(57)【要約】【課題】熱伝導による陽極ターゲット18の冷却効率を向上でき、陽極ターゲット18へのより大きな入力を可能とする回転陽極型Ｘ線管11を提供する。【解決手段】真空外囲器12の内面と回転する陽極ターゲット18との間に液体潤滑材22を保持可能な隙間23，24を設け、隙間23，24に液体潤滑材22を介在させる。陽極ターゲット18の熱を、液体潤滑材22を介して真空外囲器12に直接熱伝導する。真空外囲器12と陽極ターゲット18と液体潤滑材22とにより、真空外囲器12に対して陽極ターゲット18を回転可能に軸受けする各軸受部25，26を形成する。【選択図】図１
2007115545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空外囲器と、
この真空外囲器内に配置された陰極と、
前記真空外囲器内に配置されるとともに真空外囲器の内面との間に液体潤滑材保持用の隙間を介して回転可能に配置された陽極ターゲットと、
前記真空外囲器と陽極ターゲットとの隙間に介在された液体潤滑材と
を具備していることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】
真空外囲器と陽極ターゲットとの液体潤滑材保持用の隙間が形成された箇所および隙間に介在された液体潤滑材により真空外囲器に対して陽極ターゲットを回転可能に軸受けする軸受部を形成した
ことを特徴とする請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】
液体潤滑材は、液体金属潤滑材である
ことを特徴とする請求項１または２記載の回転陽極型Ｘ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する陽極ターゲットの冷却能力を向上させた回転陽極型Ｘ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転陽極型Ｘ線管は、真空外囲器内に陰極および陽極ターゲットを配置し、高速回転させる陽極ターゲットに対して陰極から放出する電子を衝突させることでＸ線を放出させる。
【０００３】
陽極ターゲットは、電子が衝突した際にＸ線とともに熱が発生し、この熱入力によって高温になる。この陽極ターゲットの温度、特に電子が衝突する電子衝撃面である焦点の温度は、陽極ターゲットの材質の溶解温度以下でなくてはならず、従って、許容できる熱入力の大きさは、陽極ターゲットを含む陽極の熱容量、冷却効率で制限されるので、陽極ターゲットへのより大きな熱入力を可能とするには、陽極の熱容量の増加、冷却効率の向上とが必要となる。
【０００４】
熱容量の増加は、陽極ターゲットの質量および体積が増加してしまい、質量のある回転体に耐え得る軸受の設計が必要となり、回転陽極型Ｘ線管が大形化する問題がある。
【０００５】
また、陽極ターゲットの冷却には、陽極ターゲットからの輻射と、陽極ターゲットからこの陽極ターゲットに接続されている構造物への熱伝導とがある。この熱伝導としては、陽極ターゲットは真空外囲器に対して回転するため、この陽極ターゲットから真空外囲器に直接熱伝導して冷却することはできず、陽極ターゲットに接続されているロータおよびこのロータを軸受にて回転可能に支持するとともに真空外囲器の外部に端部が突出するシャフトに熱伝導し、このシャフトを介して油などで冷却している。また、ロータとシャフトとの間に液体金属潤滑材を配置することにより、すべり軸受を構成するとともに、ロータからシャフトへの熱伝導を向上させるようにした構造も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２０３５９０号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、陽極ターゲットの冷却には、陽極ターゲットからの輻射と、陽極ターゲットからこの陽極ターゲットに接続されている構造物への熱伝導とがある。しかし、陽極ターゲットの輻射による冷却は、陽極ターゲットの形状と材質の輻射率で略決まってしまう。そのため、陽極ターゲットからロータおよびシャフトを介した熱伝導により冷却する方法が一般的である。
【０００７】
しかしながら、陽極ターゲットからロータおよびシャフトを介して熱伝導するのでは、熱伝導パスが長くなり、熱伝導での冷却は十分な効果がなく、そのため、冷却のほとんどは陽極ターゲットからの輻射によるものであった。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、熱伝導による陽極ターゲットの冷却効率を向上でき、陽極ターゲットへのより大きな入力を可能とする回転陽極型Ｘ線管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】
【０００９】
本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に配置された陰極と、前記真空外囲器内に配置されるとともに真空外囲器の内面との間に液体潤滑材保持用の隙間を介して回転可能に配置された陽極ターゲットと、前記真空外囲器と陽極ターゲットとの隙間に介在された液体潤滑材とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、真空外囲器の内面と回転する陽極ターゲットとの間に液体潤滑材を保持可能な隙間を設け、この隙間に液体潤滑材を介在することにより、陽極ターゲットの熱を液体潤滑材を介して真空外囲器に直接熱伝導でき、熱伝導による陽極ターゲットの冷却効率を向上でき、陽極ターゲットへのより大きな入力を可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に第１の実施の形態を示す。
【００１３】
図１において、11は回転陽極型Ｘ線管で、この回転陽極型Ｘ線管11は、内部を真空保持する絶縁体にて円筒状に形成された真空外囲器12を有している。この真空外囲器12には、一端側から順に縮径部13、拡径部14および縮径部15が同心状に形成されている。
【００１４】
真空外囲器12内で拡径部14の一端側には、陰極支持体16によって真空外囲器12の中心軸線から外径方向にずれた位置に、電子を放出する陰極17が配置されている。
【００１５】
真空外囲器12内で拡径部14の他端側には、陰極17から放出された電子が衝突してＸ線を放出する回転台形状の陽極ターゲット18を有する陽極19が回転可能に配置されている。陽極ターゲット18は、一端面が陰極17に離間対向され、その一端面には外径側が陰極17から離反するようにテーパ状に傾斜する傾斜面20が形成されている。傾斜面20には、陰極17から放出された電子が衝突してＸ線を放出する焦点21が形成されている。
【００１６】
真空外囲器12の拡径部14の周面部で形成されるラジアル軸受面14aと陽極ターゲット18の外周面との間に、液体潤滑材22を保持可能な狭いラジアル方向の隙間23が形成されている。真空外囲器12の拡径部14の他端側の端面部で形成されるスラスト軸受面14bと陽極ターゲット18の焦点21に対して反対側の他端面との間に、液体潤滑材22を保持可能な狭いスラスト方向の隙間24が形成されている。これら隙間23，24に、液体潤滑材22が介在されている。液体潤滑材22は、蒸気圧が低く、熱伝導性の良い、例えば、ガリウム、インジウム、すずの合金などで構成される液体金属潤滑材が好ましい。
【００１７】
真空外囲器12のラジアル軸受面14aと陽極ターゲット18の外周面との隙間23が形成された箇所およびこの隙間23に介在された液体潤滑材22により、ラジアル方向のすべり軸受である軸受部としてのラジアル軸受部25が形成されている。真空外囲器12のスラスト軸受面14bと陽極ターゲット18の他端面との隙間24が形成された箇所およびこの隙間24に介在された液体潤滑材22により、スラスト方向のすべり軸受である軸受部としてのスラスト軸受部26が形成されている。
【００１８】
真空外囲器12の縮径部15内には、真空外囲器12の他端面から突出するシャフト27が挿通配置されるとともに、このシャフト27に対してボール軸受28により軸受けされたロータ29が回転可能に配置されている。ロータ29の一端側で陽極ターゲット18の中心部を支持し、ロータ29と陽極ターゲット18とが一体に回転する。
【００１９】
真空外囲器12の縮径部15の周囲には、ロータ29を回転駆動する陽極駆動用コイル30が配置されている。
【００２０】
なお、例えば、回転陽極型Ｘ線管11は絶縁油を充填したハウジング内に収容され、回転陽極Ｘ線管装置として構成される。
【００２１】
そして、この回転陽極型Ｘ線管11の作用を説明する。
【００２２】
陽極ターゲット18を回転させ、陰極17と陽極ターゲット18との間に高電圧を印加することにより、陰極17から電子を放出し、この電子が回転する陽極ターゲット18の焦点21に衝突してＸ線を放出し、その電子の衝突位置に臨んで真空外囲器12の周面部に形成された図示しない窓部を通じて真空外囲器12の外部にＸ線を放出する。
【００２３】
陽極ターゲット18は狭い隙間23，24を介して真空外囲器12に対して回転するが、その隙間23，24には液体潤滑材22が介在されているので、陽極ターゲット18は真空外囲器12に接触することなく円滑に安定して回転する。
【００２４】
また、電子が回転する陽極ターゲット18の焦点21に衝突した際にＸ線とともに熱を発生し、陽極ターゲット18の温度が上昇する。陽極ターゲット18に入力された熱は、真空外囲器12への輻射によって放熱するとともに、陽極ターゲット18から真空外囲器12への熱伝導によって放熱する。
【００２５】
陽極ターゲット18から真空外囲器12への熱伝導では、陽極ターゲット18から液体潤滑材22を介して真空外囲器12に直接熱伝導する。
【００２６】
真空外囲器12に熱伝導した熱は、例えば、回転陽極型Ｘ線管11を収容するハウジング内の絶縁油などに熱伝導して放熱する。
【００２７】
このように、回転陽極型Ｘ線管11では、真空外囲器12の内面と回転する陽極ターゲット18との間に液体潤滑材22を保持可能な隙間23，24を設け、この隙間23，24に液体潤滑材22を介在することにより、陽極ターゲット18の熱を液体潤滑材22を介して真空外囲器12に直接熱伝導でき、熱伝導による陽極ターゲット18の冷却効率を向上でき、陽極ターゲット18へのより大きな入力を可能にできる。
【００２８】
また、真空外囲器12と陽極ターゲット18との隙間23，24が形成された箇所および隙間23，24に介在する液体潤滑材22により、陽極ターゲット18の回転を安定に保持することができるすべり軸受の機能を有する各軸受部25，26を形成できる。
【００２９】
軸受として、ラジアル軸受部25とスラスト軸受部26とを形成でき、陽極ターゲット18を安定に回転させることができる。
【００３０】
各軸受部25，26では、陽極ターゲット18の重心位置の近くで陽極ターゲット18を支えることができ、陽極ターゲット18をさらに安定に回転させることができる。
【００３１】
次に、図２に第２の実施の形態を示す。
【００３２】
ロータ29をシャフト27に対して回転可能に支持するのに、第１の実施の形態のボール軸受28に代えて、液体潤滑材軸受41を用いる。この液体潤滑材軸受41は、液体潤滑材22と同一または同様の液体潤滑材42を用いたものであって、例えば液体金属潤滑材を用いる液体金属軸受であり、シャフト27とロータ29との間に液体潤滑材42を保持可能とする隙間43を形成し、この隙間43に液体潤滑材42を介在させる。
【００３３】
この構成により、陽極ターゲット18からロータ29に伝わった熱を液体潤滑材42を介してシャフト27に直接熱伝達でき、シャフト27を通じても陽極ターゲット18を冷却できる。
【００３４】
次に、図３に第３の実施の形態を示す。
【００３５】
第１および第２の実施の形態のようにロータ29をシャフト27に対して回転可能に支持するのに代えて、ロータ29を真空外囲器12に対して回転可能に支持する。
【００３６】
真空外囲器12の縮径部15の内面で形成されるラジアル軸受面15aとロータ29の周面との間に、液体潤滑材22を保持可能な狭いラジアル方向の隙間51を形成する。これにより、各隙間23，24，51が一連に連続し、これら隙間23，24，51に連続して液体潤滑材22が介在する。この場合、シャフト27は用いられない。
【００３７】
この構成により、陽極ターゲットからロータ29に伝わった熱を液体潤滑材22を介して真空外囲器12に直接熱伝達でき、陽極ターゲット18の冷却効率をより向上できる。また、シャフト27を省略でき、構造を簡素化できる。
【００３８】
なお、軸受としては、ラジアル軸受部25とスラスト軸受部26との両方を用いることにより陽極ターゲット18を安定に回転させることができるが、少なくとも一方のみでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回転陽極型Ｘ線管の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す回転陽極型Ｘ線管の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す回転陽極型Ｘ線管の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
11    回転陽極型Ｘ線管
12    真空外囲器
17    陰極
18    陽極ターゲット
22    液体潤滑材
23，24    隙間
25    軸受部としてのラジアル軸受部
26    軸受部としてのスラスト軸受部
【図１】
2007115545.tif 000003
【図２】
2007115545.tif 000004
【図３】
2007115545.tif 000005