(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管の回転ターゲット駆動電気誘導電動機回転子であって、
円筒形の中空なキャリヤ部材と、
該キャリヤに同心状に配置されており、隣接した積重ねアレイを成している複数の高磁性の環状ディスクの薄片であって、該薄片の各々は、その外縁に隣接した開いた円形開口の外縁の列を有しており、前記積重ねアレイのすべての薄片は、該積重ねアレイの外縁に同軸で縦方向のチャネルの外縁の列を形成するように、正しく重ね合わされた開いた円形開口を有している、複数の高磁性の環状ディスクの薄片と、
前記チャネルの各々に設けられており、導電性の高い接着材でコーティングされた銅の棒と、
前記積重ねアレイの各端で前記キャリヤと平面的に接触して該キャリヤに同心状に嵌め込まれており、導電性の高い接着材でコーティングされた銅の環状端リングであって、該端リングは、前記銅の棒の端を受け入れるように前記積重ねアレイの前記チャネルと正しく重ね合わされた開口の外縁の列を有している、銅の環状端リングと
を備えたＸ線管の回転ターゲット駆動電気誘導電動機回転子。
【請求項２】
前記接着材は、金属を含んでいる請求項１に記載のＸ線管の回転ターゲット駆動電気誘導電動機回転子。
【請求項３】
前記接着材は、前記銅の棒を前記端リング及び前記薄片に接合していると共に、前記端リングを前記キャリヤに接合している請求項１に記載のＸ線管の回転ターゲット駆動電気誘導電動機回転子。
【請求項４】
前記接着材は、金（Ａｕ）を含んでいる請求項１に記載のＸ線管の回転ターゲット駆動電気誘導電動機回転子。
【請求項５】
前記キャリヤは、クロム（Ｃｒ）鉄（Ｆｅ）合金材である請求項１に記載のＸ線管の回転ターゲット駆動電気誘導電動機回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線管の回転ターゲット駆動回転子に関し、特に、回転させるためにターゲット陽極ディスクがその上に実装されている管内の電気誘導電動機回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、Ｘ線管と呼ばれるＸ線ビーム発生装置は、真空のチャンバ内又は管内の電気回路の隔設された２つの電極を含んでいる。一方の電極は熱電子放出陰極電極であり、この電極は、ターゲット電極、即ち陽極電極から間隔を置いて管内に装着されている。陰極は電気抵抗で加熱されることにより、陽極ターゲットに向かう電子流を発生する。電子ビームは、ターゲットに当たる非常に高速の電子の細いビームとして適当に集束される。ターゲットは所定の材料（通常、耐熱材料を含んでいる）の衝突表面を使用している。従って、ターゲット材料に衝突する電子の運動エネルギは、非常に高周波の電磁波、即ちＸ線に変換される。このＸ線はターゲットから放出され、適当にコリメーション、集束されて、内部の分析又は検査の目的、例えば人間の医療診断手順のために被検体内に入る。ターゲット表面に衝突する電子の高速ビームによって、局限された位置に極めて高温が生じる。この高温はターゲット材料及び構造に対して有害である。その結果、回転するディスク状のターゲットを用いることが一般的になった。回転するターゲットによって、電子が衝突するターゲットの領域は絶えず変化する。これにより、局限された熱の集中が回避されると共に、加熱の影響がターゲット構造全体により良く分散される。１００００ＲＰＭを超えるターゲット回転速度は、異常ではない。
【０００３】
Ｘ線管ターゲット陽極を回転させるために用いられている駆動手段の一例としては、同軸回転のための電気誘導電動機の電機子、即ち回転子が、真空のガラスのＸ線管の細くなった部分に装着されている。電動機の界磁巻線が管の細くなった部分を密に同軸に取り囲んでいる。これにより、周知の電動機の原理に従って、電動機の界磁巻線は同心の回転子に作用して、回転子を回転させる。ターゲット・ディスク（円板）は熱電子放出陰極に露出するように、回転子に装着されている。
【０００４】
Ｘ線発生能力が増大し、その結果、Ｘ線管及びターゲットが大きくなることにより、ターゲットの始動トルク及び運転トルクを大きくするために、より効率的な電動機駆動が必要になってきた。
【０００５】
【発明の目的】
従って、本発明の目的は、Ｘ線管内の回転ターゲットの電動機駆動手段のための改善された電気誘導電動機回転子を提供することにある。
【０００６】
【発明の概要】
誘導電動機の回転子構造が、円筒形の中空なキャリヤ上に非常に薄い高磁性の環状ディスクの同心状の積重ね（スタック）アレイを含んでいる。各ディスクは、その外縁に隣接した開いた円形の開口の列を有しており、円の開いた部分は外縁上にある。従って、開口が正しく重ね合わさるようにディスクをキャリヤ上に配置すると、積重ねアレイの円周には、縦方向で同軸のスロットの円周方向の列が形成される。やはり外縁に隣接した開口の外縁列を有している壁の厚い金めっきされた銅の端板リングが、薄片の積重ねアレイに平面的に当接すると共に板リングの開口が薄片の開口と正しく重ね合わさるように、薄片の積重ねアレイの各端でキャリヤ上に配置されている。端板リングに設けられた開口内に金めっきされた銅の棒又はバーが挿入されることにより、形成された縦方向且つ軸方向のスロットを通って薄片の積重ねアレイ内に突き出る。組み立てられた構造が真空炉内に配置されることにより、金めっきが融解して、組み立てられた電動機の回転子構造の金拡散接合で一体ユニットが形成される。
【０００７】
本発明は、以下の図及び説明により、より良く理解される。
【０００８】
【実施例】
図１を参照して、Ｘ線管の構成要素及びそれらの配置について説明する。
図１に示すように、Ｘ線管は、真空のガラス管構造１１を含んでいる。真空のガラス管構造１１は、広がった部分１２と、細くなった部分１３とを含んでいる。細くなった部分１３内には、電動機回転子１４が部分１３内で同軸回転するように軸受集合体１５内に装着されている。電動機固定子又は界磁巻線（図示していない）が通常のように、細くなった部分１３及び回転子１４を同軸状に取り囲んでいる。従って、界磁巻線の電気励磁により、回転子１４は誘導電動機回転子として回転する。軸１６が管１１の広がった部分１２内に伸びており、ターゲット陽極１７が軸１６と共に回転するように、軸１６に装着されている。ターゲット１７から軸方向に間隔を置いて、熱電子放出陰極１８が設けられており、それと共に、電源（図示していない）に電気的に接続するために、全体が参照番号１９で示された適当な電気接続が設けられている。電子集束手段を通常含んでいる熱電子放出陰極１８の付勢により、高速の電子流、即ち電子ビームが発生する。この電子ビームが通常のようにターゲット１７に当たり、Ｘ線を発生する。この接続では、電子の衝突によってターゲットに生じる非常に高い温度を改善するために、ターゲット１７の回転は極めて重要である。質量がより大きい、より大きなターゲットでは、最適期間内に所望の回転速度に達すると共にその回転速度を維持するために、回転子１４には付加的なトルク能力が必要とされる。
【０００９】
より大きなＸ線管に適用するためのずっと改善された高トルク回転子が図２に示されている。
図２に示すように、高トルク回転子２０は、円筒形の中空な金属キャリヤ２１のベース構造を含んでいる。複数の薄い高磁性の環状薄片２２が、キャリヤ２１と同心に装着されている。薄片２２は、キャリヤ２１上の一対の環状端板、即ちリング２３の間に積重ねアレイとして形成されている。一対の端板２３は薄片２２の積重ねアレイに当接している。各端板２３は、リングの外縁に密に接した開口２４の円形の列を含んでいる。各薄片は又、リング２３の開口に類似した開口の一致した列を含んでいる。正しく重ね合わされた薄片の積重ねアレイでは、薄片の開口によって円形チャネル２５が形成されている。円形チャネル２５は、端板２３及び積重ねアレイを同軸状に通過している。
【００１０】
薄片２２は高磁性の材料から形成されている。本発明の一実施例では、高磁性の材料は、４９％の鉄（Ｆｅ）と、４９％のコバルト（Ｃｏ）と、残りのバナジウム（Ｖａ）とを含んでいる合金であり、厚さが０．０２５インチから０．０３０インチの範囲であった。他の高磁性合金には、白金（Ｐｌ）のような金属、他の量のコバルト（Ｃｏ）、ある希土類金属が含まれ得る。薄片２２は一般的には、電気機械の回転子と、固定子とを構成しているそれらの薄片に関連しており、薄鋼板ストックから打ち抜き加工又は押し抜き加工されている。押し抜き操作は、薄片の小さな周辺部分を打ち抜くためにも使用される。これにより、このような薄片の積重ねアレイの外縁に、電気導体又はコイルの溝若しくはスロットが回転子又は固定子として設けられており、その内部に電気コイル又は導体を保持している。本発明では、チャネル２５を構成している薄片開口は、開いた円又は半分閉じた開口であり、円の開いた部分は薄片の外縁にある。その結果、図２に示されるような薄片の積重ねアレイでは、チャネル２５の開口の互いに隣接した開いた円部分によって、各チャネル２５に対する縦方向のスロット通路２６が形成されている。銅のバー又は棒２７が端板２３及びチャネル２５を通過することにより、誘導電動機回転子２０に対する電気導体バーとして作用する。銅のバー２７及び端リング２３は、導電率が銅の導電率以上に大きくされた良好な接着材で前もってコーティング又はめっきされている。このような材料には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）のような金属、並びにこれらの金属を含んでいる材料及び合金が含まれている。これらの必要条件に適合しており、本発明の一実施例で使用される特定の１つの金属は、金（Ａｕ）である。本発明の一実施例では、上述の薄片及び端リング構成要素が図２の回転子２０として、３００型のステンレス鋼キャリヤ２１に組み立てられる。
【００１１】
その後、組み立てられた構造を約１０−５トルの圧力の真空チャンバ内に配置し、約３分〜６分間約１０７０°の高温を加える。この手順により、構成要素上の金めっきが溶けて、接触した構成要素内に拡散することにより、一体形成された単一の構造として回転子２０の金拡散接合が行われる。接着プロセスは約１０７０°の温度で進められる。この約１０７０°の温度は、Ｘ線管内の回転子の動作温度よりも高い。これらの事情は本発明の回転子の利点を表す。即ちこれにより、回転子のある程度の温度及び脱ガス調節、例えば、構造及びその構成要素における応力除去、並びに高温低圧環境からの脱ガスが行われる。脱ガスは、接着手順の間の真空チャンバ内の圧力の増大によって観察された。その後、回転子２０は旋盤のような金属加工機械内に配置されて、リング２３の外径が所定の寸法となるように加工される。この機械加工によって、回転子の外縁で銅導体２７が所定の通りに露出して、回転子２０が精密な直径を有することになる。更に詳しく述べると、本発明の回転子２０では、回転子の外縁に密接した導体バー又は棒２７の列が得られるので、誘導電動機の導体バーと取り囲んでいる固定子との間に都合のよい最小のエアギャップが形成される。スロット２６及びスロットの導体２７の横断面積を変化させることにより、回転子の速度−トルク特性を変化させてもよい。本発明の一実施例では、各スロット２６の露出する銅は、円周方向の幅が約０．０５３インチであり、露出している銅の表面は薄片２２の積重ねアレイの外縁にほぼ一致していた。
【００１２】
回転子２０のすべての材料は、ガスを吸収したり又は吸蔵する可能性の小さい材料となるように選択されている。従って、Ｘ線管に必要な脱ガス手順に過度に時間がかからず、Ｘ線管動作の通常の温度及び圧力の間に、Ｘ線の発生に有害な影響を及ぼすガスが放出されない。
より大きなＸ線管が金属の組み立て部品又は部分から組み立てられるが、図１について説明したような全体的な構造及び配置は維持されている。このような場合、同様な細くなった部分は、取り付けられたターゲットを回転させるために本発明の回転子２０が内部に同心状に装着された閉じた薄い壁の金属の円筒で構成されていてもよい。この金属の細くなった部分が図３に示されている。
【００１３】
図３に示すように、Ｘ線管２９は、より大きな部分３０と、ネック部分３１とを含んでいる。ネック部分３１は、円形のフランジ３３に同軸接合された壁の薄い金属円筒３２を含んでいる。フランジ３３は、ネック部分３１を管２９のより大きな部分３０に接続する切頭体状の遷移片の一部である。円形の後板部材３５が円筒３２の延長端に嵌まり込んでおり、円筒３２の延長端を仕切っている。本発明の回転子２０は、円筒３２内に同軸配置されており、管２９のより大きな部分３０内に伸びている軸手段３６に固定されている。誘導電動機の固定子又は界磁巻線（図示していない）がネック部分３１を密に取り囲んでいる。誘導電動機の固定子又は界磁巻線が電気的に付勢されると、回転子２０が回転する。円筒３２のための金属が薄いほど、本発明の回転子２０は高効率となる。強い固定子磁界及び本発明の非常に反応し易い回転子２０と共に、円筒３２に対して薄い金属を用いることにより、質量がより大きいＸ線ターゲットに必要とされるような種類の、回転子２０からの高トルクが得られる。円筒３２は磁性材料で作成しても、非磁性材料で作成してもよい。本発明の一実施例では、円筒３２は、インコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）金属と呼ばれ、厚さが約０．０２０インチの鉄（Ｆｅ）と、ニッケル（Ｎｉ）と、クロム（Ｃｒ）との合金から形成されている。
【００１４】
回転子２０の組み立て及び接着のプロセスには、金めっきすべき主要構成要素を選定すること、構成要素を組み立てて完全な構造とすること、並びにその後に構造に高温及び低圧を加えることにより主要構成要素から他の接触する構成要素への金拡散接合を行うことが含まれている。このプロセスにより、低圧又は真空の用途のための一体で電気的に高効率で高トルクの誘導電動機回転子が得られる。特に、Ｘ線管が用いられるべきＸ線管の通常の動作温度を超える温度で、そしてＸ線管が用いられるべきＸ線管の圧力よりも低い圧力又は真空で、接着プロセスが実行される。本発明により、高温、低圧又は真空の動作条件に対して特に適合できる高効率の誘導電動機回転子が提供される。又、上述の構造により、電動機の固定子又は界磁コイルに対するクリアランス・ギャップの小さい動作も提供される。
【００１５】
一実施例により本発明の開示及び説明を行ってきたが、当業者には理解されるように、本発明の要旨及び範囲を逸脱することなく種々の変更及び変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装着された回転子及び駆動される回転ターゲットと共にＸ線管を示す横断面図である。
【図２】本発明の回転するターゲット回転子構造の概略横断面図である。
【図３】本発明の回転子を内部に有しているより大きなＸ線管の細くなっている部分の横断面図である。
【符号の説明】
２０    回転子
２１  キャリヤ
２２    環状薄片
２３    端リング
２４    開口
２５    チャネル
２７    銅のバー又は棒
【図１】
0003549947.tif 000002
【図２】
0003549947.tif 000003
【図３】
0003549947.tif 000004