(57)【要約】【課題】  回転陽極Ｘ線管及びその製造方法を提供する。【解決手段】  回転陽極Ｘ線管は、陰極と、陽極ターゲットと、陽極ターゲットが固定された陽極ターゲット支持シャフトと、陽極ターゲット支持シャフトが連結された回転体と、回転体に軸受を介して連結された固定体とを具備し、陽極ターゲット支持シャフトと回転体との連結部をろう材で接合してあり、ろう材は、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％の配合比で且つ１０００℃〜１１００℃の溶融温度である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極から放出された電子が衝突することによりＸ線を発生する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットが固定された陽極ターゲット支持シャフトと、
前記陽極ターゲット支持シャフトが連結された回転体と、
前記回転体に軸受を介して連結された固定体とを具備し、
前記陽極ターゲット支持シャフトと前記回転体との連結部をろう材で接合してあり、前記ろう材は、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％の配合比で且つ１０００℃〜１１００℃の溶融温度である回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】
前記陽極ターゲット支持シャフトはモリブテン又はモリブテン合金製であり、前記回転体は前記陽極ターゲット支持シャフトとの前記連結部が鉄又は鉄合金製である請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】
陽極ターゲットが固定された陽極ターゲット支持シャフトと、固定体に軸受けを介して連結された回転体とを連結する工程と、
前記陽極ターゲット支持シャフトと前記回転体との連結部にろう材を載置して炉内でろう材を溶融して前記連結部をろう接する工程とを備え、
前記ろう材は、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％の配合比で且つ１０００℃〜１１００℃の溶融温度である回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【請求項４】
前記陽極ターゲット支持シャフトはモリブテン又はモリブテン合金製であり、前記回転体は前記陽極ターゲット支持シャフトとの前記連結部が鉄又は鉄合金製である請求項３に記載の回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【請求項５】
前記ろう材を溶融する炉内の雰囲気は、露点が−３７℃以下の水素雰囲気である請求項３又は４に記載の回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【請求項６】
前記ろう材を溶融する炉内の雰囲気は、真空度が１〜１×１０−３（Ｐａ）である請求項３又は４に記載の回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転陽極Ｘ線管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転陽極型Ｘ線管は、真空容器内に配置した陰極と陽極ターゲットを具備し、陽極ターゲットは、陽極ターゲット支持シャフトに固定されており、陽極ターゲット支持シャフトは回転体に連結されており、回転体は軸受けを介して固定体に支持されている。真空容器外には電磁コイルが配置されており、電磁コイルに電流を印加することで、回転体を高速回転させながら、陰極から放出した電子ビームを回転陽極ターゲット面に当ててＸ線を放出させている。
【０００３】
特許文献１には、陽極ターゲット支持シャフトと回転体との連結部を、一般に使用されている銅（Ｃu）合金製のろう材に替えて、ニッケル（Ｎｉ）合金製のろう材で接合することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０４５６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、回転陽極Ｘ線管の様な高温での繰り返し環境では、陽極ターゲット支持シャフトと回転体との連結部を、ニッケル合金のろう材で接合した場合に、銅（Ｃｕ）ろう材に比較して強度は高いものの、接合部の靱性が低下するおそれがあり、結果的に接合部の劣化が進み、陽極ターゲットの回転がアンバランスになって、異常振動が発生するおそれがあった。
【０００６】
本発明の実施形態は、高温での繰り返し動作でも陽極ターゲットが安定した回転を維持し続けることができる回転陽極Ｘ線管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る回転陽極Ｘ線管は、陰極から放出された電子が衝突することによりＸ線を発生する陽極ターゲットと、前記陽極ターゲットが固定された陽極ターゲット支持シャフトと、前記陽極ターゲット支持シャフトが連結された回転体と、前記回転体に軸受を介して連結された固定体とを具備し、前記陽極ターゲット支持シャフトと前記回転体との連結部をろう材で接合してあり、前記ろう材は、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％の配合比で且つ１０００℃〜１１００℃の溶融温度である。
【０００８】
一実施形態に係る回転陽極Ｘ線管の製造方法は、陽極ターゲットが固定された陽極ターゲット支持シャフトと、固定体に軸受けを介して連結された回転体とを連結する工程と、前記陽極ターゲット支持シャフトと前記回転体との連結部にろう材を載置して炉内でろう材を溶融して前記連結部をろう接する工程とを備え、前記ろう材は、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％の配合比で且つ１０００℃〜１１００℃の溶融温度である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施の形態に係る回転陽極Ｘ線管の概略的構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示すＡ部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら、一実施の形態に係る回転陽極Ｘ線管及びその製造方法について詳細に説明する。なお、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
図１に示すように、回転陽極Ｘ線管１は、真空外囲器３と、真空外囲器３内に収納された陰極５と、陽極ターゲット７と、陽極ターゲット支持シャフト９と、回転体１１と、固定体１３とを備えており、真空外囲器３の外側にステーターコイル１５とを備えている。
【００１２】
真空外囲器３内は真空に保持されている。
【００１３】
陰極５は電子を放出する部材である。
【００１４】
陽極ターゲット７は、円盤状であり、陰極５との対向面７ａに陰極５から放出された電子が衝突することによりＸ線を発生する。陽極ターゲット７は、高融点の重金属でできており、重金属としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）若しくはこれらの各合金が使用されている。
【００１５】
陽極ターゲット７は、円盤の中央部で陽極ターゲット支持シャフト９に支持されており、ナット１７で陽極ターゲット支持シャフト９の上端部に固定されている。
【００１６】
陽極ターゲット支持シャフト９の下端部９ａは、連結部１２で回転体１１に連結されている。陽極ターゲット支持シャフト９は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）若しくはこれらの各合金でできている。
【００１７】
回転体１１は外側円筒回転体１１ａと、外側円筒回転体１１ａの内周側に配置された内側円筒回転体１１ｂとで構成されている。外側円筒回転体１１ａおよび内側円筒回転体１１ｂはそれぞれ有底円筒形状を成している。内側円筒回転体１１ｂの内周側には動圧滑り軸受け（軸受け）１９を介して固定体１３が連結されている。回転体１１の下側開口部には、円板状のフランジ１４が固定されている。
【００１８】
外側円筒回転体１１ａは、外周面部２２は銅又はその合金でできており、底部２３は鉄系金属、例えば純鉄でできている。内側円筒回転体１１ｂは、鉄系金属、例えば純鉄でできている。
【００１９】
ここで、図２を参照して、陽極ターゲット支持シャフト９と回転体１１との連結部１２について説明する。陽極ターゲット支持シャフト９の下端部９ａには、鍔部１９及び鍔部１９の下側に雄ねじ２１が形成されている。
【００２０】
一方、外側円筒回転体１１ａの底部２３にはその中央に孔部２５が形成してある。孔部２５には凹状の段部２７と段部２７の下方に雌ねじ２９が形成されている。連結部１２では、外側円筒回転体１１ａの底部２３に形成された雌ねじ２９に、陽極ターゲット支持シャフト９の下端部９ａに形成された雄ねじ２１が螺合により連結されている。更に、底部２３において、段部２７の内周には、陽極ターゲット支持シャフト９の鍔部１９が配置されており、段部２７の内周面と鍔部１９の外周面との間には溶融したろう材３１が流し込まれており、陽極ターゲット支持シャフト９の下端部９ａと外側円筒回転体１１ａとの連結部１２では、ねじ２１、２９により螺合してあると共にろう材３１により接合されている。尚、本明細書において、ろう材３１は溶融した後のろう材を示しているが、溶融前のろう材も同じ組成と溶融温度である。
【００２１】
尚、雄ねじ２１と雌ねじ２９との間にも、段部２７で溶融したろう材３１が毛細管現象により流れ込んでおり、雄ねじ２１と雌ねじ２９もろう材３１により接合されている。
【００２２】
ろう材３１の成分において、鉄、クロム、ニッケル及びリンの重量比を、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％としているのは、これらの重量比であれば、バランスの取れた強度と靱性及び硬度を有することができると共に溶融温度を１０００℃〜１１００℃の範囲に容易に設定できるからである。
【００２３】
ろう材３１の溶融温度を１０００℃〜１１００℃にしているのは、この温度範囲であれば、従来の銅（Ｃｕ）を主成分とするろう材の溶融温度に近づけることができ、ろう材３１の溶融に既存の炉を使用できるからである。また、本実施例のろう材３１によれば、従来使用されていた銅（Ｃｕ）ろう材とほぼ同じ温度で溶融できるため陽極ターゲット支持シャフト９や回転体１１の材質を変更する必要もない。
【００２４】
さらに、本実施の形態にかかるろう材３１において、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％の重量比としているのは、耐食性及び耐熱性が高まると共に接続強度の低下を防止できるからである。即ち、鉄−クロム合金ろう材は、銅ろう材より高温強度が高く、たとえば、銅ろう材では３００℃程度で著しく強度低下するが、鉄−クロム合金ろう材では、６００〜７００℃で使用する場合でも強度低下は少ない。
【００２５】
また、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケルろう材の場合では、硬度は高く硬くもろいため高温と低温の繰り返しで接合部の劣化が進むやすい。これに対して、本実施の形態にかかる鉄−クロムろう材３１は、ニッケルろう材よりも靭性があり劣化の進行は少ない。
【００２６】
そして、鉄−クロム合金にニッケルを３０〜５０重量％加えることにより、所定の硬度を得ることができ、靱性と硬度とのバランスを得ることができる。
【００２７】
また、本実施の形態にかかるろう材３１によれば、ろう接する陽極ターゲット支持シャフト９の材料がＭｏまたはＭｏ合金の場合、ろうの中にＭｏがわずかに拡散し合金化する。この結果、連結部１２の接合強度をさらに増すことができる。
【００２８】
ろう材３１は、鉄２７〜３０重量％、クロム２０〜２２重量％、ニッケル４２〜４６重量％及びリン７〜１０重量％の配合比であることがさらに好ましい。この範囲の配合比であれば、さらに溶融温度を１０００℃〜１１００℃に近づけ易いと共に、従来の銅（Ｃう）ろう材やニッケル（Ｎｉ）ろう材に比較してさらにバランスの取れた強度と靱性及び硬度を備えることができるからである。
【００２９】
具体的な配合比として、例えば、鉄３０重量％、クロム２０重量％、ニッケル４０重量％、リン１０重量％とした場合は、銅ろう材やＮｉろう材に近い１０５０℃程度で溶融できた。
【００３０】
次に、第１実施の形態に係る回転陽極Ｘ線管の製造方法について説明する。
【００３１】
陽極ターゲット７と陽極ターゲット支持シャフト９の接合は、円盤状の陽極ターゲット７の中心孔に陽極ターゲット支持シャフト９を嵌入してナット１７で固定する。一方、陽極ターゲット支持シャフト９には、その下端部９ａの外周面に雄ねじ２１を形成する。
【００３２】
回転体１１では、円筒形状の外側円筒回転体１１ａにおいて、底部２３に陽極ターゲット支持シャフト９の雄ねじ２１が螺合する雌ねじ２９を形成する。また、雌ねじ２９の上部には陽極ターゲット支持シャフト９の鍔部１９を挿入する凹み状の段部２７を形成する。
【００３３】
その後、陽極ターゲット支持シャフト９の雄ねじ２１を外側円筒回転体１１ａの底部２３に形成した雌ねじ２９に螺合させて、陽極ターゲット支持シャフト９と外側円筒回転体１１ａとを連結し、次に、連結部１２においてろう材３１を段部２７の周囲に配置して（図示せず）、炉内でろう材３１を溶融接合する。
【００３４】
炉が水素雰囲気の炉の場合には、ろう材３１をろう接合するときの炉内の雰囲気は、露点が−３７℃以下の水素雰囲気であることが好ましい。ろう材３１がクロムを含む鉄材であるため、水素加熱環境での酸化を防止するためである。即ち、露点が−３７℃よりも高い水素雰囲気の場合には、炉内の水分によりろう接部分が酸化するおそれがあるからである。水素雰囲気内の露点を規定しているのは、水分による酸化を抑制するためであるから、露点は−３７℃以下であれば、限りなく低くすることが望ましい。
【００３５】
一方、炉が真空炉の場合には、ろう材３１のろう接環境が真空加熱の場合には、溶融ろう材の蒸気圧から真空度は、真空度が１〜１×１０−３（Ｐａ）であることが好ましい。即ち、１Ｐａ（パスカル）よりも高いと水分による酸化のおそれがあり、１０−３（Ｐａ）よりも小さいと溶融ろう材の蒸気が拡散しすぎるからである。
【００３６】
このようにして組み立てた陽極ターゲット７、陽極ターゲット支持シャフト９及び回転体１１において、内側円筒回転体１１ｂの内周側に動圧すべり軸受け１９を介して固定体１３を設けて、真空外囲器３内に取り付ける。また、真空外囲器３には陰極５を取り付ける。そして、真空外囲器３の外部にはステーターコイル１５を設けて、回転陽極Ｘ線管１を組み立てる。
【００３７】
回転陽極Ｘ線管１は、ステーターコイル１５に通電することで回転体１１がその電磁力により回転し、回転する陽極ターゲット７に対して、陰極５から放出された電子が陽極ターゲット７の対向面に衝突して、Ｘ線が発生し、Ｘ線が真空外囲器３の外部に放出される。
【００３８】
本実施の形態によれば、陽極ターゲット支持シャフト９と回転体４との連結部１２では、陽極ターゲット支持シャフト９の下端部９ａに形成した雄ねじ２１と、これに螺合する外側円筒回転体１１ａの底部２３の雌ねじ２９とを螺合により連結すると共に陽極ターゲット支持シャフト９の下端部９ａに形成した鍔部１９と底部２３の段部２７との間をろう材３１でろう接しているので、連結部１２の接合強度が高い。
【００３９】
さらに、溶融したろう材３１は、雄ねじ２１と雌ねじ２９との間にも、毛細管現象により入り込み、ねじ部分もろう接着するのでさらに連結部１２の強度を高めることができる。
【００４０】
ろう材３１は、鉄２７〜５０重量％、クロム２０〜３０重量％、ニッケル３０〜５０重量％及びリン５〜１０重量％の配合比としているので、従来のろう材に比較して、バランスの取れた強度と靱性及び硬度を備えることができ、回転陽極Ｘ線管１が高温での繰り返し駆動が行われても、陽極ターゲット７を安定した回転を維持し続けることができる。
【００４１】
さらに、外側円筒回転体１１ａの底部を鉄系合金又は純鉄で形成し、陽極ターゲット支持シャフト９をモリブテン（Ｍｏ）系金属で形成し、これらの間を鉄−クロム系のろう材で接合しているので、陽極ターゲット支持シャフト９から溶出したモリブテン（Ｍｏ）がろう材３１に溶解するから、さらにろう材３１による接合部分の強度アップを図ることができる。
【００４２】
上述した一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１…回転陽極Ｘ線管、７…陽極ターゲット、９…陽極ターゲット支持シャフト、１１…回転体、１２…連結部、１３…固定体、３１…ろう材。
【図１】
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【図２】
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