JPS6276246A - 回転陽極形ｘ線管 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は、回転陽極形Ｘ線管に関する。

［発明の技術的背景とその間頂点］ 一般に、回転陽極形Ｘ線管は真空容器を有しており、こ
の真空容器内には、熱電子を放出するためのフィラメン
トを有した陰極と、フィラメントから放出された熱電子
の衝突によりＸ線を発生させるターゲットを有した傘形
の回転陽極とが相対向配置されている。そしＣ１この傘
形の回転陽極は、真空容器の外部の固定子により電ｖＡ
誘導で回転駆動される回転子に連結されている。この回
転子は、好適な軸受手段を介して真空容器に枢支されて
いる。

第４図には、従来の回転陽極形Ｘ線管の傘形の回転陽極
２が示されている。この回転陽極２はモリブデン若しく
はモリブデン合金から成っており、この回転陽＠２には
、タングステン若しくはタングステン合金から成る環状
のターゲット４が一体的に嵌め込まれている。そして、
この回転陽極２の中心部には中心軸孔６が形成されてお
り、この中心軸孔６内には、回転子に固着された連結軸
８が貫通されている。ナツト１０によってこの連結軸８
と回転陽極２とは固定されている。

ところで、このような構造のＸ線管において、鮮鋭な良
質な画像を得るためには、できるだけ小さな焦点を形成
し入力を大きくすることが望ましい。小さな焦点で入力
を大きくするためには、ターゲット４の径を大きくする
か回転陽極２の回転を速くしなければならない。ここで
、回転陽極２が真空容器内に配置されるので、回転陽極
２のターゲット４の径は真空容器から制限されている。

そこで、鮮鋭な良質な画像を得るためには回転陽極２の
回転をより高速にすることが望まれている。

しかしながら、このように構成された従来の回転陽極形
Ｘ線管では、回転陽極２の中心部に中心軸孔６が形成さ
れ、かつ回転陽極２と連結＠８との固定がナツト１０に
よりなされている。このため、製造上、回転陽極２の中
心軸孔６と連結軸８との間には隙間が必要とされる。回
転時、この隙間によって回転陽極２はガタッキが生じ、
この不釣合のため、振れまわりが起こるという欠点があ
る。また、この連結構造では、回転時、回転陽極２の中
心部に中心軸孔６があるため、大きな遠心応力が回転陽
極２の中心部に作用するので、回転陽極２の回転に一定
の限界があり、高速回転が望めないという問題がある。

さらに、回転陽極２とターゲット４とは異なる膨張係数
を有する異なる金属から成っているので、温度上昇時、
回転陽極２とターゲット４との間の剥離が生じ易いとい
う欠点がある。

［発明の目的］ この発明の目的は、上述の事情に鑑みなされたものであ
って、従来の陽極回転では望めなかった高速回転を実現
し、これにより、入力を大きくかつ焦点を小さくでき、
より鮭明なＸ線画像を得ることのできる回転陽極形Ｘ線
管を提供することにある。

［発明の概要］ この発明による回転陽極形Ｘ線管は、回転陽極を回転子
に連結する連結軸は回転陽極と一体的に形成され、回転
陽極の中心部の厚さはその外周から回転軸線の中心に近
付くにつれて肉厚にされていることを特徴としている。

［実施例］ 以下、第１図及び第２図を参照しながら、この発明の一
実施例について説明する。

第１図には、この発明の一実施例による回転陽極形Ｘ線
管が示されている。この回転陽極形Ｘ線管は真空容器２
０を有しており、この真空容器２０内には、陰極２２と
回転陽極２４が相対向して配置されている。この陰極２
２は真空容器２０の管軸線から偏倚しているとともに、
熱電子を放出するためのフィラメン１〜（図示しない）
を有している。

回転陽極２４の陰極２２と対向した側の周辺には環状の
ターゲラ１〜２６が形成されている。このターゲット２
６は薄くされている。そして、この回転陽極２４はその
周辺から第１図中符号Ｃで示される回転軸線（この場合
、管軸線と一致している）の中心に向かって肉厚にされ
ている。一方、回転陽極２４の反対側には連結軸２８が
回転陽極２４と一体的に形成されている。ここで、ター
ゲット面２６はタングステン若しくはタングステン合金
から成っており、一方、連結＠２８を含む回転陽極２４
はモリブデン若しくはモリブデン合金から成っている。

回転陽極２４の連結軸２８には回転、子３０が固着され
ており、この回転子３０は、例えば、玉軸受、磁気軸受
等の好適な軸受＠＠（図示しない）を介して陽極支持軸
３２に回転可能に取付けられている。この陽極支持軸３
２は真空容器２０に気密に取（＝Ｊけられている。そし
て、この真空容器２０の外部には、電磁誘導により回転
陽極２４を回転駆動させるための固定子（図示しない）
が回転子３０に対応して配置されている。また、真空容
器２０には、ターゲット２６に発生するＸ線を照射する
ための出力窓３４が形成されている。

次に、このように構成された回転陽極形Ｘ線管の作動に
ついて説明する。

作動時、陰極２２のフィラメントが通電加熱され、この
フィラメントからは熱電子が放出される。

この放出された熱電子はターゲット２６に衝突し、この
熱電子の衝突により、Ｘ線は第１図中矢印３６で示され
た方向に照射される。

第２図には、この発明の回転陽極形Ｘ線管の回転陽極２
４の中心部に作用する遠心応力と毎分時回転数（ＲＰＭ
）との関係が示されている。第２図中の実線Ａに示され
るように、回転陽極２４の中心部に作用される遠心応力
は３万回転以上であっても許容応力を越えない。即ち、
この発明の回転陽極形Ｘ線管では、３万回転以上の回転
が可能である。尚、比較のため、従来の回転陽極形Ｘ線
管の回転陽極の中心部における遠心応力が第２図中鎖線
で示されている。この従来の回転陽極形Ｘ線管では、中
心軸孔が回転＠極の中心部に形成され、かつ回転陽極と
連結軸との間の連結がナツトによりなされているので、
遠心応力は１号数千回転で許容応力を越えている。

上述のように、この回転陽極形Ｘ線管では、回転陽極２
４を高速で回転させることでき、このため、ターゲット
２６における熱電子の衝突領域、即ち、焦点３８に発生
する熱はターゲツト２６全体にわたり均一化されるので
、この回転陽極形Ｘ線管ひは、焦点３８の寸法をより小
さくすることができ、これにより、鮮明な画像が得るこ
とができる。

また、この回転陽極形Ｘ線管では、従来、ナラ１へによ
り回転陽極と連結軸とを連結していた連結部を省略でき
、回転陽極２４と連結軸２８とを一体的に加工できる。

ざらに、回転時、回転陽極２４及び回転子３０から成る
回転体のアンバランスの原因となる心ずれを最小限に抑
制することができる。

また、モリブデン若しくはモリブデン合金に比べて熱伝
導の悪いタングステン若しくはタングステン合金から成
るターゲット２６を薄肉化にすることにより、熱電子の
衝突によりターゲット２６に発生した熱は、モリブデン
若しくはモリブデン合金から成る回転陽極２４に良好に
伝達される。

さらに、熱電子の衝突するターゲット２６をより薄肉に
形成匁ることにより、温度上昇のため、熱膨張係数の異
なる異種の金属から構成されたターゲット２焔≧′この
ターゲラ１〜２６を除く回転陽極２４との間の生起する
剥離は防止され、これにより、信頼性の高い回転陽極形
Ｘ線管が得られる。

また、回転陽極２４の中心部を肉厚にしかつ連結軸２８
と回転陽極２４とを一体的にした形状により、回転陽極
２４全体の表面積をより大きくすることができる。この
表面積を大きくすることは、この回転陽極２４全体から
放出される放射熱を大きくすることになり、回転陽極２
４仝体の冷却率を向上することができる。

特に、この発明の回転陽極形Ｘ線管の回転陽極では、そ
の中心部の厚さを外周部の厚さの３倍以上とし、かつそ
の中心部から外周部に至るまでの厚さを指数関数的に減
少させて形成することにより、高速回転時に生じる遠心
応力をさらに均一化することが可能となり、かつ安全性
を高め、焦点を小さくして画像の鮮明化を図ることがで
きる。

尚、回転陽極のターゲットが設けられる領域は平坦にし
て形成することが望ましい。

［発明の変形例］ 次に、第３図を参照しながら、この発明の変形例につい
て述べる。

第３図に示された回転陽極形Ｘ線管は、第１図に示され
た回転陽極形Ｘ線管と比較して、基本的に回転体を両側
に支持する両持ち構造′ｃ必ることを特徴としている。

即ち、第１図に示された回転陽極形Ｘ線管と同様に、こ
の回転陽極形Ｘ線管は真空容器４０を有しており、この
真空容器内には陰極４２と、この陰極４２と対向したタ
ーゲット４６を有する回転陽極４４とが配置されている
。

しかしながら、この回転陽極４４は、２個の連結軸部４
８Ａ、４８Ｂから成る連結軸と一体的に形成されており
、また、回転子及び陽極支持軸は２個の回転子部５０△
、５０Ｂ及び陽極支持軸部５２△、５２Ｂから夫々に成
っている。そして、回転陽極４４はその両側の連結軸部
４８Ａ、４８Ｂ及び回転子部５０Ａ、５０Ｂを通じて軸
受手段（図示しない）を介して陽極支持軸部５２Ａ、５
２Ｂに支持されている。そこで、第３図に示されるよう
に、回転陽極４４は左右対称な形状にされており、回転
陽極４４はその周辺から回転軸線の中心に向かってより
肉厚にされた形状である。

このように構成された回転陽極形Ｘ線管では、回転陽極
４４の中心部が第１図に示されたＸ線管の回転陽極より
ざらに肉厚にすることにより、回転陽極４４の中心部は
遠心応力に対してより強固にされるので、回転陽極４４
を含む回転体は高速回転さすことができる。また、この
回転体がその両側で２個の陽極支持軸部５２△、５２Ｂ
に支持されることにより、回転体の負荷を両陽極支持軸
部５２Ａ、５２Ｂに均等に配分することができる。

従って、このＸ線管では、回転体をさらに高速回転させ
ることができる。

［発明の効果］ この発明によれば、回転陽極の中心部をその外周から中
心に向かって肉厚にし、この回転陽極と、回転子に連結
される回転軸とを一体的に形成することにより、回転陽
極に生じる遠心応力を均一化することができる。このた
め、この回転陽極形Ｘ線管では、より高速回転が実現で
きる。これにより、エネルギ密度が上昇する小焦点化に
おいてもターゲット表面の温度を均一化できるので、Ｘ
線画像の鮮明化を図ることができる。また、熱電子の衝
突するターゲツト面の部位をより薄肉に形成することに
より、温度上昇のため、熱膨張係数の異なる異種の金属
から構成されたターゲツト面の部位とこのターゲツト面
の部位を除く回転陽極との間の生起する剥離は防止され
、これにより、信頼性の高い回転陽極形Ｘ線管が得られ
る。

また、この発明によれば、上述の回転陽極の形状、即ち
、回転陽極の中心部を肉厚にし回転軸と回転陽極とを一
体的にした形状により、回転陽極全体の表面積をより大
きくすることができる。この表面積を大きくすることは
、この回転陽極全体から放出される放射熱を大きくする
ことになり、回転陽極全体の冷却率を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例に係る回転陽極形Ｘ
線管を概略的に示す断面図であり、第２図は、第１図の
回転陽極の中心軸における遠心応力と回転数との関係を
示すグラフでうり、第３図は、この発明の第２の実施例
に係る第２図と同様な回転陽極形Ｘ線管の断面図であり
、第４図は、従来の回転陽極形Ｘ線管の回転陽極を示す
断面図である。 ２０．４０・・・真空容器、２２．４２・・・陰極、２
４．４４・・・陽極、２６．４６・・・ターゲット、２
８・・・連結軸、３０・・・回転子、３２・・・陽極支
持軸、４８Ａ、４．８Ｂ・・・連結軸部、５０△、５０
Ｂ・・・回転子部、５２Ａ、５２Ｂ・・・陽極支持軸部
。 出願人代理人　弁理士　鈴江　武彦 田打線　ＲＰＭ 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）管軸線を有した真空容器と、この真空容器内に前
   記管軸線から偏倚して配置される陰極と、この陰極から
   放出された電子の衝突によりＸ線を発生させるターゲッ
   トを有し前記真空容器内に配置される回転陽極と、前記
   真空容器内で前記回転陽極に固着される回転子と、前記
   真空容器に固定され前記回転子を回転可能に支持する陽
   極支持軸とを具備した回転陽極Ｘ線管において、前記回
   転陽極を前記回転子に連結する連結軸は前記回転陽極と
   一体的に形成され、前記回転陽極の中心部の厚さはその
   外周部から回転軸線の中心に近付くにつれて肉厚にされ
   ていることを特徴とする回転陽極形Ｘ線管。
2. （２）前記連結軸と一体的に形成された回転陽極はモリ
   ブデン若しくはモリブデン合金からなっており、一方、
   前記ターゲットはタングステン若しくはタングステン合
   金から成っており、このタングステンの厚さは薄肉にさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の回転陽極形Ｘ線管。
3. （３）前記回転子は前記回転軸線に沿って前記回転陽極
   の両側に配置された２個の回転子部から成っており、ま
   た、前記陽極支持軸は前記真空容器に夫々固定された２
   個の陽極支持部から成っており、前記回転陽極は前記回
   転子の回転子部を介して両陽極支持軸部に支持されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の回転陽極形Ｘ線管。
4. （４）前記回転陽極は、その中心部の厚さを外周部の厚
   さの３倍以上にし、かつその中心部から外周部に至るま
   での厚さを指数関数的に減少させて形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の回転陽極形
   Ｘ線管。