JPH10294073A - X線管 - Google Patents
X線管Info
- Publication number
- JPH10294073A JPH10294073A JP34739597A JP34739597A JPH10294073A JP H10294073 A JPH10294073 A JP H10294073A JP 34739597 A JP34739597 A JP 34739597A JP 34739597 A JP34739597 A JP 34739597A JP H10294073 A JPH10294073 A JP H10294073A
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- JP
- Japan
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- ray tube
- frame
- ray
- copper
- beryllium
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/18—Windows, e.g. for X-ray transmission
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空保全性を持ち、ガントリイおよび真空機
械的荷重の下で動作温度において寸法安定性を保ち、高
電圧安定性を最大にすることの出来るX線管フレームを
提供する。 【解決手段】 回転陽極組立体12および陰極組立体1
4を封止するフレーム44が、高い強度、高い剛性およ
び高い硬度を持つ材料(例えば、ステンレス鋼)で作ら
れる。フレームと一体のベリリウムのX線窓50を支持
する挿着体52が、高伝導性の材料(例えば、銅)で作
られる。
械的荷重の下で動作温度において寸法安定性を保ち、高
電圧安定性を最大にすることの出来るX線管フレームを
提供する。 【解決手段】 回転陽極組立体12および陰極組立体1
4を封止するフレーム44が、高い強度、高い剛性およ
び高い硬度を持つ材料(例えば、ステンレス鋼)で作ら
れる。フレームと一体のベリリウムのX線窓50を支持
する挿着体52が、高伝導性の材料(例えば、銅)で作
られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にX線管に関す
るものであり、更に詳しくは高出力X線管および1秒未
満のコンピュータ断層撮影(CT)走査のためのX線窓
挿着体に関するものである。
るものであり、更に詳しくは高出力X線管および1秒未
満のコンピュータ断層撮影(CT)走査のためのX線窓
挿着体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】X線管は、医学的診断用イメージング用
途、医療用途、並びに様々な医学的試験および材料分析
用途に不可欠な物になっている。典型的なX線管は、焦
点スポットで発生する熱を分配するための回転陽極構造
を含む。陽極は誘導電動機によって回転駆動される。誘
導電動機は、円板形陽極ターゲットを支持する片持ちば
り式軸に組み立てられた円筒形ロータを含むと共に、ロ
ータを収容するX線管の細長の首部の周りを囲む、銅巻
線を備えたステータ鉄心を含む。回転陽極組立体のロー
タは、それを囲むステータによって駆動される。X線管
の陰極が収束した電子ビームを供給し、該電子ビームは
加速されて大きな陽極・陰極間真空ギャップを横切り、
陽極への衝突時にX線を発生する。
途、医療用途、並びに様々な医学的試験および材料分析
用途に不可欠な物になっている。典型的なX線管は、焦
点スポットで発生する熱を分配するための回転陽極構造
を含む。陽極は誘導電動機によって回転駆動される。誘
導電動機は、円板形陽極ターゲットを支持する片持ちば
り式軸に組み立てられた円筒形ロータを含むと共に、ロ
ータを収容するX線管の細長の首部の周りを囲む、銅巻
線を備えたステータ鉄心を含む。回転陽極組立体のロー
タは、それを囲むステータによって駆動される。X線管
の陰極が収束した電子ビームを供給し、該電子ビームは
加速されて大きな陽極・陰極間真空ギャップを横切り、
陽極への衝突時にX線を発生する。
【0003】現在のX線システムおよびコンピュータ断
層撮影(CT)システムでは、X線源が扇状ビームを投
射し、この扇状ビームは、通常「イメージング平面」と
呼ばれるデカルト座標系のX−Y平面内に存在するよう
にコリメーション(平行化)される。X線ビームはメー
ジング対象物を通過して、放射線検出器アレーに突き当
たる。透過したX線ビームの強度は対象物によるX線ビ
ームの減衰量によって左右され、各々の検出器はビーム
減衰量の測定値である個別の電気信号を発生する。すべ
ての検出器素子からの減衰量測定値が別々に取得される
ことにより、透過プロフィールが作成される。従来の医
用CTシステムでは、X線源および検出器アレーはガン
トリ上に配置されてイメージング平面内で対象物のまわ
りを回転するので、X線ビームがイメージング対象と交
差する角度は絶えず変化する。
層撮影(CT)システムでは、X線源が扇状ビームを投
射し、この扇状ビームは、通常「イメージング平面」と
呼ばれるデカルト座標系のX−Y平面内に存在するよう
にコリメーション(平行化)される。X線ビームはメー
ジング対象物を通過して、放射線検出器アレーに突き当
たる。透過したX線ビームの強度は対象物によるX線ビ
ームの減衰量によって左右され、各々の検出器はビーム
減衰量の測定値である個別の電気信号を発生する。すべ
ての検出器素子からの減衰量測定値が別々に取得される
ことにより、透過プロフィールが作成される。従来の医
用CTシステムでは、X線源および検出器アレーはガン
トリ上に配置されてイメージング平面内で対象物のまわ
りを回転するので、X線ビームがイメージング対象と交
差する角度は絶えず変化する。
【0004】改良された走査法(らせん走査法)では、
X線管はそれにかかる力に耐えることができ、しかもX
線像の品質を損なわずに真空保全性を有することが必要
である。ガラス・フレームのX線管は高ガントリイ速度
らせん走査法に使用するのに適当でないことが判った。
X線管はそれにかかる力に耐えることができ、しかもX
線像の品質を損なわずに真空保全性を有することが必要
である。ガラス・フレームのX線管は高ガントリイ速度
らせん走査法に使用するのに適当でないことが判った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、X線管の寿命
にわたって真空保全性を有することができ、最小の重量
でガントリイおよび真空機械的荷重の下で動作温度にお
いて寸法安定性を保ち、良好な高電圧安定性を保つこと
の出来るX線管フレームを提供することが望ましい。
にわたって真空保全性を有することができ、最小の重量
でガントリイおよび真空機械的荷重の下で動作温度にお
いて寸法安定性を保ち、良好な高電圧安定性を保つこと
の出来るX線管フレームを提供することが望ましい。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、X線およびC
T走査用に特に適したX線管と一体の窓及びフレームの
組合せを提供する。本発明のX線管フレームは、高伝導
度の材料(例えば、銅)を使用して、ベリリウム製の窓
から熱を散逸させ且つ温度勾配を低減することによっ
て、X線管の寿命にわたって真空保全性を有するように
する。本発明のX線管フレームは更に、銅よりも高い剛
性および強度を持つ材料(例えば、ステンレス鋼)を使
用することによって、最小の重量でガントリイおよび真
空機械的荷重の下で動作温度において寸法安定性を保
つ。また更に、本発明のX線管フレームは、銅の使用量
を最小にし且つステンレス鋼またはステンレス鋼と同様
な高い硬度を持つ他の材料の使用量を最大にすることに
よって、良好な高電圧安定性を保つ。
T走査用に特に適したX線管と一体の窓及びフレームの
組合せを提供する。本発明のX線管フレームは、高伝導
度の材料(例えば、銅)を使用して、ベリリウム製の窓
から熱を散逸させ且つ温度勾配を低減することによっ
て、X線管の寿命にわたって真空保全性を有するように
する。本発明のX線管フレームは更に、銅よりも高い剛
性および強度を持つ材料(例えば、ステンレス鋼)を使
用することによって、最小の重量でガントリイおよび真
空機械的荷重の下で動作温度において寸法安定性を保
つ。また更に、本発明のX線管フレームは、銅の使用量
を最小にし且つステンレス鋼またはステンレス鋼と同様
な高い硬度を持つ他の材料の使用量を最大にすることに
よって、良好な高電圧安定性を保つ。
【0007】本発明の一態様では、X線管は、陽極を持
つ陽極組立体、および陽極へ差し向けられる収束したX
線ビームを発生する陰極組立体を有する。これらの陽極
組立体および陰極組立体に関連して、真空を保つため且
つ陽極に対して陰極を位置決めして焦点スポットの位置
を定めるための、ベリリウム/銅製の窓挿着体を備えた
金属フレームが設けられている。
つ陽極組立体、および陽極へ差し向けられる収束したX
線ビームを発生する陰極組立体を有する。これらの陽極
組立体および陰極組立体に関連して、真空を保つため且
つ陽極に対して陰極を位置決めして焦点スポットの位置
を定めるための、ベリリウム/銅製の窓挿着体を備えた
金属フレームが設けられている。
【0008】従って、本発明によれば、真空保全性を持
ち、ガントリイおよび真空機械的荷重の下で動作温度に
おいて寸法安定性を保ち、高電圧安定性を最大にするこ
との出来るX線管フレームが提供される。本発明の他の
目的および利点は、添付の図面を参照した以下の説明か
ら明らかになろう。
ち、ガントリイおよび真空機械的荷重の下で動作温度に
おいて寸法安定性を保ち、高電圧安定性を最大にするこ
との出来るX線管フレームが提供される。本発明の他の
目的および利点は、添付の図面を参照した以下の説明か
ら明らかになろう。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、回転陽極組立体および
陰極組立体を用いる回転型X線管に関する。本発明の目
的は、X線管の寿命にわたって真空保全性を持ち、最小
の重量でガントリイおよび真空機械的荷重の下で動作温
度において寸法安定性を保ち、高電圧安定性を最大にす
ることの出来るX線管フレームを提供することである。
陰極組立体を用いる回転型X線管に関する。本発明の目
的は、X線管の寿命にわたって真空保全性を持ち、最小
の重量でガントリイおよび真空機械的荷重の下で動作温
度において寸法安定性を保ち、高電圧安定性を最大にす
ることの出来るX線管フレームを提供することである。
【0010】図面を参照して説明すると、図1は従来の
典型的なX線管10を示す。X線管10は、典型的に
は、焦点スポットで発生する熱を分配するための回転陽
極組立体12、および収束した電子ビームを供給して、
該電子ビームが大きな陽極・陰極間真空ギャップ16を
横切って加速されて陽極に衝突することによりX線を発
生するようにするための陰極組立体14を有する。
典型的なX線管10を示す。X線管10は、典型的に
は、焦点スポットで発生する熱を分配するための回転陽
極組立体12、および収束した電子ビームを供給して、
該電子ビームが大きな陽極・陰極間真空ギャップ16を
横切って加速されて陽極に衝突することによりX線を発
生するようにするための陰極組立体14を有する。
【0011】回転陽極組立体12は誘導電動機によって
回転駆動され、誘導電動機は典型的には片持ちばり式軸
20の周りに組み立てられた円筒形ロータ18を含む。
片持ちばり式軸20は、ハブ及びスタッド24を介して
円筒形ロータ18に接続された円板形陽極ターゲット2
2を支持する。また片持ちばり式軸20は、回転を容易
にするために軸受を含んでいる。誘導電動機のステータ
26は、円筒形ロータ18を囲むステータ鉄心28およ
び銅巻線30を含む。回転陽極組立体12の円筒形ロー
タ18はステータ26によって駆動され、また円筒形ロ
ータ18は陽極電位にある。
回転駆動され、誘導電動機は典型的には片持ちばり式軸
20の周りに組み立てられた円筒形ロータ18を含む。
片持ちばり式軸20は、ハブ及びスタッド24を介して
円筒形ロータ18に接続された円板形陽極ターゲット2
2を支持する。また片持ちばり式軸20は、回転を容易
にするために軸受を含んでいる。誘導電動機のステータ
26は、円筒形ロータ18を囲むステータ鉄心28およ
び銅巻線30を含む。回転陽極組立体12の円筒形ロー
タ18はステータ26によって駆動され、また円筒形ロ
ータ18は陽極電位にある。
【0012】陰極組立体14は、内部で陰極ケーブル・
ソケット34を陰極組立体14に接続する陰極端子盤3
6を備えている。回転陽極組立体12は、陽極を陽極高
電圧ケーブル(図示していない)に電気接続するための
陽極ケーブル・ソケット38を含んでいる。典型的に
は、回転陽極組立体12および陰極組立体14はフレー
ム44内に封止されて、これにより真空領域47を生じ
させ、また伝導性金属ケーシング46内に装着されてい
る。
ソケット34を陰極組立体14に接続する陰極端子盤3
6を備えている。回転陽極組立体12は、陽極を陽極高
電圧ケーブル(図示していない)に電気接続するための
陽極ケーブル・ソケット38を含んでいる。典型的に
は、回転陽極組立体12および陰極組立体14はフレー
ム44内に封止されて、これにより真空領域47を生じ
させ、また伝導性金属ケーシング46内に装着されてい
る。
【0013】ここで図2を参照して説明すると、本発明
によって、X線管の寿命にわたって真空保全性を持ち、
最小の重量でガントリイおよび真空機械的荷重の下で動
作温度において寸法安定性を保ち、高電圧安定性を最大
にすることの出来るX線管が提供される。図2に示され
るようなX線管フレームが、図1に示されたX線管フレ
ームと置き換えられる。このフレームは、ベリリウムの
X線窓を備えているが、全て銅で構成し、または全てニ
ッケル基合金材料で構成し、或いは全て鋼で構成してよ
い。周知のように、銅はベリリウムのX線窓に対して用
いるのに望ましいものである。これは、銅がベリリウム
から熱を散逸させ且つ損傷を起こすような温度勾配を防
止するからである。しかしながら、何らステンレス鋼を
持たない、100%銅のフレームは、(重くなくても)
頑丈さ、すなわち寸法安定性および最大化した高電圧安
定性を与えない。図2に示すようなX線管フレームは、
高伝導度の材料(例えば、銅)を使用して、ベリリウム
製の窓から熱を散逸させ且つ温度勾配を低減することに
よって、X線管の寿命にわたって真空保全性を有する。
図2のX線管フレームは更に、銅よりも高い剛性および
強度を持つ材料(例えば、ステンレス鋼)を使用するこ
とによって、最小の重量でガントリイおよび真空機械的
荷重の下で動作温度において寸法安定性を保つ。また更
に、本発明のX線管フレームは、銅の使用量を最小にし
且つステンレス鋼またはステンレス鋼と同様な高い硬さ
を持つ他の材料の使用量を最大にすることによって、良
好な高電圧安定性を保つ。
によって、X線管の寿命にわたって真空保全性を持ち、
最小の重量でガントリイおよび真空機械的荷重の下で動
作温度において寸法安定性を保ち、高電圧安定性を最大
にすることの出来るX線管が提供される。図2に示され
るようなX線管フレームが、図1に示されたX線管フレ
ームと置き換えられる。このフレームは、ベリリウムの
X線窓を備えているが、全て銅で構成し、または全てニ
ッケル基合金材料で構成し、或いは全て鋼で構成してよ
い。周知のように、銅はベリリウムのX線窓に対して用
いるのに望ましいものである。これは、銅がベリリウム
から熱を散逸させ且つ損傷を起こすような温度勾配を防
止するからである。しかしながら、何らステンレス鋼を
持たない、100%銅のフレームは、(重くなくても)
頑丈さ、すなわち寸法安定性および最大化した高電圧安
定性を与えない。図2に示すようなX線管フレームは、
高伝導度の材料(例えば、銅)を使用して、ベリリウム
製の窓から熱を散逸させ且つ温度勾配を低減することに
よって、X線管の寿命にわたって真空保全性を有する。
図2のX線管フレームは更に、銅よりも高い剛性および
強度を持つ材料(例えば、ステンレス鋼)を使用するこ
とによって、最小の重量でガントリイおよび真空機械的
荷重の下で動作温度において寸法安定性を保つ。また更
に、本発明のX線管フレームは、銅の使用量を最小にし
且つステンレス鋼またはステンレス鋼と同様な高い硬さ
を持つ他の材料の使用量を最大にすることによって、良
好な高電圧安定性を保つ。
【0014】フレーム44内にステンレス鋼および銅を
一緒に適用して組み合わせることにより、ベリリウムが
別個のオイル冷却回路なしに機能し、且つ漏れまたはオ
イル劣化すなわち沸騰の恐れなしに効果的に作用するこ
とが出来るようになる。ステンレス鋼または同様な材料
はフレーム44に寸法安定性および強度を与えて、高温
でフレームが向心的真空荷重に耐えることが出来るよう
にする。ステンレス鋼または同様な材料はまた、銅と比
べて、良好な高電圧安定性を与え、他方、銅は有効な熱
管理を行えるようにする。従って、本発明は高伝導性の
材料(例えば、銅)と高い強度、高い剛性および高い硬
さを持つ材料(例えば、ステンレス鋼)との最良の組合
せを使用する。
一緒に適用して組み合わせることにより、ベリリウムが
別個のオイル冷却回路なしに機能し、且つ漏れまたはオ
イル劣化すなわち沸騰の恐れなしに効果的に作用するこ
とが出来るようになる。ステンレス鋼または同様な材料
はフレーム44に寸法安定性および強度を与えて、高温
でフレームが向心的真空荷重に耐えることが出来るよう
にする。ステンレス鋼または同様な材料はまた、銅と比
べて、良好な高電圧安定性を与え、他方、銅は有効な熱
管理を行えるようにする。従って、本発明は高伝導性の
材料(例えば、銅)と高い強度、高い剛性および高い硬
さを持つ材料(例えば、ステンレス鋼)との最良の組合
せを使用する。
【0015】図2を参照して説明すると、本発明は、銅
の挿着体52によって支持された一体のベリリウムのX
線窓50を備えた、ステンレス鋼または同様な材料のフ
レーム44を提供する。周知のように、銅はベリリウム
から熱を散逸させ且つ損傷を起こすような温度勾配を防
止するので、銅はベリリウムのX線窓に対して用いるの
に望ましいものである。銅の挿着体52とステンレス鋼
のフレーム44との組合せは、重量を最小にしながら1
秒未満の走査および真空荷重を支持するのに必要とされ
る頑丈さ、すなわち寸法安定性を与える。更に、高い硬
度の材料(例えば、ステンレス鋼)は、これらの目標を
達成しながら、高電圧安定性を与える。
の挿着体52によって支持された一体のベリリウムのX
線窓50を備えた、ステンレス鋼または同様な材料のフ
レーム44を提供する。周知のように、銅はベリリウム
から熱を散逸させ且つ損傷を起こすような温度勾配を防
止するので、銅はベリリウムのX線窓に対して用いるの
に望ましいものである。銅の挿着体52とステンレス鋼
のフレーム44との組合せは、重量を最小にしながら1
秒未満の走査および真空荷重を支持するのに必要とされ
る頑丈さ、すなわち寸法安定性を与える。更に、高い硬
度の材料(例えば、ステンレス鋼)は、これらの目標を
達成しながら、高電圧安定性を与える。
【0016】本発明を特定の好ましい実施態様について
詳述したが、本発明の趣旨および範囲内で種々の変更お
よび変形をなし得ることが理解されよう。
詳述したが、本発明の趣旨および範囲内で種々の変更お
よび変形をなし得ることが理解されよう。
【図1】従来の典型的なX線管の断面図である。
【図2】図1のX線管に使用するための本発明によるベ
リリウム/銅製X線窓挿着体を備えた金属フレームの側
面図である。
リリウム/銅製X線窓挿着体を備えた金属フレームの側
面図である。
10 X線管 12 回転陽極組立体 14 陰極組立体 16 陽極・陰極間真空ギャップ 18 円筒形ロータ 20 片持ちばり式軸 22 円板形陽極ターゲット 24 ハブ及びスタッド 26 ステータ 28 ステータ鉄心 30 銅巻線 34 陰極ケーブル・ソケット 36 陰極端子盤 38 陽極ケーブル・ソケット 44 フレーム 46 伝導性金属ケーシング 47 真空領域 50 X線窓 52 挿着体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス・ジェイ・スナイダー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル クフィールド、ユニット・210、エル・ラ ンチョ・ドライブ、2685番 (72)発明者 チャールズ・ビー・ケンダル アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル クフィールド、ウィロウ・リッジ・レー ン、16825番 (72)発明者 デイル・グレン・クリシェン アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 フローレンス、ホワイトホール・サーク ル、800番
Claims (7)
- 【請求項1】 陽極を持つ陽極組立体、 前記陽極へ差し向けられる収束したX線ビームを発生す
る陰極組立体、 回転陽極組立体および陰極組立体を封止するフレームで
あって、高い強度、高い剛性および高い硬度を持つ材料
で作られたフレーム、 前記フレームと一体のX線窓、並びに前記X線窓を支持
する挿着体であって、高伝導性の材料で作られた挿着体
を含んでいることを特徴とするX線管。 - 【請求項2】 前記フレームがステンレス鋼製のフレー
ムである請求項1記載のX線管。 - 【請求項3】 前記挿着体が銅製の挿着体である請求項
1記載のX線管。 - 【請求項4】 前記X線窓がベリリウム製のX線窓であ
る請求項1記載のX線管。 - 【請求項5】 前記フレームがX線管の寿命にわたって
真空保全性を与える請求項1記載のX線管。 - 【請求項6】 前記フレームが、最小の重量でガントリ
イおよび真空機械的荷重の下で動作温度において寸法安
定性を保つ請求項1記載のX線管。 - 【請求項7】 前記X線管が、高い硬度を持つ他の材料
の使用量を最大にすることによって、高電圧安定性を保
つ請求項1記載のX線管。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US77721896A | 1996-12-27 | 1996-12-27 | |
US08/777218 | 1996-12-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10294073A true JPH10294073A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=25109617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34739597A Withdrawn JPH10294073A (ja) | 1996-12-27 | 1997-12-17 | X線管 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10294073A (ja) |
DE (1) | DE19757153A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001273998A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-10-05 | Varian Medical Systems Inc | X線管及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP34739597A patent/JPH10294073A/ja not_active Withdrawn
- 1997-12-20 DE DE1997157153 patent/DE19757153A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001273998A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-10-05 | Varian Medical Systems Inc | X線管及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19757153A1 (de) | 1998-07-02 |
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