JPS6039747A

JPS6039747A - Ｘ線管

Info

Publication number: JPS6039747A
Application number: JP58149057A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Uyama; 喜一郎宇山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-08-15
Filing date: 1983-08-15
Publication date: 1985-03-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電子線をターグツトにあててｘ’Ｈを発生さ
せるＸ線管の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、Ｘ線を発生させるＸ線管として回転陽極Ｘ線管と
いうものがあシ、この回転陽極Ｘ線管の場合には、管内
に対向して設けられた陰極（カソード）、陽極（アノー
ド）のうち陽極を回転させて陰極、陽極間に高電圧を加
え、この状態で陰極から放出された電子を陽極のターグ
ツトに衝突させてＸ線を発生させるものである。

ところで、ターグツトには、電子が衝突しＸ線を発生す
る際に熱が発生する。ところが従来のＸ線管には、ター
グツトすなわち陽極における熱をＸ線管の外部に放出す
る手段がないために、陽極の温度が高くなってしまう。

このためＸ線管を長時間連続的に使用することができな
かった。

一方、陽極の冷却を行なうＸ線管として、従来、固定ア
ノード油冷却型Ｘ線管がある。このＸ線管は、陽極を固
定しておいて陰極からの電子を陽極に衝突させてＸ線を
発生させるとともに陽極の熱を冷却用の油で吸収するも
のである。

このようなＸ線管では、陽極の熱を吸収して管内を高温
にしないですむ反面、陰極からの電子線が常にターゲッ
トの同一位置に照射されているため、小さな放射点から
瞬間的大出力のＸ線を発生することができない。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、Ｘ線を長時間連続的に発生することが
でき、かつ瞬間的に高出力のＸ線を発生することができ
るＸ線管を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、管内に対向させて設けた陰極および陽極のう
ち陽極を回転駆動手段によ多回転させるとともに、前記
陽極の内部に冷却媒体を流動手段によシ流動させて、Ｘ
線発生時に発生する陽極の熱を吸収するようにしたＸ線
管である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。第１図は本発明に係るＸ線管の構造図である。第
１図において１は円筒状の管体であって、この管体１の
内部は高真空に保持されている。なお、との管体１は、
金属、非金属いずれで形成してもよく、例えばガラスに
よ多形成される。この管体１の一端には、陰極（カソー
ド）２がそのヒータ３を管体１の内部に位置するように
固設されている。このヒータ３は、スリップリング等を
介して外部の高電圧供給電源に接続されている。

一方、管体１の他端には、陽極４が設けられている。こ
の陽極４は、中空かつ密閉構造の中空体５を管体１の内
部に装入して、その一端と管体１の他端とが固設され、
さらに中空体５の他端に、陰極２から放出される電子が
衝突してＸ線を発生させるためのリング状のターゲット
６が固着されている。なお、陰極２から放出された電子
つまシミ子線７は、管体１の外周に設けられたコイル８
で発生される磁場によシ偏向され、ターゲット６にあた
るように構成されている。

さらに、陽極４を形成する中空体５の内部には、冷却媒
体９およびこの冷却媒体９を流動させる流動手段として
のポンプ機構１０が内設されている。このポンプ機構１
０は、中空体５の内部に充填された冷却媒体９を中空体
５内で第１図に示す矢印の方向に循環させるもので、第
１図に示す如くポンプモータロータ１ノ、所定の曲率半
径で湾曲した円筒状のポンプ１２および冷却媒体９をポ
ンプ１２へ導くための円筒状の媒体導入体１３が一体と
なって構成されている。そして、このポンプ機構１０は
、中空体５のターゲット６を設けた端と反対側に位置す
る中空体５に周設されたポンプモータコイル１４で発生
される磁場によ多回転するものとなっている。

１５は、中空体５に放射状に設けられた冷却フィンであ
って、この冷却フィン１５は、中空体５内に循環してタ
ーゲット６に発生した熱を吸収した冷却媒体９を冷却す
るものである。

また、１６は管体回転用モータであって、この管体回転
用モータ１６の回転軸１７は、回転結合体１８．１９を
介して中空体５と固設されている。そして、本Ｘ線管は
、支持体（不図示〕にベアリング２０．２１を介して支
持されている。しだがって本Ｘ線管は管体回転用モータ
１６が駆動すると、管体１、陰極２、中空体５および冷
却フィン１５が一体となって回転するものとなっている
。

次に上記の如く構成されたＸ線管の作用について説明す
る。管体回転用モータ１６に外部の電源から電力を供給
し駆動させる。これにょシ、一体となった管体１、陰極
２、中空体５および冷却フィン１５はベアリング２０．
２１に支持でれて所定の回転数で回転し始める。このと
とは、陽極４が所定の回転数で回転するということであ
る。次に、ポンプモータコイル１４に外部から電流を流
し、ポンプモータロータ１１に磁場を加える。これによ
シポング機構１０が中空体５０回転に対して相対的に回
転して、冷却媒体９が中空体５の内部を矢印の方向に流
動し循環する。そこで、ヒータ３に電流を流して加熱さ
せるとともに、偏向用コイル８に電流を流して磁場を発
生させ、陰極２から放出される熱電子がターゲット６に
あたるようにするＯなお、Ｘ線管自体は回転しているが
、熱電子すなわち電子線７は、Ｘ線管の外部から見てあ
たかも陽極上の一点に衝突している如くになる。この・
電子線７が陽極のターゲット６に衝突すると、Ｘ線が発
生するとともに熱が発生する。

ところが、この熱は、中空体５内を循環している冷却媒
体９によって吸収される。そして、熱を吸収した冷却媒
体９は、循環して冷却フィン１５により再び冷却される
。以上のような作用によシ第１図に示すＸ線管からＸ線
が放射される。

このように本Ｘ線管においては、一体となった管体１、
陰極２、中空体５および冷却フィン１５を管体回転用モ
ータ１で回転させ、さらに中空体５内に設けられたポン
プ機構１０を回転させて冷却媒体９を循環させ、この状
態でＸ線を発生させるようにしたので、Ｘ線発生時に発
生するターゲット６（陽極４）の熱を冷却媒体９で吸収
でき陽極４を高温にさせずにすむ。これにより、長時間
連続してＸ線を発生させるととができ、長寿命のＸ線管
とすることができる。

また、本Ｘ線管では、管体回転用モータ１によシ陽極４
を回転させ、かつ偏向用コイル８で電子線７を偏向させ
て電子線７が常にターゲット６の同一位置に当たらない
ようにしているので、瞬間的に大出力のＸ線を発生させ
るととができる。

したがって、とのようなＸ線管では、工業用Ｘ線管、特
に圧延ラインなどに使用される高山力のＸ線管例えば厚
み計測用Ｘ＃ｉｌ管などに有効である。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。次にその変形例について第２図ないし第８図を参照し
て説明するＯ第２図は、第１図に示すポンプモータコイル１４と管体
回転用モータ１６との機能を１つのポンプモータコイル
３０で行なうように構成したものである。すなわち、ポ
ンプモータコイル３０に電流が流され磁場が発生すると
、ポンプモータロータ３１、ポンプ羽根３２が回転する
。

この回転によシ陽極１４は、冷却媒体９のフリクシ甘ン
を介して回転する。このようにポンプモータコイル３Ｑ
でポンプ機構１０および陽極１４を回転させるので、Ｘ
線管の構成が簡単となる。

また、第３図は、？ンゾ機構３３と駆動モータ３４とを
直結させ、中空体５と駆動モータ３４の回転軸との接触
面にシール３５を設はポンプ機構３３を回転させる構成
のものである。

とのようにしてもＸ線管の構成を簡単にするととができ
る。

一方、冷却能力を大きくするために第４図および第５図
に示すような構成にしてもよい。すなわち、第４図に示
す如く陽極を構成する中空体３５のターゲット６を設け
た反対側に、冷却媒体９が外部に設けられた冷却装置３
６に導かれるように冷却用配管３７を設けたものである
。

さらに中空体３５すなわち陽極を、冷却用配管３７と中
空体３５との間にシール３８（Ｏリング、磁気流体等）
を設け、モータユニッＦ３９およびこのモータの回転を
伝えるギア４０によ多回転させるようにしている。この
ように構成すれば陽極に、冷却された冷却媒体９を常に
、かつ安定に送ることができ、陽極の温度を下げること
ができゑ。そして、長時間連続してＸ線を発生すること
ができる。

また、第５図は、第４図に示すモータユニット３９およ
びギア４０をなくし、陽極の回転を、中空体３５の内面
に設けたファン機構４ノによシ行なわせてもよい。つま
フ、冷却装Ｒ３６によシ冷却媒体９が中空体３５内を循
環するが、陽極はこの冷却媒体９の流圧によシ回転する
。

ゆえに、第５図に示すＸ線管では、第１図に示す管体回
転用モータ１６を不用としたうえ、陽極の冷却能力を大
きくすることができる。

次に、１Ｍ６図は、陰極からヒータを除き、さらに偏向
用コイル８をなくして、陰極に光線をあて、さらにこの
光線を陽極にあててＸ線を発生させる装置４２を設けた
ものである。つまシ、この装置４２は、光源４３、レン
ズ４４．４５およびプリズム４６で光源４３からの光線
を陰極にあてる。なお、光線はチョツ／ｆ　４７で断続
的にしてもよい。光線が陰極にあたると、陰極から光電
子が電子ビームとなって陽極にあたシ、この陽極からＸ
線が発生することになる。このように構成すれば、断続
したＸ線を発生させる場合、高゛圧電源を簡略化できる
。

第７図は、偏向用コイル４を除き、陰極を固定陰極４８
に換え、管体１と固定陰極４８との間に磁気流体シール
４９を設けたものである。

・このように固定陰極４８を用いるととによυ、固定陰
極４８のヒータと外部の電源などとの接続が容易となる
。また、第８図に示す如く管体１を陽極から分離し、そ
の間を磁気流体５０等の真空シールでシールし、さらに
管体１と陰極とを固定し両者を共通に支持してもよい。

このような構成とすることにより管体１を回転させずに
すむ。

さらに、第９図は、陽極を２つに分離し、この陽極を０
リングおるいはシール５１等で流体の漏れを防止し、簡
単に取外しができるようにネジ等で取付けたものである
。これによυ、比較的寿命の短かいターゲット６や管体
１、陰極などを容易に交換できるようになる。

また、偏向用コイル８に流す電流を時間的に変動させて
Ｘ線発生点を走査させてもよい。この場合ターゲット６
は、リング状ではなく円板状のにしてもよい。これによ
多走査形のＸ線管の代用として使用できる。

さらに、冷却媒体９を流動すなわち中空体内に循環させ
る手段としては、媒体９０対流あるいは気化を利用した
ものでもよい・これによシ媒体９を循環させる手段を簡
単にすること〃；できる。

また、周囲の磁場の影響によるＸ線の放射点の変動を防
ぐために、管体１および偏向用コイル８の外周に磁気シ
ールド体を設けてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、管内に設けられた陽極を回転させると
ともに、この陽極の内部に冷却媒体を流動手段によシ流
動させて陽極に発生する熱を吸収するようにしたので、
Ｘ線を長時間連続的に発生することができ、かつ瞬間的
に高出力のＸ＃を発生し得るＸ線管を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＸ線管の一実施例を示す構成図、
第２図ないし第９図は本Ｘ線管の変形例を示す図で、第
２図および第３図は七−タを１つとした場合の構成図、
第４図および第５図は冷却装置を用いた場合の構成図、
第６図は光電子でＸ線を発生させる場合の構成図、第７
図および第８図は固定陰極を用いた場合の構成図、第９
図は陽極を分離するものとしプζ場合の構成図である。１・・・管体、２・・・陰極、３・・・ヒータ、４・・
・陽極、５・・・中空体、６・・・ターゲット、８・・
・偏向用コイル、９・・・冷却媒体、１０・・・ポンプ
機構、１１・・・デンプモータロータ、１２・・・ポン
プ、１３・・・媒体導入体、１４・・・ボンｆモータコ
イル、１５・・・冷却フィン、１６・・・管体回転用モ
ータ、１７・・・回転軸、１８．１９・・・回転結合体
、２θ、２１・・・ベアリング、３６・・・冷却装置。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第４図第５図１第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管体内に陰極と対向して設けられた中空体および
この中空体の一端に設けられ、前記陰極から放出される
電子が衝突しＸ線を発生させるためのターゲットから構
成された陽極と、この陽極を、前記陰極を通る軸を中心
に回転させる回転駆動手段と、前記陽極に発生する熱を
吸収する冷却媒体と、この冷却媒体を前記陽極の中空体
内部に流動させる流動手段とを具備したことを特徴とす
るＸ線管・
（２）流動手段が、陽極の中空体内部に設けられ、陽極
の回転に対して相対的に回転するポンプ機構であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線管。
（３）流動手段が、陽極の中空体に着脱可能にシール材
を介して設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のＸ線管。
（４）陽極が、管体に対して着脱可能に取着されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線管。