JPS6182642A - 回転陽極型x線管 - Google Patents
回転陽極型x線管Info
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- JPS6182642A JPS6182642A JP59204808A JP20480884A JPS6182642A JP S6182642 A JPS6182642 A JP S6182642A JP 59204808 A JP59204808 A JP 59204808A JP 20480884 A JP20480884 A JP 20480884A JP S6182642 A JPS6182642 A JP S6182642A
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- JP
- Japan
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- target
- ray tube
- shaft
- tube according
- anode
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/105—Cooling of rotating anodes, e.g. heat emitting layers or structures
- H01J35/107—Cooling of the bearing assemblies
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/02—Constructional details
- H05G1/025—Means for cooling the X-ray tube or the generator
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/12—Cooling
- H01J2235/1225—Cooling characterised by method
- H01J2235/1262—Circulating fluids
- H01J2235/1266—Circulating fluids flow being via moving conduit or shaft
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、回転陽極型X線管に関する。
一般にX線管は、例えばX線診断として医療用に利用さ
れているが、胃の検診などの場合には、従来第3図に示
すようなX線管カー用いられている。このX線管は、い
わゆる回転陽極型といわnるもので、外囲器1の一方に
陰極且力;配 。
れているが、胃の検診などの場合には、従来第3図に示
すようなX線管カー用いられている。このX線管は、い
わゆる回転陽極型といわnるもので、外囲器1の一方に
陰極且力;配 。
設され、熱電子を放出する陰極フィラメント及び集束電
極を内蔵したカップ3力;偏lc、1シて設(すられて
いる。又、外囲器1の中央付近には、陰極2に対向して
略傘状の陽極ターグ・ット4が配設されている。この陽
極ターゲット4は、上記陰極2との間に高電位差を設け
、陰極フィラメントから放出された電子を加速して衝突
させ、制動輻射によってX線を発生させるとともに、そ
の際に発生する多量の熱を貯蔵および放熱するためのも
のであり、熱発生面積?実効的に広げるために高速度で
回転できるようになっている。このような陽極ターゲッ
ト4は支持柱5を介して有蓋円筒状ローター6に連結さ
nている。
極を内蔵したカップ3力;偏lc、1シて設(すられて
いる。又、外囲器1の中央付近には、陰極2に対向して
略傘状の陽極ターグ・ット4が配設されている。この陽
極ターゲット4は、上記陰極2との間に高電位差を設け
、陰極フィラメントから放出された電子を加速して衝突
させ、制動輻射によってX線を発生させるとともに、そ
の際に発生する多量の熱を貯蔵および放熱するためのも
のであり、熱発生面積?実効的に広げるために高速度で
回転できるようになっている。このような陽極ターゲッ
ト4は支持柱5を介して有蓋円筒状ローター6に連結さ
nている。
このローター6は、外囲器1外に配役されたステータ7
が発生する回転磁界を受けて回転力を生じるもので、ス
テータ7と共に誘導電動機を形成している。尚、支持柱
5とa−ター6は一体になっている。ローター6の内側
には、軸心に沿って回転軸8が配設され、この回転軸8
の一端はねじ等(図示せず)によりローター6に固着さ
nている。この回転軸6と前記ローター6との間には有
底筒状の固定子9が同軸的に配役され、一端が封着リン
グ10.11を介して上記外囲器1に固定されている。
が発生する回転磁界を受けて回転力を生じるもので、ス
テータ7と共に誘導電動機を形成している。尚、支持柱
5とa−ター6は一体になっている。ローター6の内側
には、軸心に沿って回転軸8が配設され、この回転軸8
の一端はねじ等(図示せず)によりローター6に固着さ
nている。この回転軸6と前記ローター6との間には有
底筒状の固定子9が同軸的に配役され、一端が封着リン
グ10.11を介して上記外囲器1に固定されている。
尚、この固定子9は一部が管外に露出しており、X線管
全体を外部に支持固定する役目も果している。そして固
定子9と上記回転軸8との間には、ベアリング12.1
3が介在配設さ几、回転軸8が自由に回転するようにな
っている。さて、動作時には陰極フィラメントから放出
された電子がターゲット4に到達した時のパワーは、陽
極電圧50 KV、電流20”Aの場合、l KWに達
する。
全体を外部に支持固定する役目も果している。そして固
定子9と上記回転軸8との間には、ベアリング12.1
3が介在配設さ几、回転軸8が自由に回転するようにな
っている。さて、動作時には陰極フィラメントから放出
された電子がターゲット4に到達した時のパワーは、陽
極電圧50 KV、電流20”Aの場合、l KWに達
する。
このノ9ワーの99%以上が熱て変換されるので、ター
ゲット4は外部への熱輻射と他の部分への熱伝導を伴い
ながら高温度に加熱さnる。熱輻射は温度の4乗に比例
して増加するので、高温になると放熱が大きく増加し、
短時間で熱平衡に達する。例えば前記の条件では5分後
に1100℃で平衡する。一方、熱伝導による熱の伝達
は、伝導媒体の他端が熱的にフリーの場合には、長時間
かかって徐々に端部が高温となる。そしてターデッド4
の島はローター6、回転軸8に伝えられ、これらを高温
にする。ローター6が高温になれば、前述したように熱
輻射が増加して熱的に平衡に達する。上記した条件では
、支持柱5上の0点は通電開始後約15分で800℃、
ローター6の0点では通電開始後30分で550℃、ベ
アリング13の近傍の0点では通鑞開始後約50分で4
00℃で熱平衡に達する。ベアリング13の熱伝導が悪
化すれば、0点の温度は0点と同一となり、550℃に
も達することになる。ベアリング12 、13中のが−
ルの回転状況によっては熱膨張により外輪、内輪とのク
リアランスが不良となり、上記の不都合が発生すること
となる。又、ベアリング12.13が500 ’C以上
にもなれば、が−ルの硬度低T?きたし、回転停止等の
管球破損が発生することになる。
ゲット4は外部への熱輻射と他の部分への熱伝導を伴い
ながら高温度に加熱さnる。熱輻射は温度の4乗に比例
して増加するので、高温になると放熱が大きく増加し、
短時間で熱平衡に達する。例えば前記の条件では5分後
に1100℃で平衡する。一方、熱伝導による熱の伝達
は、伝導媒体の他端が熱的にフリーの場合には、長時間
かかって徐々に端部が高温となる。そしてターデッド4
の島はローター6、回転軸8に伝えられ、これらを高温
にする。ローター6が高温になれば、前述したように熱
輻射が増加して熱的に平衡に達する。上記した条件では
、支持柱5上の0点は通電開始後約15分で800℃、
ローター6の0点では通電開始後30分で550℃、ベ
アリング13の近傍の0点では通鑞開始後約50分で4
00℃で熱平衡に達する。ベアリング13の熱伝導が悪
化すれば、0点の温度は0点と同一となり、550℃に
も達することになる。ベアリング12 、13中のが−
ルの回転状況によっては熱膨張により外輪、内輪とのク
リアランスが不良となり、上記の不都合が発生すること
となる。又、ベアリング12.13が500 ’C以上
にもなれば、が−ルの硬度低T?きたし、回転停止等の
管球破損が発生することになる。
又、熱入力時には陽極ターゲット4の温度は800〜1
200℃に保たnるので、陽極ターゲット4からの輻射
熱は陽極ターゲット4の表面積、表面の輻射率、形状フ
ァクターによって異なるが、通常は2〜4KWになる。
200℃に保たnるので、陽極ターゲット4からの輻射
熱は陽極ターゲット4の表面積、表面の輻射率、形状フ
ァクターによって異なるが、通常は2〜4KWになる。
しかるに陽極ターケ゛ット4の温度が低下すると、絶対
温度の4乗に比例して大幅に輻射熱が減少するので、十
分、冷却するには極めて長い時間を要する。
温度の4乗に比例して大幅に輻射熱が減少するので、十
分、冷却するには極めて長い時間を要する。
一方、この問題を解決する方法として、流体冷媒(例え
ば水)を陽極ターゲットに流して陽極ターゲットの温度
を低くする方法を採用した回転陽極型X線萱は、例えば
米国特許明細書2.926,269等により公知である
。こnらの構造では、金属製陽極ターゲット内に直接冷
媒全流し、陽極ターゲットはハウジングと同じアース電
位に保つ構造となっている。
ば水)を陽極ターゲットに流して陽極ターゲットの温度
を低くする方法を採用した回転陽極型X線萱は、例えば
米国特許明細書2.926,269等により公知である
。こnらの構造では、金属製陽極ターゲット内に直接冷
媒全流し、陽極ターゲットはハウジングと同じアース電
位に保つ構造となっている。
ところで上記のような従来のXa管には、次のような欠
点がある。即ち、上述のようにベアリング12.13の
内輪は高温度になり易いが、外輪は低温となっており、
この点の温度は60℃から550℃の間で、ベアリング
12.13中のゴールの回転状況によって変化する。M
−ルの温度が高くなると、ゴールと内輪及び外輪との
クリアランスが不足するだけでなく、これらの間に存在
する潤滑材が蒸発してしまい、ベアリング12.13が
破損する場合がある。これらの理由により回転停止事故
が多発し易い欠点がある。この防止のためにターゲット
4の黒化度の増大、σ−ラダー6表面の黒化度の増大、
ターゲット4とa−ター6の間に熱遮蔽板の設置等が考
えられているが、これらの効果は比較的少なく、ターゲ
ット4への入力バク−を過少にしているのが実状である
。
点がある。即ち、上述のようにベアリング12.13の
内輪は高温度になり易いが、外輪は低温となっており、
この点の温度は60℃から550℃の間で、ベアリング
12.13中のゴールの回転状況によって変化する。M
−ルの温度が高くなると、ゴールと内輪及び外輪との
クリアランスが不足するだけでなく、これらの間に存在
する潤滑材が蒸発してしまい、ベアリング12.13が
破損する場合がある。これらの理由により回転停止事故
が多発し易い欠点がある。この防止のためにターゲット
4の黒化度の増大、σ−ラダー6表面の黒化度の増大、
ターゲット4とa−ター6の間に熱遮蔽板の設置等が考
えられているが、これらの効果は比較的少なく、ターゲ
ット4への入力バク−を過少にしているのが実状である
。
又、入力時には、上記電子銃3から放射された熱電子が
高電圧で加速されて陽極ターゲット4VC入射する部位
(以後、電子入射面と云う)の許容される温度は、陽極
ターゲット4がタングステンでできている場合、再結晶
を抑制するために2800℃以下に保たなければならな
い。
高電圧で加速されて陽極ターゲット4VC入射する部位
(以後、電子入射面と云う)の許容される温度は、陽極
ターゲット4がタングステンでできている場合、再結晶
を抑制するために2800℃以下に保たなければならな
い。
上記のように、陽極ターゲット4の全体の温度が800
〜1200℃まで上昇するので、陽極ターゲット4で上
記の電子によって加熱されるリング状の部分(以後、電
子入射軌道面と云う)の温度が1200〜1500℃に
達するのが普通である。従って、電子の入射によって許
容さnる電子入射面の温度上昇の最高値ΔTは1300
〜1600degがリミットとなり、可能な入力電子線
・々ター、従ってX線出力量はΔTに比例するため小さ
な値だ制限される。特に、電子入射面、従ってX@線焦
点小さい場合には顕著である。
〜1200℃まで上昇するので、陽極ターゲット4で上
記の電子によって加熱されるリング状の部分(以後、電
子入射軌道面と云う)の温度が1200〜1500℃に
達するのが普通である。従って、電子の入射によって許
容さnる電子入射面の温度上昇の最高値ΔTは1300
〜1600degがリミットとなり、可能な入力電子線
・々ター、従ってX線出力量はΔTに比例するため小さ
な値だ制限される。特に、電子入射面、従ってX@線焦
点小さい場合には顕著である。
又、上記のように陽極ターゲット4からの輻射パワーは
、ターr7)温度が低下すると一対温度の4乗に比例し
て低下するため、陽極ターゲット4の温度低下の速度が
極めて遅くなり、陽極ターゲット4が十分低い温度にな
るためには、極めて長い時間、放置する必要がある。
、ターr7)温度が低下すると一対温度の4乗に比例し
て低下するため、陽極ターゲット4の温度低下の速度が
極めて遅くなり、陽極ターゲット4が十分低い温度にな
るためには、極めて長い時間、放置する必要がある。
一方、上記米国特許明細書2,926,269号の公知
例の場合には、陽極ターゲットがハウジングと同じアー
ス電位になっているため、医療用に使用するためには、
陰極の電位をO〜−150KVにする必要があり、高電
圧電源が大形で高価となるだけでなく、ケーブルが太く
なり、このX線管を使用したX線装置には使用できない
欠点があった。
例の場合には、陽極ターゲットがハウジングと同じアー
ス電位になっているため、医療用に使用するためには、
陰極の電位をO〜−150KVにする必要があり、高電
圧電源が大形で高価となるだけでなく、ケーブルが太く
なり、このX線管を使用したX線装置には使用できない
欠点があった。
この発明の目的は、陽極ターゲットを回転自在に支持す
るシャフト内を通過して流入流出する流体冷媒?陽極タ
ーゲット内に導き、陽極ターゲットの熱を効率よく外部
に収去って、陽極ターゲットの冷却率を大きな状態に保
つと共に、湯掻ターゲット温度を常時低い温度に保ち、
可能な入力電子線・fワー、従ってX線出力量全増大さ
せること、及び陽極ターゲットをノ)ウシ9ング及び冷
媒から絶縁して電圧供給端子から正の高電圧を供給し、
陰極には負の高電圧を供給していわゆる中性点接地方式
の回転陽極仰X線管を提供することである。
るシャフト内を通過して流入流出する流体冷媒?陽極タ
ーゲット内に導き、陽極ターゲットの熱を効率よく外部
に収去って、陽極ターゲットの冷却率を大きな状態に保
つと共に、湯掻ターゲット温度を常時低い温度に保ち、
可能な入力電子線・fワー、従ってX線出力量全増大さ
せること、及び陽極ターゲットをノ)ウシ9ング及び冷
媒から絶縁して電圧供給端子から正の高電圧を供給し、
陰極には負の高電圧を供給していわゆる中性点接地方式
の回転陽極仰X線管を提供することである。
この発明は、磁性流体を使用した真空シール軸受等によ
って管容器を真空内部分と真空外部分とに分離し、当該
真空シール軸受の内部に貫通した筒状のシャフトを設け
、このシャフトの真空外部分の一端から流体冷媒を流入
流出させ、上記シャフトの真空内の他端は絶縁物で終端
されており、この絶縁物の終端部に金属性の陽極ターゲ
ットを装着して、当該絶縁物を通して冷媒によって陽極
ターガツトを冷却し、陽極ターゲットは上記ハウジング
及び冷媒から電気的に絶縁され、上記絶縁物の先端部の
外表面に設けた薄い導電体及びその回転中心軸上に設け
た回転接触子を通して陽極ターゲット電位を決めている
回転陽極型X@管である。
って管容器を真空内部分と真空外部分とに分離し、当該
真空シール軸受の内部に貫通した筒状のシャフトを設け
、このシャフトの真空外部分の一端から流体冷媒を流入
流出させ、上記シャフトの真空内の他端は絶縁物で終端
されており、この絶縁物の終端部に金属性の陽極ターゲ
ットを装着して、当該絶縁物を通して冷媒によって陽極
ターガツトを冷却し、陽極ターゲットは上記ハウジング
及び冷媒から電気的に絶縁され、上記絶縁物の先端部の
外表面に設けた薄い導電体及びその回転中心軸上に設け
た回転接触子を通して陽極ターゲット電位を決めている
回転陽極型X@管である。
この発明の回転陽極型X線管は第1図に示すように構成
さn、従来例(第3図)と同一箇所は同一符号7寸すこ
とにする。
さn、従来例(第3図)と同一箇所は同一符号7寸すこ
とにする。
即ち、ハウジング1は金属製にしてアース電位に保たれ
ており、真空容器101を構成している。この真空容器
101内には、陰柵そが配設さn1絶縁物102¥介し
てハウジングLに固定されている。モしてハウジングL
は中央部槽体103と、電圧供給部104と、軸受部1
05とからなっており、これらば0−リング106.1
07を介してそれぞれ真空的に接続さnている。上記軸
受部105には、ベアリング108,109を介してシ
ャフトハウジング110が取付けらルている。又、軸受
部105の内部には、軸方向に磁化した磁石11ノが収
付けてあり、その両端部には磁極112,113が0−
リング114,115を介して軸受部105に取付けら
れている。上記磁極112゜113とシャフトハウジン
グ110の間には、磁性流体116が塗付してあり、シ
ャフトハウジング110と磁極112,113の間で真
空ンールした状態で回転自在となっている。シャフトハ
ウジング110は中空部112¥介してシャフト118
に固定されており、中空部117は真空状態であり、シ
ャフトの熱が上記磁性流体116に伝わり難くなってい
る。シャフトハクソング110の内筒の先端部には割込
みがあり、ナツトl19によって締付けら几るように。
ており、真空容器101を構成している。この真空容器
101内には、陰柵そが配設さn1絶縁物102¥介し
てハウジングLに固定されている。モしてハウジングL
は中央部槽体103と、電圧供給部104と、軸受部1
05とからなっており、これらば0−リング106.1
07を介してそれぞれ真空的に接続さnている。上記軸
受部105には、ベアリング108,109を介してシ
ャフトハウジング110が取付けらルている。又、軸受
部105の内部には、軸方向に磁化した磁石11ノが収
付けてあり、その両端部には磁極112,113が0−
リング114,115を介して軸受部105に取付けら
れている。上記磁極112゜113とシャフトハウジン
グ110の間には、磁性流体116が塗付してあり、シ
ャフトハウジング110と磁極112,113の間で真
空ンールした状態で回転自在となっている。シャフトハ
ウジング110は中空部112¥介してシャフト118
に固定されており、中空部117は真空状態であり、シ
ャフトの熱が上記磁性流体116に伝わり難くなってい
る。シャフトハクソング110の内筒の先端部には割込
みがあり、ナツトl19によって締付けら几るように。
なっている。シャフトハウジング110の後端部には、
0−リング119を締付はナツト120で密着させてお
り、シャフトハウジング110とシャフト118との真
空シールの働きをしている。
0−リング119を締付はナツト120で密着させてお
り、シャフトハウジング110とシャフト118との真
空シールの働きをしている。
上記シャフト118は熱伝導率が大きい絶縁物でできて
おり、その大気圧側の一端rt筒状に開口し、真空側の
一端つまりターゲット支持部11B−aは閉口されてい
る。そして、このターゲット支持部1ノ11−aには、
ターゲット4が同軸的に取付けらnでいる。シャフト1
18のターゲット支持部11&−aの内部には、冷媒だ
め1113−bがあり、この冷媒だめ118−bの冷媒
によってシャフト118のターゲット支持部11&−a
を、従ってターゲット4を冷却する。冷媒として例えば
水のように導電性のものを使用した場合でも、この冷媒
とターゲット4とは電気的に絶縁さ11でおり、ターゲ
ット4’l冷媒とは別の任意の電位に保つことができる
。ターゲット4とターゲット支持部118−aとは、適
当な弾性・ぐツキン(図示せず)を介してナツト121
で圧着しても良いし、あるいはホットプレス等により固
着しても良い。絶縁物でできたターゲット支持部11&
−aの表面には導電体122が固着されており、回転中
心部には硬質の金屑例えば8KH9からなる突起部を設
け、こAK接触子123の一部を接触させてターゲット
4に電位を与える。上記接触子123は絶縁筒124を
介してハウジングLの電圧供給部104と固定されてい
る。
おり、その大気圧側の一端rt筒状に開口し、真空側の
一端つまりターゲット支持部11B−aは閉口されてい
る。そして、このターゲット支持部1ノ11−aには、
ターゲット4が同軸的に取付けらnでいる。シャフト1
18のターゲット支持部11&−aの内部には、冷媒だ
め1113−bがあり、この冷媒だめ118−bの冷媒
によってシャフト118のターゲット支持部11&−a
を、従ってターゲット4を冷却する。冷媒として例えば
水のように導電性のものを使用した場合でも、この冷媒
とターゲット4とは電気的に絶縁さ11でおり、ターゲ
ット4’l冷媒とは別の任意の電位に保つことができる
。ターゲット4とターゲット支持部118−aとは、適
当な弾性・ぐツキン(図示せず)を介してナツト121
で圧着しても良いし、あるいはホットプレス等により固
着しても良い。絶縁物でできたターゲット支持部11&
−aの表面には導電体122が固着されており、回転中
心部には硬質の金屑例えば8KH9からなる突起部を設
け、こAK接触子123の一部を接触させてターゲット
4に電位を与える。上記接触子123は絶縁筒124を
介してハウジングLの電圧供給部104と固定されてい
る。
シャフト118の軸受部と真空側端部つまりターゲット
支持部1111−aとの中間には、表面距離を長くする
ためのヒダ部11 g −cがあり、更にその周囲にリ
ング125が上記ヒダ部11B−cと同軸的に取付けで
あるので、ターグツトイの峨子入射面から飛来した2次
電子の付刃による耐電圧の劣化を防止している。
支持部1111−aとの中間には、表面距離を長くする
ためのヒダ部11 g −cがあり、更にその周囲にリ
ング125が上記ヒダ部11B−cと同軸的に取付けで
あるので、ターグツトイの峨子入射面から飛来した2次
電子の付刃による耐電圧の劣化を防止している。
ハウジング1には、例えばベリリウムのようにX線透過
率が大きい材質でできたX線放射窓126が取付けであ
る。又、ハウジングLの電圧供給部104には、小形イ
オンポンプ等の真、空ポンプ122が取付けられている
。この真空ポンプ127の磁界が電子銃3からターゲッ
ト4に至る電子の軌道に悪影Nを及ぼさないために、例
えば・等−マロイのような透磁率が大きい材質で磁気シ
ールド(図示せず)している。
率が大きい材質でできたX線放射窓126が取付けであ
る。又、ハウジングLの電圧供給部104には、小形イ
オンポンプ等の真、空ポンプ122が取付けられている
。この真空ポンプ127の磁界が電子銃3からターゲッ
ト4に至る電子の軌道に悪影Nを及ぼさないために、例
えば・等−マロイのような透磁率が大きい材質で磁気シ
ールド(図示せず)している。
シャフト118には誘導モーターのローター128が固
着されており、その周囲のステーター7によって発生す
る回転磁界によって高速度で回転する。このときa−タ
ー128又はシャ′フ)Zl、!?にファン(図示せず
)?取付けておけば、自己冷却できる。シャフト118
の大気側の開口端11g−’dには、0−リング129
を介してリング130が固着されている。このリング1
30の周囲には同軸上に円筒131が収付けてあり、こ
のリング130と円筒13ノの間には例えばレノンプラ
スチックからなるブッシング132が裂刃さnている。
着されており、その周囲のステーター7によって発生す
る回転磁界によって高速度で回転する。このときa−タ
ー128又はシャ′フ)Zl、!?にファン(図示せず
)?取付けておけば、自己冷却できる。シャフト118
の大気側の開口端11g−’dには、0−リング129
を介してリング130が固着されている。このリング1
30の周囲には同軸上に円筒131が収付けてあり、こ
のリング130と円筒13ノの間には例えばレノンプラ
スチックからなるブッシング132が裂刃さnている。
更に、冷媒用シール133がリング130と同軸的に収
付けられており、冷媒が外部に漏れないようになってい
る。
付けられており、冷媒が外部に漏れないようになってい
る。
シャフト118の内部には円管ノ34が同軸的に取付け
られており、この円管134を通って外部から冷媒が冷
媒だめ11g−bに供給されている。
られており、この円管134を通って外部から冷媒が冷
媒だめ11g−bに供給されている。
軸受部105には、冷媒の通路135,136が設けて
あり、上記磁性流体116を冷却している。ハウジング
1の周囲にも冷媒通路137゜138.139が設けて
あり、ターゲット4からの輻射熱を吸収する。又、ステ
ーター7及び円筒171は支持円筒140によってノ・
ウンジングlに固定さnでいる。
あり、上記磁性流体116を冷却している。ハウジング
1の周囲にも冷媒通路137゜138.139が設けて
あり、ターゲット4からの輻射熱を吸収する。又、ステ
ーター7及び円筒171は支持円筒140によってノ・
ウンジングlに固定さnでいる。
尚、第2図は第1図の!−1’線に沿って切断し矢印方
向に見た断面図であり、冷媒だめ118−bは隔壁11
13−eにより分割されており、冷媒は七〇それの冷媒
だめ11g−bに分割して収納されている。
向に見た断面図であり、冷媒だめ118−bは隔壁11
13−eにより分割されており、冷媒は七〇それの冷媒
だめ11g−bに分割して収納されている。
さて動作時には、シャフトll&及びターゲット4はa
−ター128によって10,000〜20.00 Or
pmの高速で回転さ牡る。このとき上記磁性流体116
によってターゲット4側は高真空に保たれている。そし
て円管134から適量の冷媒が供給され、この冷媒は冷
媒だめ118−bに留められ、溢れた冷媒がシャフト1
18の内壁を通って外部に導かれる。
−ター128によって10,000〜20.00 Or
pmの高速で回転さ牡る。このとき上記磁性流体116
によってターゲット4側は高真空に保たれている。そし
て円管134から適量の冷媒が供給され、この冷媒は冷
媒だめ118−bに留められ、溢れた冷媒がシャフト1
18の内壁を通って外部に導かれる。
電子銃3から放出された熱電子は、ターゲット4との間
の150KV程度の電位で加速されてターゲット4表面
に達する。ターゲット4の表面には、タングステン又は
その合金の板が貼り合せてあり、その上に高エネルギー
電子線が入射する。こnによって発生する熱は、熱伝導
によりてすばやく重金属でできたターゲット4の内部に
伝わる。そして、ターゲット4の熱は熱伝導率が大きい
絶縁物でできたシャフト118のターゲット支持部11
8−aを通って冷媒だめ11B−b内の冷媒に伝えらn
る。この冷媒は隔壁118−eに押されてターゲット4
と共に高速度に回転し、怖い遠心力によって冷媒だめ1
1.!?−bの内壁て強い圧力で押しやられる。
の150KV程度の電位で加速されてターゲット4表面
に達する。ターゲット4の表面には、タングステン又は
その合金の板が貼り合せてあり、その上に高エネルギー
電子線が入射する。こnによって発生する熱は、熱伝導
によりてすばやく重金属でできたターゲット4の内部に
伝わる。そして、ターゲット4の熱は熱伝導率が大きい
絶縁物でできたシャフト118のターゲット支持部11
8−aを通って冷媒だめ11B−b内の冷媒に伝えらn
る。この冷媒は隔壁118−eに押されてターゲット4
と共に高速度に回転し、怖い遠心力によって冷媒だめ1
1.!?−bの内壁て強い圧力で押しやられる。
従って、この冷媒と冷媒だめ118−bの間の蒸気相の
発生を防ぐことができ、熱伝達率を大きくする。冷媒だ
め118−bの壁面の温度上昇により、冷媒が蒸発した
場合には、発生した気体は冷媒の強い遠心力により気体
を回転中心方向に押しやり、シャフトll&−bの内壁
を通って外部に導かnる。このとき大きな気化潜熱によ
り、シャフト118のターゲット支持部11&−aを有
効に冷却する。蒸発した冷媒は円管134から供給さn
、冷媒だめ11.!l−bは常に冷媒で満たさnている
。
発生を防ぐことができ、熱伝達率を大きくする。冷媒だ
め118−bの壁面の温度上昇により、冷媒が蒸発した
場合には、発生した気体は冷媒の強い遠心力により気体
を回転中心方向に押しやり、シャフトll&−bの内壁
を通って外部に導かnる。このとき大きな気化潜熱によ
り、シャフト118のターゲット支持部11&−aを有
効に冷却する。蒸発した冷媒は円管134から供給さn
、冷媒だめ11.!l−bは常に冷媒で満たさnている
。
冷媒として水を使用した場合には、冷媒だめ111!−
bの内面は常時120℃以下に保ちながら、常時4KW
程度の熱乞取去るのは容易である。ターゲット4は成る
程度の熱容量例え゛ば500KHUを待たせておけば、
絶縁物でできたターゲット支持部118−aとの接合面
を低温に保ちながら、電子入射軌道面の温度上昇?許す
ことにより、大きな瞬時入力パワーの印加を可能とする
。例えば電子入射軌道面の温度が500℃以下になるよ
うに設計しておけば、ターゲット4に入力できる尖頭・
ぐワーは上記従来例に比べて同一回転速度、同一焦点サ
イズ下で2soo −soo 。
bの内面は常時120℃以下に保ちながら、常時4KW
程度の熱乞取去るのは容易である。ターゲット4は成る
程度の熱容量例え゛ば500KHUを待たせておけば、
絶縁物でできたターゲット支持部118−aとの接合面
を低温に保ちながら、電子入射軌道面の温度上昇?許す
ことにより、大きな瞬時入力パワーの印加を可能とする
。例えば電子入射軌道面の温度が500℃以下になるよ
うに設計しておけば、ターゲット4に入力できる尖頭・
ぐワーは上記従来例に比べて同一回転速度、同一焦点サ
イズ下で2soo −soo 。
2800−1500 ” ” 8倍に増すことができて
画期的な性能向上となる。換言すれば、同一のX線出力
を得ながらX線焦点の大きさを0.67倍に小さくでき
ることKなり、X線診断装置の解像度を大幅に改善する
ことができる。
画期的な性能向上となる。換言すれば、同一のX線出力
を得ながらX線焦点の大きさを0.67倍に小さくでき
ることKなり、X線診断装置の解像度を大幅に改善する
ことができる。
更に、ターゲット4の温度が200℃以下に低くなるま
での待時間は上記従来例に比べて娶0倍゛以下に短縮さ
れるので、例えばCT(Computor Tomog
raphy) 装置に使用した場合には、大幅な患者処
理能力の改善が計nる。
での待時間は上記従来例に比べて娶0倍゛以下に短縮さ
れるので、例えばCT(Computor Tomog
raphy) 装置に使用した場合には、大幅な患者処
理能力の改善が計nる。
又、回転機構部は常時120 ’C以下に保たnるため
、従来に比べて信頼性が向上し長寿命化を達成すること
ができる。又、回転に起因する振動、騒音?低い値に抑
えることができる。更に、従来に比べて高速回転を可能
にする。
、従来に比べて信頼性が向上し長寿命化を達成すること
ができる。又、回転に起因する振動、騒音?低い値に抑
えることができる。更に、従来に比べて高速回転を可能
にする。
又、ターゲット4は+75KV、ハウジング1はOv、
電子銃3は一75KV程度に保てるため、従来のX線装
置?何ら変更することなく、この発明の回転陽極型X線
管を採用することができる。
電子銃3は一75KV程度に保てるため、従来のX線装
置?何ら変更することなく、この発明の回転陽極型X線
管を採用することができる。
上記の従来例(@3図)はX線管容器(図示せず)の中
に装着して使用されるが、この発明の回転陽極型X線萱
は第1図のままで使用できるので、従来のものよりも小
形軽量となる。第1図の実施例では全長が42a3最大
径が20儂である。
に装着して使用されるが、この発明の回転陽極型X線萱
は第1図のままで使用できるので、従来のものよりも小
形軽量となる。第1図の実施例では全長が42a3最大
径が20儂である。
この発明によれば、次のような顕著な効果を得ることが
できる。
できる。
■ 陽極ターゲット4の冷却率が常に大きな値とな1)
、陽極ターゲット4が十分冷却さnるまでの時間が数十
分の1に短縮され、極めてデユティ(du Ly)が大
きい使用ができるので、例えばCT (Computo
r Tomagrophy ) 装置に使用さ几た場合
には、患者処理能力(患者スループット)が犬−幅に改
良される。
、陽極ターゲット4が十分冷却さnるまでの時間が数十
分の1に短縮され、極めてデユティ(du Ly)が大
きい使用ができるので、例えばCT (Computo
r Tomagrophy ) 装置に使用さ几た場合
には、患者処理能力(患者スループット)が犬−幅に改
良される。
■ 陽極ターケ゛グト4が常時低温に保たnるため、瞬
時可能人力が1.8倍(同一回転速度、同一ターダット
チイズ、同−焦点下で)Kも改善され、同−X線出方を
得るためには焦点の大きさを0.67倍に小さくするこ
とができ、これを使用したX線診断装置の解像度を著し
く改善できる。
時可能人力が1.8倍(同一回転速度、同一ターダット
チイズ、同−焦点下で)Kも改善され、同−X線出方を
得るためには焦点の大きさを0.67倍に小さくするこ
とができ、これを使用したX線診断装置の解像度を著し
く改善できる。
■ 陽極ターゲット4を正の高電圧に、ハウジングLを
アース電位に、電子銃3全負の高電圧に保って動作させ
られるため、上記の効果全有しながら従来の中性点接地
方式の高電圧電源で使用することができ、何ら変更を要
せずにX線診断装置に適用できる。
アース電位に、電子銃3全負の高電圧に保って動作させ
られるため、上記の効果全有しながら従来の中性点接地
方式の高電圧電源で使用することができ、何ら変更を要
せずにX線診断装置に適用できる。
■ 回転軸受部105が低温に保たれるため、極めて高
い信頼性を有するようになり、低振動、低騒音の長寿命
X線管を提供することができる。
い信頼性を有するようになり、低振動、低騒音の長寿命
X線管を提供することができる。
■ ハウジングLが管容器を兼ねるため、小形、軽量に
なる。
なる。
■ ハウジング1がディマランタブル構造になっており
、不良部分を交換することが可能で、価格が低減する。
、不良部分を交換することが可能で、価格が低減する。
■ 回転軸受部105の温度が低いため、高速回転が可
能であり、更にX線出力を増すことができる。
能であり、更にX線出力を増すことができる。
C発明の変形例〕
シャフト118の真空側側端部11B−aと陽極ターゲ
ット4との接合は、絶縁物でできた1 1.41− a
の表面をメタライズして、両者全鑞付けすると、熱伝達
率が改善さnで好ましくなる。
ット4との接合は、絶縁物でできた1 1.41− a
の表面をメタライズして、両者全鑞付けすると、熱伝達
率が改善さnで好ましくなる。
シャツl−118の側端部118−jl内の隔壁11&
−eの高さは、上記実施例ではシャフト11gの内径と
同じKなりているが、これよりも低くても高くてもかま
わない。父、隔壁11B−eを省略することもできる。
−eの高さは、上記実施例ではシャフト11gの内径と
同じKなりているが、これよりも低くても高くてもかま
わない。父、隔壁11B−eを省略することもできる。
上記実施例では、円g 134 ffシャフ) 111
1とは分離して固定しているが、シャツl−118と円
管134を一体に作るか、又は円管134乞シヤフ)7
1&で支持する構造にして、シャフト118と共に円<
、 134 f共に回転させるべく斐形してもよい。こ
の場合、円管134の一部にロータリージヨイント(図
示せず)が必要なことは言う迄もない。
1とは分離して固定しているが、シャツl−118と円
管134を一体に作るか、又は円管134乞シヤフ)7
1&で支持する構造にして、シャフト118と共に円<
、 134 f共に回転させるべく斐形してもよい。こ
の場合、円管134の一部にロータリージヨイント(図
示せず)が必要なことは言う迄もない。
シャフト118のうちシャフトハウジング110より大
気側の端部までの外表面をメタライズ処理することによ
り、a−ダー128をベアリング1011.109を通
してアース電位に保てば動作が安定となる。
気側の端部までの外表面をメタライズ処理することによ
り、a−ダー128をベアリング1011.109を通
してアース電位に保てば動作が安定となる。
Vヤント11Bとりャフトハクジング110の固定に際
し、シャフト118及びシャフトハウジング110のタ
ーゲット側の一端ンテーパーにして嵌合させ、この嵌合
部の近くのシャフトハウジング110の一部に縦方向の
割り溝を設けて弾性カフa−持たせて熱膨張時にブタを
なくし、而も回転時の軸の振AI¥起こさないだけの強
い力を持たせておく。更に、シャフトハウジング11θ
の他端にはシャフト118と7ヤフトハクジング110
の内側にスプリングアクション?持たせる材質(例えば
円筒状バネ)fL−挿入して締め付けておくと、上記の
効果が更に向上する。
し、シャフト118及びシャフトハウジング110のタ
ーゲット側の一端ンテーパーにして嵌合させ、この嵌合
部の近くのシャフトハウジング110の一部に縦方向の
割り溝を設けて弾性カフa−持たせて熱膨張時にブタを
なくし、而も回転時の軸の振AI¥起こさないだけの強
い力を持たせておく。更に、シャフトハウジング11θ
の他端にはシャフト118と7ヤフトハクジング110
の内側にスプリングアクション?持たせる材質(例えば
円筒状バネ)fL−挿入して締め付けておくと、上記の
効果が更に向上する。
ローター128とシャフト11Bとの収骨方法は、上記
と同様にしてもよい。電子銃3は複数個取付けても良い
ことは勿論である。
と同様にしてもよい。電子銃3は複数個取付けても良い
ことは勿論である。
又、陽極ターゲット4及びハウジング1の表面の一部又
は全部を黒化処理して輻射率を向上させても良いことは
勿論である。
は全部を黒化処理して輻射率を向上させても良いことは
勿論である。
更に、ハウジングLの周囲に例えば鉛のような重金属を
貼り合せておくと、X線漏洩を少なくすることができる
。
貼り合せておくと、X線漏洩を少なくすることができる
。
冷媒は気温よりも高いl温度、例えば40°Cに保って
おくと、露結がなく信頼性が向上する。
おくと、露結がなく信頼性が向上する。
冷媒は熱交換器を備えた閉ループ回路を流し、この熱交
換器?水冷又は強制空冷で冷却してもよい。
換器?水冷又は強制空冷で冷却してもよい。
又、上記実施例で鉱、高電圧供給部14ノ。
142は管軸と平行な方向に設けらnているが、こnら
の両方又は一部を範囲と直角の方向に設ければ、全長が
更に短かくできて有効である。
の両方又は一部を範囲と直角の方向に設ければ、全長が
更に短かくできて有効である。
弔1図はこの発明の一実施例に係る回転陽極型X線営を
示す断面図、第2図は第1図の1−1′線に沿って切断
し矢印方向に見た断面図、第3図は従来の回転陽極型X
線管を示す断面図である。 2・・・陰極、4・・・ターゲット、105・・・触受
部、110・・・シャフトハウジング、118・・・シ
ャフト、11B−a・・・ターゲット支持部、116・
・・磁性流体、118−b・・・冷媒だめ、123・・
・接触子、11.!?−e・・・ひだ部、11g−e・
・・隔壁、125・・・リング。
示す断面図、第2図は第1図の1−1′線に沿って切断
し矢印方向に見た断面図、第3図は従来の回転陽極型X
線管を示す断面図である。 2・・・陰極、4・・・ターゲット、105・・・触受
部、110・・・シャフトハウジング、118・・・シ
ャフト、11B−a・・・ターゲット支持部、116・
・・磁性流体、118−b・・・冷媒だめ、123・・
・接触子、11.!?−e・・・ひだ部、11g−e・
・・隔壁、125・・・リング。
Claims (14)
- (1)少なくとも1個の陰極と、この陰極に対向して配
設された回転可能なターゲットと、このターゲットを回
転自在に支持する絶縁物からなり内部に流体冷媒を導く
ように形成されたターゲット支持部と、このターゲット
支持部に機械的に密に接続された回転シャフトと、上記
ターゲット支持部の外表面の一部に設けられた接触子と
、上記ターゲット支持部を回転自在に支持し真空シール
機構を有している軸受部とを少なくとも具備し、 上記ターゲット支持部の流体冷媒の通路と は反対側の外表面の一部又は全部を上記ターゲットと同
電位に保ち、上記接触子を通って外部から上記ターゲッ
トに電位を与え、更に上記ターゲット支持部、ターゲッ
ト、接触子、陰極は真空中にあり、上記ターゲット支持
部の内部には真空外から回転シャフトの内部を通って流
体冷媒を流し込むように構成してなることを特徴とする
回転陽極型X線管。 - (2)上記軸受部に磁性流体を使用した特許請求の範囲
第1項記載の回転陽極型X線管。 - (3)上記回転シャフトの内部に流体冷媒の往復通路を
設けた特許請求の範囲第1項記載の回転陽極型X線管。 - (4)上記ターゲット支持部の外表面のうち上記ターゲ
ットと接する表面をメタライズしてターゲット支持部と
ターゲットを接合した特許請求の範囲第1項記載の回転
陽極型X線管。 - (5)上記ターゲット支持部とターゲットの接合面の一
部又は全部に弾性体を介在させた特許請求の範囲第1項
記載の回転陽極型X線管。 - (6)上記軸受部に、上記シャフトを固定する金属性の
シャフトハウジングを設け、このシャフトハウジングの
外面にベアリング及び回転自在の真空シールを設けた特
許請求の範囲第1項記載の回転陽極型X線管。 - (7)上記シャフトハウジングを少なくとも一端が閉じ
た中空の多重構造とし、その内部を真空にした特許請求
の範囲第6項記載の回転陽極型X線管。 - (8)上記シャフトハウジングの真空側端部の内面をテ
ーパ構造とし、上記シャフトのテーパ部と密接に結合し
た特許請求の範囲第6項記載の回転陽極型X線管。 - (9)上記ターゲットと上記軸受部の中間の外表面に波
状の凹凸を設けた特許請求の範囲第1項記載の回転陽極
型X線管。 - (10)上記ターゲットと上記軸受部の中間の位置に上
記ターゲット支持部と同軸的に金属性のリングをハウジ
ングの一部に固定した特許請求の範囲第1項記載の回転
陽極型X線管。 - (11)上記ターゲットに正の高電位を、上記ハウジン
グにアース電位を、上記陰極に負の高電位を与えた特許
請求の範囲第6項記載の回転陽極型X線管。 - (12)上記ターゲット支持部の内部に流体冷媒をため
る凹みを設けた特許請求の範囲第2項記載の回転陽極型
X線管。 - (13)上記ターゲット支持部の内部に放射状の隔壁を
設けることにより複数個の流体冷媒だめを形成した特許
請求の範囲第12項記載の回転陽極型X線管。 - (14)上記流体冷媒として25℃〜40℃の水を使用
した特許請求の範囲第1項記載の回転陽極型X線管。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204808A JPS6182642A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 回転陽極型x線管 |
| US06/780,176 US4674109A (en) | 1984-09-29 | 1985-09-26 | Rotating anode x-ray tube device |
| DE8585306929T DE3581181D1 (de) | 1984-09-29 | 1985-09-27 | Drehanodenroentgenroehre. |
| EP85306929A EP0186937B1 (en) | 1984-09-29 | 1985-09-27 | Rotating anode x-ray tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204808A JPS6182642A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 回転陽極型x線管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182642A true JPS6182642A (ja) | 1986-04-26 |
| JPH0329125B2 JPH0329125B2 (ja) | 1991-04-23 |
Family
ID=16496705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204808A Granted JPS6182642A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 回転陽極型x線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182642A (ja) |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204808A patent/JPS6182642A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329125B2 (ja) | 1991-04-23 |
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