JPS6355841A - Ｘ線管用タ−ゲツト - Google Patents
Ｘ線管用タ−ゲツトInfo
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- JPS6355841A JPS6355841A JP19885386A JP19885386A JPS6355841A JP S6355841 A JPS6355841 A JP S6355841A JP 19885386 A JP19885386 A JP 19885386A JP 19885386 A JP19885386 A JP 19885386A JP S6355841 A JPS6355841 A JP S6355841A
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Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 14
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- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野〕
本発明は、大容量、高速回転陽極ｘｉｉ用ターゲットに
関するものである。
関するものである。
〔従来の技術］
従来の装置は、特願昭５９−１９６５４２に記載のよう
に、軽量、高強度化を図るため、ＳｉＣなどの高温高強
度セラミックスに耐熱衝撃の大きいグラファイトを積層
した構造が提案されているが、形状と熱応力の関係につ
いては述べられておらず、熱応力、回転応力の点から最
適な形状は配慮されていなかった。
に、軽量、高強度化を図るため、ＳｉＣなどの高温高強
度セラミックスに耐熱衝撃の大きいグラファイトを積層
した構造が提案されているが、形状と熱応力の関係につ
いては述べられておらず、熱応力、回転応力の点から最
適な形状は配慮されていなかった。
上記従来技術は、性能強度上から最適形状の配慮がされ
ておらず、回転マージンや、製造歩留りの点で問題があ
った。
ておらず、回転マージンや、製造歩留りの点で問題があ
った。
本発明の目的は、セラミック板の形状を最適化すること
により１発生応力を低減し、回転マージン、信頼性の大
きいｘｉ管メタ−ゲット歩留りよく製造することである
。
により１発生応力を低減し、回転マージン、信頼性の大
きいｘｉ管メタ−ゲット歩留りよく製造することである
。
上記目的は、（１）電子ビーム照射時の熱解析および熱
応力計算、（２）回転時の遠心応力計算から実負荷状態
のシュミレーションを行い１発生応力を小さくする形状
を工夫し、実験確認することにより達成される。
応力計算、（２）回転時の遠心応力計算から実負荷状態
のシュミレーションを行い１発生応力を小さくする形状
を工夫し、実験確認することにより達成される。
第１図は、従来構造のＸ線ターゲットについて断面内の
温度分布を計算したものである。１はタングステン膜、
２，２′はグラファイト層、３はＳｉＣ等の高熱伝導性
セラミックス、４はＭＯ製シャフトである。
温度分布を計算したものである。１はタングステン膜、
２，２′はグラファイト層、３はＳｉＣ等の高熱伝導性
セラミックス、４はＭＯ製シャフトである。
タングステン膜１に照射される電子ビームのエネルギに
よりＸ線（破線の矢印）が放射されるが、電子ビームの
エネルギＥ１０の大部分は熱エネルギとなってグラファ
イト２，２’ 、ＳｉＣ３を加熱した後これらの表面か
らＥｏｚ、 Ｅｏｚ、 Ｅｏａとし輻射されてゆく、一
部はシャフト４に熱伝導で逃げてゆくが、グラファイト
の輻射率が大きいので輻射で逃げる熱が大半であるＩＩ
Ｅｌｌは、電子ビームの散乱によりグラファイト１に再
入射するエネルギである。このような熱収支をとる場合
の温度分布は破線でその等混線を示した如くなり、熱は
右上から中央下部へと向って流れる。
よりＸ線（破線の矢印）が放射されるが、電子ビームの
エネルギＥ１０の大部分は熱エネルギとなってグラファ
イト２，２’ 、ＳｉＣ３を加熱した後これらの表面か
らＥｏｚ、 Ｅｏｚ、 Ｅｏａとし輻射されてゆく、一
部はシャフト４に熱伝導で逃げてゆくが、グラファイト
の輻射率が大きいので輻射で逃げる熱が大半であるＩＩ
Ｅｌｌは、電子ビームの散乱によりグラファイト１に再
入射するエネルギである。このような熱収支をとる場合
の温度分布は破線でその等混線を示した如くなり、熱は
右上から中央下部へと向って流れる。
このような温度分布を示す構造体の熱応力は。
有限要素法により正確に求めることができる。
０次近似として熱応力０丁は
σ丁＝Ｅ ・ α ・ ΔＴ
（１）ここでＥ：ヤング率 α：熱膨張係数 ΔＴ：温度差 として考えられる。第１回の構造では、ＳｉＣが強度を
負担しているのでＳｉＣの発生応力を見積ってみる０例
えば１４ｋＷの電子ビームエネルギを４．５秒間３６秒
おきに３０回照射した場合。
（１）ここでＥ：ヤング率 α：熱膨張係数 ΔＴ：温度差 として考えられる。第１回の構造では、ＳｉＣが強度を
負担しているのでＳｉＣの発生応力を見積ってみる０例
えば１４ｋＷの電子ビームエネルギを４．５秒間３６秒
おきに３０回照射した場合。
熱計算で、タングステン膜３は１０００℃と高温になる
がＳｉＣ３の内部に生じる温度差ΔＴは約１５０℃とな
り、ヤング率Ｅ＝４Ｘ１０δＭ Ｐ ａ 。
がＳｉＣ３の内部に生じる温度差ΔＴは約１５０℃とな
り、ヤング率Ｅ＝４Ｘ１０δＭ Ｐ ａ 。
α：４ Ｘ １０−８／”Ｃを（１）式に入れるとσ丁
＝２４０ Ｍ Ｐ ａとなり、これは中央上部のシャフ
ト穴付近に発生する円周方向の応力である。負荷として
は前述のように回転による遠心応力の和として考える必
要があるが上記の構造及び入熱条件では熱応力の方が圧
倒的に大きい。
＝２４０ Ｍ Ｐ ａとなり、これは中央上部のシャフ
ト穴付近に発生する円周方向の応力である。負荷として
は前述のように回転による遠心応力の和として考える必
要があるが上記の構造及び入熱条件では熱応力の方が圧
倒的に大きい。
以上の解析結果に基づき、第２図に示す構造を考えた。
各構成部材に付した番号は第１図と共通である。（１）
高温、高強度材であるＳｉＣの断面形状を“への字形″
とし、破線で示す等ｍ線に沿うように構成しＳｉＣ内に
生じる温度差が極力小さくなる配置とする。（２）この
傾斜は、図から明らかなようにグラファイト１の上面外
周部に形成される傾斜部の角度にほぼ等しく、入熱、熱
流から推考される結果と矛盾しない。（３）また５ｉＣ
ｓ内の温度差を小さくするには、その板厚を薄くすれば
よいが、余り薄くすると回転による遠心応力の方が熱応
力より大きくなるので、両者の応力バランスを考えて設
計する。第２図に示す実施例では、外径１３０ｍ厚さ約
３０ｍｍで上記入熱条件と、回転数１０．０００ ｒｐ
ｍで使用する場合、板厚は約５ｎｎ＋が最適である。
高温、高強度材であるＳｉＣの断面形状を“への字形″
とし、破線で示す等ｍ線に沿うように構成しＳｉＣ内に
生じる温度差が極力小さくなる配置とする。（２）この
傾斜は、図から明らかなようにグラファイト１の上面外
周部に形成される傾斜部の角度にほぼ等しく、入熱、熱
流から推考される結果と矛盾しない。（３）また５ｉＣ
ｓ内の温度差を小さくするには、その板厚を薄くすれば
よいが、余り薄くすると回転による遠心応力の方が熱応
力より大きくなるので、両者の応力バランスを考えて設
計する。第２図に示す実施例では、外径１３０ｍ厚さ約
３０ｍｍで上記入熱条件と、回転数１０．０００ ｒｐ
ｍで使用する場合、板厚は約５ｎｎ＋が最適である。
本説明では、高温で高強度のセラミックスとしてＳｉＣ
を用いた例について説明したが、熱膨張が小さく、グラ
ファイトとの接合性がよい材料であれば他の材料でもよ
い。
を用いた例について説明したが、熱膨張が小さく、グラ
ファイトとの接合性がよい材料であれば他の材料でもよ
い。
以上１本発明の構造によれば、高温で強度が低下しない
ＳｉＣにより、これに接合したグラファイトの強度不足
（抗張力約２５ Ｍ Ｐ ａ ）を補うことができるの
で、全グラファイト構造のターゲットに比べて回転数を
大きくできる。これは、入熱容量の大きいＸ線ターゲッ
トつまり、Ｘａ出力量の大きいターゲットを提供できる
ことになる。さらに、ＳｉＣを用いた従来構造のターゲ
ットに比べてＳｉＣ自身に発生する熱応力が低いので、
その分回転余裕が増加する。
ＳｉＣにより、これに接合したグラファイトの強度不足
（抗張力約２５ Ｍ Ｐ ａ ）を補うことができるの
で、全グラファイト構造のターゲットに比べて回転数を
大きくできる。これは、入熱容量の大きいＸ線ターゲッ
トつまり、Ｘａ出力量の大きいターゲットを提供できる
ことになる。さらに、ＳｉＣを用いた従来構造のターゲ
ットに比べてＳｉＣ自身に発生する熱応力が低いので、
その分回転余裕が増加する。
これは、同じＸ線出力で比較する場合、発生応力に十分
な余裕を持たせることができ、高信頼化が達成できるこ
とになる。
な余裕を持たせることができ、高信頼化が達成できるこ
とになる。
第３図、第４図は本発明の別の実施例を示す縦断面図で
ある。符号は第２図に用いたのと同じである。
ある。符号は第２図に用いたのと同じである。
第３図は、高温、高強度セラミックスであるＳｉＣの断
面形状を紡錘型とし、より回転マージンの大きい構造で
ある。
面形状を紡錘型とし、より回転マージンの大きい構造で
ある。
第４図は、上下両面に傾斜をもつ製造プロセスが取れな
い場合の次善のｎ造で、製造コストを配慮した。
い場合の次善のｎ造で、製造コストを配慮した。
第１図は従来例のＸ線管用ターゲット構造と温度分布を
示す縦断面図、第２図は本発明の構造と温度分布を示す
縦断面図、第３図、第４図は本発明の他の実施例を示す
縦断面図である。 １・・・タングステン又はタングステン合金層、２゜２
′・・・グラファイト層、３・・・高温、高強度セラミ
ックス（ＳｉＣ）、４・・・シャフト。
示す縦断面図、第２図は本発明の構造と温度分布を示す
縦断面図、第３図、第４図は本発明の他の実施例を示す
縦断面図である。 １・・・タングステン又はタングステン合金層、２゜２
′・・・グラファイト層、３・・・高温、高強度セラミ
ックス（ＳｉＣ）、４・・・シャフト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高温強度の大きいセラミックからなる円板の少なく
とも上面にグラファイト層を積層し、このグラファイト
層上面の外周部に設けた傾斜面に、タングステンまたは
タングステン合金層を積層してなるＸ線管用ターゲット
において、前記セラミックス円板の板厚を中央部は厚く
し、外周部は薄くしたことを特徴とするＸ線管用ターゲ
ット。 ２、請求の範囲第１項において、少なくともセラミック
ス上面に設けた傾斜面が、前記グラファイト層上面の傾
斜面にほぼ等しいことを特徴とするＸ線管用ターゲット
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19885386A JPS6355841A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Ｘ線管用タ−ゲツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19885386A JPS6355841A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Ｘ線管用タ−ゲツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355841A true JPS6355841A (ja) | 1988-03-10 |
Family
ID=16397994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19885386A Pending JPS6355841A (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Ｘ線管用タ−ゲツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6355841A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0300808A2 (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-25 | Hitachi, Ltd. | X-ray tube and method for generating x-rays in the x-ray tube |
| AT501382B1 (de) * | 2003-05-02 | 2008-06-15 | Ge Med Sys Global Tech Co Llc | Röntgenröhrentargetanordnung und verfahren zur erhöhung der festigkeit derselben |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP19885386A patent/JPS6355841A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0300808A2 (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-25 | Hitachi, Ltd. | X-ray tube and method for generating x-rays in the x-ray tube |
| EP0300808A3 (en) * | 1987-07-24 | 1990-08-01 | Hitachi, Ltd. | X-ray tube and method for generating x-rays in the x-ray tube |
| AT501382B1 (de) * | 2003-05-02 | 2008-06-15 | Ge Med Sys Global Tech Co Llc | Röntgenröhrentargetanordnung und verfahren zur erhöhung der festigkeit derselben |
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