JPH10199694A - X線管装置およびx線管装置のハウジングの製造方法 - Google Patents

X線管装置およびx線管装置のハウジングの製造方法

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JPH10199694A
JPH10199694A JP422297A JP422297A JPH10199694A JP H10199694 A JPH10199694 A JP H10199694A JP 422297 A JP422297 A JP 422297A JP 422297 A JP422297 A JP 422297A JP H10199694 A JPH10199694 A JP H10199694A
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JP
Japan
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housing
ray tube
silicon carbide
tube device
aluminum casting
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JP422297A
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English (en)
Inventor
Hisaaki Tamura
久明 田村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、X線管装置のハウジングの構造上
の強度を増加させることができ、かつ、ハウジングの変
形を防止してX線の空間強度部分布の変化を無くすこと
ができるX線管装置およびX線管装置のハウジングの製
造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 X線を曝射するX線管15と、このX線
管15を内蔵するハウジング11とを有するX線管装置
10において、前記ハウジング11は、セラミックスの
粉末を含有する合金から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線を曝射するX
線管装置およびX線管装置のハウジングの製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、X線CT装置、X線診断装置等で
は、X線を曝射する装置として、X線管装置を用いてい
る。このようなX線管装置の断面図を図1に示す。図1
に示すように、X線管装置10は、ハウジング11内に
注入された絶縁油13内に回転陽極X線管15が設置さ
れている。
【0003】ハウジング11は、略円筒状のアルミニウ
ム鋳物である左側構成部材11Lおよび右側構成部材1
1Rと、左側構成部材11Lと右側構成部材11Rの間
に設けられ、X線の漏洩を防止する鉛から成る略円筒状
の防護鉛11Pbとから成る。
【0004】回転陽極X線管15の陰極17は、タング
ステンフィラメント、収束電極等からなり、前記フィラ
メントに電流を流すことにより加熱され、熱電子を放出
する。
【0005】回転陽極X線管15の回転陽極19は、円
板状のタングステンから成り、陰極から放出された熱電
子が衝突してX線を発生させる。また回転陽極19に
は、回転陽極19自体を回転させるためのロータ21が
接続されている。このロータ21とロータ21の外周部
に設けられているステータ23により誘導モータを形成
し、回転陽極19を回転させる。
【0006】また、陰極17と回転陽極19には高電圧
ケーブル25が接続されている。この高電圧ケーブル2
5を介して図示しない高電圧発生装置から高電圧が印加
される。尚、ハウジング11には、絶縁油13の熱膨張
を吸収するためのゴムベロー27が設けられている。
【0007】X線管装置10では、陰極17から電子を
放出させ、高電圧で加速し、回転陽極19のX線焦点
(X線発生点)Fに衝突させてX線を発生させ、ハウジ
ング11に設けられた窓WからX線を曝射させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、X線管
装置において、回転陽極へ衝突する熱電子の運動エネル
ギーがX線に変換される割合は1%で以下であり、ほと
んどが熱となる。このため、陽極は極めて高温となり、
この陽極を含めてX線管装置の各部は高温となる。
【0009】従来、X線管装置のハウジングとしてアル
ミニウム鋳物が採用されてきたが、熱膨脹率が高いた
め、前記X線装置各部の温度上昇により、X線管装置の
構造に変形が起こり、結果としてX線焦点Fの移動が生
じ、このためX線の空間強度部分布の変化が生じてい
た。また、前記X線装置各部の温度上昇により、ハウジ
ングも変形し、X線を通過させる窓Wの位置が移動する
ため、これによってもX線の空間強度部分布を変化させ
る場合があった。
【0010】このX線の空間分布の変化は前記X線管装
置を有するX線CT装置では、画像むらの原因ともなっ
ていた。これを防止するため、X線管装置の使用能力を
制限すること、即ち、使用電流量や曝射時間を短く設定
していた。
【0011】また、アルミニウム鋳物は素材として剛性
が低いため、構造上の強度を高めるために所定の厚みが
必要であり、軽量かができないという問題もあった。さ
らに、アルミニウム鋳物は振動抑制力が無く、共振周波
数を中心とする振動やその高周波がX線管装置支持構造
に伝達され、X線画像のぶれやアーチファクトを生じさ
せる恐れがある。
【0012】また、これらを防止するため、熱膨脹率の
低いセラミックスによりハウジングを所定の形状に焼成
することも考えられるが、熱膨張率が低いために焼き割
れが発生し、また、剛性が高いために加工性が悪く、生
産性が低い。
【0013】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、X線管装置のハウジングの構造上の強度を増加させ
ることができ、かつ、ハウジングの変形を防止してX線
の空間強度部分布の変化を無くすことができるX線管装
置およびX線管装置のハウジングの製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の発明は、X線を曝射するX線管と、この
X線管を内蔵するハウジングとを有するX線管装置にお
いて、前記ハウジングは、セラミックスの粉末を含有す
る合金から成ることを要旨とする。
【0015】請求項1記載のX線管装置にあっては、セ
ラミックスの粉末を含有する合金から成るハウジングを
有することにより、X線管装置のハウジングの構造上の
強度を増加させることができ、かつ、ハウジングの変形
を防止してX線の空間強度部分布の変化を無くすことが
できる。
【0016】また、請求項4記載の発明は、鋳造用合金
を溶融させる溶融工程と、この溶解工程により溶融され
た鋳造用合金とセラミックスの粉末を混合して撹拌する
混合撹拌工程と、この混合撹拌工程により混合して撹拌
された混合材をハウジングの鋳型に注入して冷却固化す
る鋳造工程とを有することを要旨とする。
【0017】請求項4記載のX線管装置のハウジングの
製造方法にあっては、溶融された鋳造用合金とセラミッ
クスの粉末を混合して撹拌し、これにより得られた混合
材をハウジングの鋳型に注入して冷却固化することによ
り、X線管装置のハウジングの構造上の強度を増加させ
ることができ、かつ、ハウジングの変形を防止してX線
の空間強度部分布の変化を無くすことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照して説明する。図1は本発明に係るX線管装
置の一実施形態を示した断面図であり、図2は、図1に
示すX線管装置のハウジングを示す断面図である。尚、
本実施形態のX線管装置の断面形状は図1に示したもの
と同一であるので詳細な説明を省略した。
【0019】図1に示すように、本実施形態のX線管装
置10は、炭化珪素(SiC)を含有するアルミニウム
鋳造合金により鋳造されたハウジング11を有し、ハウ
ジング11の構造上の強度を増加させるようにしたもの
である。
【0020】ここで、炭化珪素を含有するアルミニウム
鋳造合金(炭化珪素50%含有と炭化珪素30%含有)
と、アルミニウム鋳造合金(前記炭化珪素を含まず)
と、アルミニウム合金押出材と、ねずみ鋳鉄の熱膨脹係
数を図3に示し、これらの熱伝導度を図4に示す。
【0021】図3と図4に示すように、炭化珪素を30
%含有するアルミニウム鋳造合金は、熱膨張率について
はアルミニウム鋳造合金のみの約66%であり、熱伝導
度については同等か若干優れていることが分かる。
【0022】このため、本実施形態のハウジング11
は、セラミックスとして炭化珪素を30%〜40%含有
する合金としてのアルミニウム鋳造合金を用いて略円筒
状に鋳造した左側構成部材11Lおよび右側構成部材1
1Rと、左側構成部材11Lと右側構成部材11Rの間
に設けられ、X線の漏洩を防止する鉛から成る略円筒状
の防護鉛11Pbとから構成するようにしている。
【0023】また、本実施形態のハウジング11は、例
えば素材表面がシラン(シリコンハイドライド)剤、あ
るいは42%Ni残部Fe等のアンバー(不変鋼)系の
コーティング剤にて表面処理(被膜処理)された炭化珪
素粉末を、アルミニウム鋳造合金の溶融時に混合分散さ
せた後、所定の形状に鋳造することが望ましい。炭化珪
素とアルミニウム鋳造合金は比重が近接しており、前記
表面処理(被膜処理)による化学結合で偏析や解難が無
いアルミニウムをマトリックスとしたセラミックス複合
強化組織を得ることができる。尚、この表面処理は薄膜
であるため、拡散や部分溶融等の濡れ溶接の原理に基づ
きアルミニウム合金組織と炭化珪素の接合に寄与する。
【0024】このように、本実施形態のX線管装置10
では、炭化珪素を含有するアルミニウム鋳造合金により
鋳造されたハウジング11を有するので、ハウジング1
1の熱膨張率が単なるアルミニウム鋳物の50%近くと
なり、ハウジング11の変形を防止することができる。
また、ハウジング11に含有する炭化珪素の吸振効果に
より、回転陽極19の振動の伝達を防止することができ
る。さらに、引張り強度も単なるアルミニウム鋳物より
60%以上向上させることができる。これらのため、X
線の空間強度部分布の変化を無くすことができ、従来の
X線管装置に比べ、強電流負荷で長時間の使用が可能と
なる。従ってこのX線管装置10を使用することによ
り、画質のより良好なX線画像を得ることができる。
【0025】次に、本発明に係るX線管装置のハウジン
グの製造方法の一実施形態を図5を用いて説明する。
尚、ここでは前述した図1に示すX線管装置10のハウ
ジング11を製造する場合を例にして説明する。
【0026】まず、鋳造用合金としてのアルミニウム鋳
造合金、例えばAC4A(JIS)を溶解炉にて溶融し
て要融合金41を得る(溶融工程)。次いで、この溶解
工程により得られた要融合金41と前記表面処理された
セラミックスとしての炭化珪素43とを混合し、溶融し
たまま撹拌して均一分散させてアルミニウム鋳造合金と
炭化珪素の混合材45を得る(混合撹拌工程)。
【0027】次いで、ハウジング11の砂型もしくは金
型に混合材45を注入し、冷却固化することによりハウ
ジング11を鋳造する(鋳造工程)。この後、冷却固化
されたハウジング11を前記砂型もしくは金型から離型
する。こうして、X線管装置10のハウジング11が製
造される。
【0028】尚、前記要融合金41と炭化珪素43とを
混合し撹拌して均一分散させた混合材45のインゴット
を作成しておき、このインゴットを再溶解し、これを砂
型もしくは金型に混合材45を注入し、冷却固化するこ
とによりハウジング11を製造するようにしても良い。
【0029】このように、本実施形態のX線管装置のハ
ウジングの製造方法では、溶融されたアルミニウム鋳造
合金と炭化珪素粉末41を混合して撹拌して混合材45
を得、この混合材45をハウジングの砂型もしくは金型
に注入して冷却固化するようにしているので、ハウジン
グ11の熱膨張率が単なるアルミニウム鋳物の50%近
くとなり、ハウジング11の変形を防止することができ
る。また、ハウジング11に含有する炭化珪素の吸振効
果により、回転陽極19の振動の伝達を防止することが
できる。さらに、引張り強度も単なるアルミニウム鋳物
より60%以上向上させることができる。これらのた
め、X線の空間強度部分布の変化を無くすことができ、
従来のX線管装置に比べ、強電流負荷で長時間の使用が
可能となる。従ってこのX線管装置10を使用すること
により、画質のより良好なX線画像を得ることができ
る。
【0030】尚、上記の実施の形態では、アルミニウム
鋳造合金を用いているが、本発明はこれに限定されるこ
と無く、例えばマグネシウム鋳造合金を用いても良い。
さらに、上記の実施の形態では、炭化珪素を用いている
が、本発明はこれに限定されること無く、例えばセラミ
ックスとして熱伝導率の良好な窒化珪素、窒化アルミニ
ウムを用いても良い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、セラミックスの粉末を含有する合金から成る
ハウジングを有するので、X線管装置のハウジングの構
造上の強度を増加させることができ、かつ、ハウジング
の変形を防止してX線の空間強度部分布の変化を無くす
ことができる。
【0032】また、請求項4記載の発明によれば、溶融
された鋳造用合金とセラミックスの粉末を混合して撹拌
し、これにより得られた混合材をハウジングの鋳型に注
入して冷却固化することによりX線管装置のハウジング
を製造するようにしているので、X線管装置のハウジン
グの構造上の強度を増加させることができ、かつ、ハウ
ジングの変形を防止してX線の空間強度部分布の変化を
無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るX線管装置の一実施形態を示す断
面図である。
【図2】図1に示す実施形態のX線管装置のハウジング
を示す断面図である。
【図3】炭化珪素を含有するアルミニウム鋳造合金(炭
化珪素50%含有と炭化珪素30%含有)と従来のアル
ミニウム鋳造合金とアルミニウム合金押出材とねずみ鋳
鉄の熱膨脹係数を示した図である。
【図4】炭化珪素を含有するアルミニウム鋳造合金(炭
化珪素50%含有と炭化珪素30%含有)と従来のアル
ミニウム鋳造合金とアルミニウム合金押出材とねずみ鋳
鉄の熱伝導度を示した図である。
【図5】本発明に係るX線管装置のハウジングの製造方
法を示す図である。
【符号の説明】
10 X線管装置 11 ハウジング 13 絶縁油 15 回転陽極X線管 17 陰極 19 回転陽極 21 ロータ 23 ステータ 25 高電圧ケーブル 27 ゴムベロー 41 要融合金 43 炭化珪素(SiC) 45 混合材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を曝射するX線管と、このX線管を
    内蔵するハウジングとを有するX線管装置において、 前記ハウジングは、セラミックスの粉末を含有する合金
    から成ることを特徴とするX線管装置。
  2. 【請求項2】 前記セラミックスの粉末は、炭化珪素の
    粉末であることを特徴とする請求項1記載のX線管装
    置。
  3. 【請求項3】 前記合金はアルミニウムもしくはマグネ
    シウムにセラミックスの粉末が含有していることを特徴
    とする請求項1記載のX線管装置。
  4. 【請求項4】 鋳造用合金を溶融させる溶融工程と、 この溶解工程により溶融された鋳造用合金とセラミック
    スの粉末を混合して撹拌する混合撹拌工程と、 この混合撹拌工程により混合して撹拌された混合材をハ
    ウジングの鋳型に注入して冷却固化する鋳造工程と、 を有することを特徴とするX線管装置のハウジングの製
    造方法。
  5. 【請求項5】 前記セラミックスの粉末は、炭化珪素の
    粉末であることを特徴とする請求項4記載のX線管装置
    のハウジングの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記鋳造用合金はアルミニウムもしくは
    マグネシウムにセラミックスの粉末が含有していること
    を特徴とする請求項4記載のX線管装置のハウジングの
    製造方法。
JP422297A 1997-01-14 1997-01-14 X線管装置およびx線管装置のハウジングの製造方法 Pending JPH10199694A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008536290A (ja) * 2005-04-11 2008-09-04 ジェンデックス・コーポレーション 分割部の角度が傾斜したx線チューブへッドハウジング
JP2014116158A (ja) * 2012-12-07 2014-06-26 Toshiba Corp X線管装置及びx線管装置の製造方法

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008536290A (ja) * 2005-04-11 2008-09-04 ジェンデックス・コーポレーション 分割部の角度が傾斜したx線チューブへッドハウジング
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