔部にフェノール樹脂を塗布し，２０００℃窒素雰囲気
中で焼成をおこなった。実施例１と同一の方法でＷ，Ｒ
ｅ−Ｗ層を析出させて回転ターゲットを作製したが，表
面が平滑にできなかった。このため，良好な金属層を得
ることができず，また，回転試験中にポケット部から炭
素粉末が飛散した。このことは，平織布を使用した回転
ターゲットでは，所望の特性が得られないことを意味し
ている。

【００５５】（比較例４）マトリックスの作製の際に，
フェノール樹脂を１００％使用する以外は，実施例１と
全く同一にしてＵＤ Ｃ／Ｃ材を作製した。その結果，
良好なＵＤ Ｃ／Ｃ材を作製することはできなかった。
このため，張り合わせにより（０／９０）の基材の作製
は困難であった。

【００５６】次に，上記実施例１，２，３，４及び比較
例１，２，３，４で作製した回転ターゲットの評価を行
った。試験は真空中／常温で４００００ｒｐｍまで回転
させて遠心力による破壊の発生の有無を観察した。さら
に，この回転ターゲットにキセノンランプ加熱による熱
衝撃試験を実施した。キセノンランプの焦点が直径１０
ｍｍになるように調節して，１ＭＷ／ｍ² の熱流束をＸ
線発生層の円周部の８ケ所に５秒間与え，熱応力による
金属の溶融の有無を観察した。その結果を下記表２に示
す。

【００５７】

【表２】 上記表２に示すように，本発明の実施例１〜４の回転タ
ーゲットの破壊回転数はいずれも４００００ｒｐｍ以上
であり，且つ熱衝撃試験においてもＲｅ−Ｗ層の溶出も
なく，基材の表面状態が良好であった。しかし，比較例
１〜４のターゲットは，回転試験において著しく実施例
のものよりも劣り，熱衝撃試験において，Ｒｅ−Ｗ層が
溶融したり（比較例１，２），空孔が生じたり（比較例
３），基材の作製が不可能（比較例４）なものもあっ
た。

【００５８】

【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，軽量，熱放散性および引張強度に優れた基材，かつ
基材表面の平滑性を向上した回転ターゲットを提供する
ことができる。

【００５９】また，本発明によれば，短時間，かつ安全
な医療診断が可能となり，実用上高性能の回転ターゲッ
トを提供することができる。

【００６０】さらに，本発明によれば，医療診断におけ
る回転ターゲットの汎用性を著しく拡大できる回転ター
ゲットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転ターゲットの一構造例を示す断面
図である。

【図２】炭素−炭素繊維複合材料を用いた回転ターゲッ
トの電子線照射による温度分布を示す平面図である。

【図３】従来例に係る炭素−炭素繊維複合材料を示す拡
大断面図である。

【符号の説明】

１ 回転ターゲット ２ 基材 ３ Ｘ線発生層 ４ 孔 ５ 円錐斜面 １０ 繊維方向を示す矢印 １１，１２ ホットスポット発生部 １３，１４ 高冷却部 １５ 電子照射域 ５１，５２，５３ 炭素繊維束 ５４ マトリックス ５５ 表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津島 栄樹 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さ１．０ｍｍ以下，繊維軸方向の引張
   強度が５００ＭＰａ以上，及び熱伝導率４００Ｗ／ｍ・
   Ｋ以上の一方向性炭素−炭素繊維複合材を回転軸方向に
   ３層以上に積層し面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ
   以上有する基材と，前記基材の片面に設けられたタング
   ステン又はタングステン合金からなるＸ線発生層とを備
   えたことを特徴とするＸ線管用回転陽極。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＸ線管用回転陽極におい
   て，前記Ｘ線発生層はＣＶＤ法により形成されているこ
   とを特徴とするＸ線管用回転陽極。
3. 【請求項３】 請求項１記載のＸ線管用回転陽極におい
   て，前記Ｘ線発生層は，前記基材にろう付けにより接合
   されていることを特徴とするＸ線管用回転陽極。