(57)【要約】【課題】機械的強度が高く、振動の発生を抑え、製造コストの低い回転陽極型Ｘ線管装置を提供すること。【解決手段】回転可能に支持された陽極ターゲット１７を真空容器１６内に配置したＸ線管１５と、Ｘ線管１５を収納する収納容器１１と、Ｘ線管１５を収納容器１１に固定する保持部材とを具備した回転陽極型Ｘ線管装置において、Ｘ線管１５を固定する第１保持部材２９の第１固定部分と収納容器１１に固定される第２保持部材３０の第２固定部分との間の少なくとも一部、たとえば第２保持部材３０をポリアミド樹脂で形成している。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された陽極ターゲットを真空容器内に配置した回転陽極型Ｘ線管と、前記回転陽極型Ｘ線管を収納する収納容器と、前記回転陽極型Ｘ線管を前記収納容器に固定する保持部材とを具備した回転陽極型Ｘ線管装置において、前記回転陽極型Ｘ線管を固定する前記保持部材の第１固定部分と前記収納容器に固定される前記保持部材の第２固定部分との間の少なくとも一部に電気的絶縁領域が設けられ、かつ、前記電気的絶縁領域が繊維強化されたポリアミド樹脂で形成されていることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
【請求項２】
ポリアミド樹脂は高分子主鎖に芳香環を有する芳香族ポリアミド樹脂である請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は回転陽極型Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転陽極型Ｘ線管装置は、陽極ターゲットが回転可能に支持された回転陽極型Ｘ線管および回転陽極型Ｘ線管を収納する収納容器などから構成されている。
【０００３】
回転陽極型Ｘ線管は、Ｘ線を放出する陽極ターゲットおよび陽極ターゲットを回転可能に支持する回転支持機構、陽極ターゲットや回転支持機構を収納する真空容器などから構成されている。回転支持機構は相互間に軸受部が設けられた回転体および固定体などから構成され、軸受部には、ボールベアリングのようなころがり軸受、あるいは軸受面にらせん溝を形成し、ガリウム（Ｇａ）またはガリウムーインジウムー錫（Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ）合金などの液体金属潤滑材を軸受部に供給する動圧式すべり軸受が用いられる。
【０００４】
上記した構成において、真空容器外に配置したステータが生成する回転磁界によって陽極ターゲットを高速回転させる。この状態で、陽極ターゲットに電子ビームを照射し、陽極ターゲットからＸ線を放射させる。
【０００５】
ところで、従来の回転陽極型Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管を収納容器内の所定位置に固定する場合、回転支持機構の一部、たとえば固定体の端部を真空容器外まで延長している。そして、固定体の延長端部を保持部材の一端で固定し、保持部材の他端を収納容器に固定している。
【０００６】
上記した従来の回転陽極型Ｘ線管装置は特許文献１などに記載されている。
【特許文献１】実開昭５８−１５９９９号
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の回転陽極型Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管を収納容器内の所定位置に固定する場合、回転陽極型Ｘ線管はたとえば保持部材によって収納容器に固定される。このような構造で、回転陽極型Ｘ線管を中性点接地で動作させる場合、すなわち陽極部分に正の高電圧を供給する構成の場合、陽極部分と収納容器とを電気的に絶縁するために、保持部材のたとえば一部が電気的絶縁体で形成される。電気的絶縁体には、従来、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂をガラス繊維で強化した材料、あるいは熱可塑性樹脂のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）をガラス繊維で強化した絶縁材料が使用されている。
【０００８】
これらの絶縁材料を用いて保持部材を製造する場合、コスト低減のために射出成形などの方法が利用される。しかし、上記した各絶縁材料による射出成形品は強度が不足し、ＣＴ用Ｘ線管のように大形で、使用時に大きな加速度が加わる用途には使用できない場合がある。そのため、このような用途では、エポキシーガラス積層板（たとえば日東シンコー株式会社製のＳＬ−ＥＣ）などを使用し、切削加工で保持部材が製造される。しかし、この方法はコストが増大するという問題がある。
【０００９】
また、回転陽極型Ｘ線管は、陽極構体を構成する回転部分に回転アンバランスがある場合、回転部分を管内に組み込む以前の工程において、回転バランスの修正が行われる。しかし、修正作業は長時間を要し、経済的な面を考慮すると、回転バランスの完全な修正が困難で、回転アンバランスが残ったまま管内に組み込まれる場合がある。
【００１０】
また、回転陽極型Ｘ線管の軸受部に、液体金属潤滑材を使用する動圧式すべり軸受を用いている場合、回転部分を組み込んだ軸受部を完成体として大気中で回転させると、液体金属潤滑材中にガスが混入するという問題がある。そのため、真空中で回転させて回転アンバランスを測定し、あるいは、回転体のみで回転バランスが修正される。しかし、これらの方法は技術的な困難が多い。また、排気工程や使用中に温度が上昇すると、回転部分が熱変形し、回転アンバランスが増加する場合がある。
【００１１】
また、回転アンバランスがあると、回転中のＸ線管に振動が発生する。振動はＸ線管を固定する保持部材から収納容器に伝達し、さらに収納容器からＸ線装置へと伝達する。Ｘ線装置に振動が伝達すると、騒音が発生し、Ｘ線検出器の解像度を劣化させる。振動が大きいと、Ｘ線管が破損する場合もある。
【００１２】
上記の問題を解消する方法として、特許文献１に示すように、保持部材と収納容器との固定部に、粘弾性があり内部摩擦の大きいゴムを挟む方法がある。しかし、ゴムは剛性が十分でないため、重量が軽い小形のＸ線管に適用できるものの、ＣＴ用などの大形のＸ線管への適用は困難である。また、小形のＸ線管であっても、回転アンバランスが大きい場合は適用が困難である。
【００１３】
したがって、振動などの発生を防止する場合、従来は、回転アンバランスが大きくならないように、陽極の回転部分の回転数を抑えるという消極的な方法が採用される。この方法は、焦点の熱負荷能力を改善するために陽極の回転数を高くする場合の障害となる。
【００１４】
本考案は、上記した欠点を解決し、機械的強度が高く、振動の発生を抑え、製造コストの低い回転陽極型Ｘ線管装置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】
【００１５】
本考案は、回転可能に支持された陽極ターゲットを真空容器内に配置した回転陽極型Ｘ線管と、前記回転陽極型Ｘ線管を収納する収納容器と、前記回転陽極型Ｘ線管を前記収納容器に固定する保持部材とを具備した回転陽極型Ｘ線管装置において、前記回転陽極型Ｘ線管を固定する前記保持部材の第１固定部分と前記収納容器に固定される前記保持部材の第２固定部分との間の少なくとも一部に電気的絶縁領域が設けられ、かつ、前記電気的絶縁領域が繊維強化されたポリアミド樹脂で形成されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１６】
本考案によれば、低い振動特性を維持し、安価な回転陽極型Ｘ線管装置を実現できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
本考案の実施形態について図１を参照して説明する。
【００１８】
回転陽極型Ｘ線管装置を構成する収納容器１１は、その一部が図示され、Ｘ線を遮蔽する鉛の遮蔽部材１２が内面に設けられている。図示上方左側にＸ線を外に取り出すＸ線放射窓１３が設けられ、図示下方右側に絶縁冷却油などの絶縁媒体を導入する導入口１４が設けられている。そして収納容器１１内にＸ線管１５、たとえば陽極ターゲットを回転可能に支持した回転陽極型Ｘ線管が収納されている。
【００１９】
Ｘ線管１５は真空容器１６などから構成されている。真空容器１６は、径大部１６ａおよびこれよりも外径が小さい径小部１６ｂなどから構成され、径大部１６ａにＸ線を発生する陽極ターゲット１７および電子ビームを発生する陰極構体１８が配置されている。陽極ターゲット１７はナット１９で継手部２０に固定され、継手部２０は回転支持機構２１に連結されている。
【００２０】
回転支持機構２１は回転部分と固定部分とで構成され、その回転部分は、たとえば継手部２０が直接連結された有底円筒状の中間回転体２２ａおよび中間回転体２２ａの内側に接合された内側回転体２２ｂ、中間回転体２２ａの外側に接合された外側回転体２２ｃなどから構成されている。内側回転体２２ｂの図示下端の開口はスラストリング２３で封止されている。内側回転体２２ｂおよびスラストリング２３などの回転部分の内側に、回転支持機構２１の固定部分を構成する円柱状固定体２４が配置されている。
【００２１】
固定体２４は、内側回転体２２ｂに嵌合する径大部２４ａおよびスラストリング２３部分を貫通する中間部２４ｂ、径大部２４ａや中間部２４ｂよりも径が小さい径小部２４ｃなどから構成されている。径大部２４ａと中間部２４ｂの境界部分、および中間部２４ｂと径小部２４ｃの境界部分に環状段部２５、２６が形成されている。
【００２２】
また、固定体２４の外周面と内側回転体２２ｂの内周面との間にラジアル方向の動圧式すべり軸受Ｒａ、Ｒｂが設けられている。固定体２４の図示上端面と内側回転体２２ｂの内底面との間、および、固定体２４の上方段部２５とスラストリング２３との間にスラスト方向の動圧式すべり軸受Ｓａ、Ｓｂが設けられている。動圧式すべり軸受Ｒａ、Ｒｂ、Ｓａ、Ｓｂ部分は、たとえば固定体２４部分にらせん溝が設けられ、らせん溝や軸受間隙などの部分にＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金などの液体金属潤滑材が供給される。
【００２３】
固定体２４の下方段部２６の外周部分に突出部２６ａが環状に形成されている。また、固定体２４の中間部２４ｂを囲んで金属リング２７が配置されている。金属リング２７はその内周部分と外周部分にそれぞれ突出部２７ａ、２７ｂが環状に形成されている。真空容器１６の径小部１６ｂ端部と金属リング２７との間に金属製シールリング２８が配置されている。金属製シールリング２８の一端は径小部１６ｂ端部に封着され、他端は金属リング２７の突出部２７ｂと気密溶接されている。また、金属リング２７の突出部２７ａと下方段部２６の突出部２６ａが気密溶接され、真空容器１６を形成している。
【００２４】
固定体２４の径小部２４ｃはたとえばそのすべての部分が真空容器１６外に位置し、Ｘ線管１５を収納容器１１に固定するための固定部として利用される。たとえば、径小部２４ｃが第１保持部材２９に固定され、第１保持部材２９が第２保持部材３０と機械的に連結し、第２保持部材３０が収納容器１１に固定されている。
【００２５】
第１保持部材２９はたとえば金属製で、真空容器１６から遠い側で外径が大きくなるように、たとえばテーパ状に形成され、中央部分に設けた貫通孔部分を径小部２４ｃが貫通している。また、図示上端の内周部分に突出部２９ａが環状に形成され、突出部２９ａは固定体２４の下方段部２６に設けられた突出部２６ａ内側の溝状部分に入っている。
【００２６】
そして、径小部２４ｃの図示下端部に形成された雄ねじにナット３１を螺合して締め付け、固定体２４の径小部２４ｃを固定する。たとえばナット３１の締め付けによって、径小部２４ｃが図の下方に引っ張られ、突出部２９ａの先端面と径小部２４ｃの段部２６の接触が強固になり、Ｘ線管１５が第１保持部材２９に固定される。第１保持部材２９は第２保持部材３０の一端に固定され、第２保持部材３０の他端が収納容器１１に固定される。
【００２７】
第２保持部材３０はたとえば全体が壷状の形に形成され、絶縁材料たとえば繊維強化されたポリアミド樹脂の射出成形部品で製造されている。第２保持部材３０は図示下方の一端に貫通孔が形成され、その貫通孔の内側部分に第１保持部材２９が位置し、第１保持部材２９の外周部分と第２保持部材３０の貫通孔周辺の環状部分がボルト３２で固定されている。そして、第２保持部材３０の図示上方の他端環状部分が収納容器１１部分にボルト３３で固定され、収納容器１１内の所定位置にＸ線管１５が固定される。第２保持部材３０の一部に絶縁媒体が通る穴３４が設けられている。
【００２８】
また、第２保持部材３０の内側で、真空容器１６の径小部１６ｂの外側にステータコイル３５が配置されている。
【００２９】
上記の構成で、陽極構体に正の高電圧が印加される。正の高電圧は、たとえば収納容器１１外に設けた電源（図示せず）から、回転支持機構２１や継手部２０を通して陽極ターゲット１７へと供給される。また、陰極構体１８に負の高電圧が印加される。これと並行してステータ３５に電流を流して回転磁界を発生させ、陽極ターゲット１７を回転させる。この状態で、陰極構体１８から陽極ターゲット１７に電子ビームを照射し、陽極ターゲット１７からＸ線が放出する。
【００３０】
また、導入口から導入された冷却媒体は、矢印Ｙのように流れ、Ｘ線管１５を構成する真空容器１６と収納容器１１の間隙に送り込まれる。
【００３１】
上記した構成によれば、第２保持部材３０が繊維強化されたポリアミド樹脂などの絶縁材料で形成され、射出成形によって製造されている。したがって、第１保持部材２９による固定体２４の固定部分と第２保持部材３０による収納容器１１の固定部分との間が電気的に絶縁される。繊維強化されたポリアミド樹脂の射出成形部品は強度が大きく、コストも低減できる。また、ゴムに比較して十分な剛性が得られるため、ＣＴ用などの大形Ｘ線管にも適用できる。
【００３２】
第２保持部材３０を形成するポリアミド樹脂には、高分子主鎖に芳香環を有する芳香族ポリアミド樹脂（たとえば三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製のレニー：商品名）が適している。芳香族ポリアミド樹脂は、部品段階で放置された場合の吸湿が少なく、寸法変化が小さいと特徴、また、強度が強いという特徴があり、Ｘ線管の保持部材として有効である。
【００３３】
また、ポリアミド樹脂は振動の減衰能が高く、振動を吸収する性質があるため、Ｘ線管の陽極保持部材に適用した場合、Ｘ線管の振動を低減する効果がある。
【００３４】
また、一般に、樹脂材料を使って射出成形する場合、巣などの内部欠陥を防ぐために、部品形状はなるべく薄く、かつ均一な厚みにする必要がある。この場合、部品を薄くしたことによる強度低下は、たとえばリブを設けて補強できるものの、Ｘ線管の陽極保持部材に用いる場合は耐電圧特性が損なわれる危険がある。しかし、ポリアミド樹脂は高い耐電圧特性を有し、薄くても十分な耐電圧特性が確保される。そのため、射出成形で製造するＸ線管の陽極保持部材用の材料として好適である。たとえばＦＲＰの耐電圧特性は１４〜１７ＭＶ／ｍ、ポリアミドの耐電圧特性は２６〜２９ＭＶ／ｍとなっている。
【００３５】
また、繊維強化されたポリアミド樹脂は、市販されている樹脂材料の中でもＦＲＰと同等の曲げ強度を有している。なお、ＦＲＰは積層面に沿った長板材としての曲げ強度は強いが、積層方向に長板材をサンプリングすると、その曲げ強度は公表数字よりもずっと小さい値となる。このようにＦＲＰには異方性があり、実際の部品の曲げ強度は公表数字よりも低い値となる。また、異方性が強いため、部品設計する際に積層方向に注意する必要がある。繊維強化されたポリアミド樹脂の射出成形品は、繊維が成形時の樹脂の流れ方向に沿って配列するため、常に高い部品強度が得られる。
【００３６】
また、繊維強化されたポリアミド樹脂、たとえばレニー（商品名）の比重ρは１．６５で、ＦＲＰの比重ρ＝１．９２よりも小さく、ポリアミド樹脂を用いた場合、装置を軽量化できる。
【００３７】
上記の実施形態では、Ｘ線管を収納容器に固定する保持部材として第１および第２の２つの保持部材２９、３０を使用し、第１保持部材２９を金属材料で形成し、第２保持部材３０をポリアミド樹脂で形成している。しかし、Ｘ線管を収納容器に固定する保持部材は、複数の部品でなく１つの部品で構成することもでき、３個以上の部品で構成することもできる。また、保持部材を１つまたは複数で形成する部品の一部、たとえば第１保持部材２９あるいは第２保持部材３０の一部だけをポリアミド樹脂で形成してもよい。
【００３８】
次に、本考案の他の実施形態について、Ｘ線管を固定する部分を抜き出した図２を参照して説明する。図２は、図１に対応する部分に同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
この実施形態は、第１保持部材２９中央に凹部４１が形成され、固定体２４の端部たとえば径小部２４ｃが凹部４１内に位置している。また、固定体２４の端部にねじ穴４２が形成され、第１保持部材２９の外側から固定体２４のねじ穴４２部分にボルト４３を通して締め付けている。この場合、ボルト４３の締め付けで、固定体２４が図の下方に引っ張られ、突出部２９ａの先端面と固定体２４の段部２６との接触が強固になり、Ｘ線管が保持部材、たとえば第１保持部材２９に固定される。
【００４０】
次に、本考案の他の実施形態について、Ｘ線管を固定する部分を抜き出した図３を参照して説明する。図３は、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４１】
この実施形態は、第１保持部材２９が平板リング状に形成され、その側面に環状の溝５１が形成されている。第２保持部材３０は端部に環状凸部５２が設けられ、その凸部５２が溝５１に嵌合し結合している。固定体２４は、端部にねじ穴５３が形成され、第１保持部材２９の外側から固定体２４のねじ穴５３部分にボルト５４を通し締め付けている。
【００４２】
上記の実施の形態では、固定体の端部を保持部材で固定している。しかし、保持部材でＸ線管を固定する部分は、固定体に限るものではなく、たとえば陰極側の真空容器部分などを固定する構造でもよい。また、陰極側の真空容器部分および固定体端部などの複数箇所を固定する構造でもよい。
【００４３】
また、上記の実施形態では、回転支持機構の軸受をすべり軸受で形成している、ころがり軸受で形成した場合にも適用できる。
【００４４】
上記した構成によれば、機械的強度が高く、かつ振動の発生を抑えることができ、回転部分を高い回転数で回転させた場合でも、十分に低い振動特性を維持し、高信頼性で高性能、かつ安価な回転陽極型Ｘ線管装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本考案の実施形態を説明するための主要部断面図である。
【図２】本考案の他の実施形態を説明するための主要部断面図である。
【図３】本考案の他の実施形態を説明するための主要部断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…収納容器
１５…Ｘ線管
１６…真空容器
１７…陽極ターゲット
１８…陰極構体
２０…継手部
２１…回転支持機構
２２ａ…中間回転体
２２ｂ…内側回転体
２２ｃ…外側回転体
２３…スラストリング
２４…固定体
２９…第１保持部材
３０…第２保持部材
３５…ステータ
【図１】
0003147341.tif 000003
【図２】
0003147341.tif 000004
【図３】
0003147341.tif 000005