(57)【要約】【課題】陽極ターゲットの回転軸を固定できるとともに低振動の安定した動作が可能な回転陽極型Ｘ線管○○の名称を提供する。【解決手段】回転陽極型Ｘ線管は、固定体と、この固定体に支持され、回動可能に設けられた回転体と、複数の貫通孔３４を有した陽極ターゲット３０と、回転体及び陽極ターゲットを継ぎ合わせる継手部４０と、それぞれ貫通孔に挿入され、陽極ターゲット及び継手部を締め付ける複数の締め具と、陽極ターゲットに対向配置された陰極と、固定体、回転体、陽極ターゲット、継手部、締め具及び陰極を収容した真空外囲器と、を備えている。締め具の１つは、貫通孔の内面に接触され、この貫通孔とともに固着部を形成している。【選択図】図４
2007220353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体と、
前記固定体に支持され、回動可能に設けられた回転体と、
複数の貫通孔を有した陽極ターゲットと、
前記回転体及び陽極ターゲットを継ぎ合わせる継手部と、
それぞれ前記貫通孔に挿入され、前記陽極ターゲット及び前記継手部を締め付ける複数の締め具と、
前記陽極ターゲットに対向配置された陰極と、
前記固定体、回転体、陽極ターゲット、継手部、締め具及び陰極を収容した真空外囲器と、を備え、
前記締め具の１つは、前記貫通孔の内面に接触され、この貫通孔とともに固着部を形成している回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】
前記固着部の締め具は、前記貫通孔の内面に全周に亘って接触されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】
前記固着部は、前記貫通孔に形成されているとともにこの貫通孔の延出した方向に沿って傾斜したテーパ部と、前記テーパ部と対向した前記締め具に形成されているとともにこの締め具の延出した方向に沿って傾斜し、前記テーパ部と接触した他のテーパ部と、を有している請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記陽極ターゲットに対して前記継手部の反対側に開口部を有し、
前記テーパ部は、前記開口部に重なって形成されている請求項３に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項５】
前記テーパ部及び他のテーパ部は、それぞれ同一方向に傾斜している請求項３に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項６】
前記固着部の締め具は、前記陽極ターゲットの表面より外側に位置し、この表面に隙間を置いて設けられた頭部と、この頭部と一体に形成され、前記貫通孔に挿入された軸部と、を備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項７】
前記固着部の締め具は、前記陽極ターゲットの表面より外側に位置し、この表面の座面に接触して設けられた頭部と、この頭部と一体に形成され、前記貫通孔に挿入された軸部と、を備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項８】
前記固着部は、前記貫通孔を円柱状に切り抜いて設けられているとともにこの貫通孔の延出した方向に並べられた第１中空部及びこの第１中空部より径の大きい第２中空部と、それぞれ前記締め具に形成され、前記第１中空部と対向した第１円柱部及び前記第２中空部と対向しているとともに前記第１円柱部より径の大きい第２円柱部と、を有し、
前記締め具の前記第１円柱部及び第２円柱部は、前記貫通孔の内面に接触されている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項９】
前記締め具は、ネジである請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転陽極型Ｘ線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ装置等の医療用診断に用いられている。回転陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線を放射する回転陽極型Ｘ線管と、ステータコイルと、これら回転陽極型Ｘ線管及びステータコイルを収容した筐体と、を備えている。
【０００３】
回転陽極型Ｘ線管は、固定シャフトと、この固定シャフトに回動可能に設けられた回転体と、この回転体に継手部を介して設けられた陽極ターゲットと、この陽極ターゲットに対向配置された陰極と、これら固定シャフト、回転体、陽極ターゲット及び陰極を収容した真空外囲器と、を有している。陽極ターゲットは、継手部にナット又はボルトによって固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイルは回転体に与える磁界を発生するため、回転体及び陽極ターゲットは回動する。また、陰極は陽極ターゲットに対して電子ビームを照射する。これにより、陽極ターゲットは、電子と衝突するときにＸ線を放出する。
【特許文献１】特開平１１−４５６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記Ｘ線ＣＴ装置の大半は、ヘリカルスキャンモードを採用している。ヘリカルスキャンモードとは、回転陽極型Ｘ線管装置が取付けられたＣＴ架台を０．４乃至１秒／１回転の回転速度で回転させながら、陽極ターゲットに、３０ｋＷ乃至６０ｋＷの高入力電子を１０秒乃至４０秒程度の時間、連続的に照射させるモードである。ヘリカルスキャンモードを採用する場合、大熱容量の陽極ターゲットの使用が要求されるため、陽極ターゲットの重量は大きくなる。
【０００６】
一方、Ｘ線ＣＴ装置は、画質の向上及び被曝量の低減が要求されているため、焦点サイズをより小さくし、陽極ターゲットの回転数をより高くする必要がある。すなわち、性能向上を図るため、Ｘ線ＣＴ装置は、大型の陽極ターゲットを高速で回転させる必要がある。しかしながら、上記した場合、陽極ターゲットの回転軸に僅かな軸ずれが生じるため、回転陽極型Ｘ線管の振動は大きく増大することになる。これにより、回転陽極型Ｘ線管組立て後に行われるエージング・試験工程時において、陽極ターゲットや継手部が変形するため、陽極ターゲットの回転軸は一層アンバランスとなってしまう。ひいては回転陽極型Ｘ線管の振動が増大し、回転陽極型Ｘ線管は仕様限界値を超えてしまう恐れがある。
【０００７】
上記した他、特に、継手部に大きな熱応力及び遠心力がかかることになる。すなわち、電子ビームが陽極ターゲットに照射されることにより、一部はＸ線に変換されるが、大部分は熱エネルギとなり、陽極ターゲットの温度が上昇してしまう。このため、陽極ターゲットは非常に高温になり、継手部において大きな熱応力が発生してしまう。また、Ｘ線管装置の動作状態において、陽極ターゲットは、例えば、１分間に１７０回転と、高速で回転するため、継手部において大きな遠心力が発生することになる。
【０００８】
上記したように継手部に大きな熱応力及び遠心力がかかるため、継手部と陽極ターゲットとを強固に固定する必要がある。上記回転陽極型Ｘ線管において、陽極ターゲット及び継手部は、ナット又はボルトによって固定され、陽極ターゲットの回転軸は、ナット又はボルトと、陽極ターゲットの座面との摩擦により固定されている。しかしながら、上記したように陽極ターゲットの回転軸が固定された回転陽極型Ｘ線管を高性能のＸ線ＣＴ装置に搭載した場合、陽極ターゲットの回転軸はずれてしまい、回転陽極型Ｘ線管の性能が大きく劣化する恐れがある。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、陽極ターゲットの回転軸を固定できるとともに低振動の安定した動作が可能な回転陽極型Ｘ線管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る回転陽極型Ｘ線管は、
固定体と、
前記固定体に支持され、回動可能に設けられた回転体と、
複数の貫通孔を有した陽極ターゲットと、
前記回転体及び陽極ターゲットを継ぎ合わせる継手部と、
それぞれ前記貫通孔に挿入され、前記陽極ターゲット及び前記継手部を締め付ける複数の締め具と、
前記陽極ターゲットに対向配置された陰極と、
前記固定体、回転体、陽極ターゲット、継手部、締め具及び陰極を収容した真空外囲器と、を備え、
前記締め具の１つは、前記貫通孔の内面に接触され、この貫通孔とともに固着部を形成している。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、陽極ターゲットの回転軸を固定できるとともに低振動の安定した動作が可能な回転陽極型Ｘ線管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置について詳細に説明する。  
図１に示すように、回転陽極型Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管１と、磁界を発生させるコイルとしてのステータコイル２と、回転陽極型Ｘ線管及びステータコイルを収容した筐体３とを備えている。
【００１２】
図１、図２、図３及び図４に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト１０と、回転体２０と、陽極ターゲット３０と、継手部４０と、複数の締め具として複数のネジ５０、６０と、陰極７０と、筒部８０と、真空外囲器９０とを備えている。
【００１３】
固定シャフト１０は、形状が円柱状であり、Ｆｅ（鉄）やＭｏ（モリブデン）等の材料で形成されている。固定シャフト１０は、この一端部が真空外囲器９０の外側に露出しているとともに真空外囲器９０に接合され、真空外囲器９０に固定されている。後述するが、固定シャフト１０は、陽極ターゲット３０と同軸的に設けられている。
【００１４】
回転体２０は、形状が円筒状であり、一端部が閉塞されている。回転体２０は、ＦｅやＭｏ等の材料で形成されている。回転体２０は、固定シャフト１０の側面を囲んでいるとともにこの固定シャフトと同軸的に設けられている。回転体２０は、固定シャフト１０に支持され、この固定シャフトを中心に回動可能に設けられている。回転体２０は、固定シャフト１０の他端部と対向した側で閉塞して形成されている。
【００１５】
固定シャフト１０及び回転体２０は、互いに隙間を置いて設けられている。図示しないが、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間には、液体潤滑材としての液体金属が充填されている。固定シャフト１０及び回転体２０は、すべり軸受けを使っている。
【００１６】
陽極ターゲット３０は、回転体２０の一端部に対向して設けられている。陽極ターゲット３０は、陽極３１と、この陽極の外面の一部に設けられたターゲット層３２とを有している。陽極３１は、形状が環状であり、Ｍｏ等の材料で形成されている。陽極３１は、固定シャフト１０及び回転体２０と同軸的に設けられている。陽極３１は、回転軸ａを中心に回動可能である。
【００１７】
陽極３１は、複数の貫通孔として複数の貫通孔３３及び複数の貫通孔３４を有している。この実施の形態において、貫通孔３３及び貫通孔３４は、それぞれ３つずつ陽極３１に設けられている。ターゲット層３２は、Ｗ（タングステン）等の材料で形成されている。陽極ターゲット３０は、回転バランスを取るため、バランス調整されている。
【００１８】
継手部４０は、回転体２０及び陽極ターゲット３０を継ぎ合わせている。継手部４０は、貫通孔３３の開口部及び貫通孔３４の開口部と対向している。継手部４０は、貫通孔３３の開口部と対向した個所に設けられた複数のネジ穴４１と、貫通孔３４の開口部と対向した個所に設けられた複数のネジ穴４２とを有している。
【００１９】
ネジ５０、６０は固定ネジである。ネジ５０は、貫通孔３３に挿入され、ネジ穴４１に嵌められている。ネジ６０は、貫通孔３４に挿入され、ネジ穴４２に嵌められている。ネジ５０及びネジ６０は、陽極ターゲット３０及び継手部４０を締め付けている。ネジ５０は、貫通孔３３とともに固定部１１０を形成している。ネジ６０は、貫通孔３４の内面に接触され、この貫通孔３４とともに固着部１２０を形成している。
【００２０】
陰極７０は、陽極ターゲット３０のターゲット層３２に間隔を置いて対向配置されている。陰極７０は、真空外囲器９０の内壁に取付けられている。筒部８０は、形状が円筒状である。筒部８０は、回転体２０の側面と接合され、回転体２０に固定されている。筒部８０は、例えばＣｕ（銅）で形成されている。
【００２１】
真空外囲器９０は、円筒状に形成されている。真空外囲器９０はガラスで形成されている。真空外囲器９０において、陽極ターゲット３０と対向した個所の径は、回転体２０及び筒部８０と対向した個所の径より大きい。真空外囲器９０は、開口部９１を有している。真空外囲器９０の密閉状態を維持するよう、開口部９１は、固定シャフト１０の一端部に接合されている。真空外囲器９０は、密閉され、固定シャフト１０、回転体２０、陽極ターゲット３０、継手部４０と、ネジ５０、ネジ６０、陰極７０及び筒部８０等を収容している。真空外囲器９０の内部は真空状態に維持されている。
【００２２】
ステータコイル２は、回転体２０の側面に対向して真空外囲器９０の外側を囲むように設けられている。ステータコイル２の形状は環状である。  
筐体３は、陰極７０と対向したターゲット層３２付近にＸ線を透過させる筐体窓３ａを有している。筐体３内部には、回転陽極型Ｘ線管１及びステータコイル２が収容されている他、冷却液が充填されている。
【００２３】
冷却液は、筐体３と、この筐体に接続された図示しない冷却器との間で循環され、冷却器で冷却される。また、図示しないが、冷却された冷却液は、固定シャフト１０の一端部
に吐出される。これにより、固定シャフト１０が冷却され、ひいては陽極ターゲット３０及び継手部４０も冷却される。
【００２４】
上記回転陽極型Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイル２は回転体２０及び筒部８０に与える磁界を発生するため、回転体２０は回動する。これにより、陽極ターゲット３０も回動する。また、陰極７０は陽極ターゲット３０のターゲット層３２に対して電子ビームを照射する。これにより、ターゲット層３２は、電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線は筐体窓３ａを介して筐体３外部に放出される。
【００２５】
次に、固定部１１０及び固着部１２０について詳細に説明する。  
固定部１１０において、ネジ５０は、頭部５１と軸部５２とが一体となって形成されている。頭部５１は、陽極３１の表面Ｓ１より外側に位置し、陽極３１の座面Ｓ２と接触されている。軸部５２は、貫通孔３３に挿入され、ネジ穴４１に嵌められている。軸部５２の外面と貫通孔３３の内面との間には隙間を有している。これにより、組立ての際、軸部５２を貫通孔３３に容易に挿入することが可能となる。固定部１１０は、陽極ターゲット３０を継手部４０に固定している。ネジ５０は陽極３１及び継手部４０を締め付け、かつ、頭部５１は座面Ｓ２との間に摩擦を生じさせるため、固定部１１０は、陽極ターゲット３０のガタツキを抑制でき、陽極ターゲット３０の回転軸ａの軸ずれを抑制することができる。
【００２６】
一方、固着部１２０において、貫通孔３４は、陽極ターゲット３０に対して継手部４０の反対側に開口部３５を有している。貫通孔３４は、この貫通孔３４に形成されたテーパ部３６を有している。テーパ部３６は、貫通孔３４の延出した方向に沿って傾斜している。この実施の形態において、テーパ部３６は、開口部３５に重なって形成されている。
【００２７】
テーパ部３６は、開口部３５に向かって次第に径が大きくなるよう形成されている。
【００２８】
ネジ６０は、頭部６１と軸部６２とが一体となって形成されている。頭部６１は、陽極３１の表面Ｓ１より外側に位置し、表面Ｓ１に隙間を置いて設けられている。軸部６２は、貫通孔３４に挿入され、ネジ穴４２に嵌められている。軸部６２は、この軸部６２に形成されたテーパ部６３を有している。テーパ部６３は、軸部６２の延出した方向に沿って傾斜し、テーパ部３６と接触している。より詳しくは、テーパ部６３は、テーパ部３６と同一方向に傾斜している。テーパ部６３の外面は、テーパ部３６の内面に全周に亘って接触されている。
【００２９】
テーパ部３６及びテーパ部６３以外、軸部６２の外面と貫通孔３４の内面との間には隙間を有している。これにより、組立ての際、軸部６２を貫通孔３４に容易に挿入することが可能となる。固着部１２０は、陽極ターゲット３０を継手部４０に固着している。ネジ６０は陽極３１及び継手部４０を締め付け、かつ、テーパ部６３はテーパ部３６の内面に接触されているため、固着部１２０は、固定部１１０よりも陽極ターゲット３０のガタツキを抑制でき、陽極ターゲット３０の回転軸ａの軸ずれを抑制することができる。
【００３０】
以上のように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、ネジ６０は貫通孔３４の内面に接触されている。より詳しくは、テーパ部６３はテーパ部３６の内面に全周に亘って接触されている。頭部５１及び座面Ｓ２の間に摩擦を生じさせる固定部１１０に比べ、固着部１２０は、陽極ターゲット３０を継手部４０に一層強固に固定することができる。このため、陽極ターゲット３０のガタツキを防止でき、陽極ターゲット３０の回転軸ａの軸ずれを防止することができる。上記したことから、回転陽極型Ｘ線管１をＸ線ＣＴ装置等の高性能の回転陽極型Ｘ線管装置に搭載した場合でも、装置の性能の劣化を防止すること可能となる。
【００３１】
ネジ６０はテーパ部６３を有しているが、このネジ６０の製造は容易であり、精度の面でも容易である。テーパ部３６を有した陽極３１の製造も容易である。また、テーパ部３６及びテーパ部６３のそれぞれの傾斜方向が一致するよう、陽極３１およびネジ６０を製造することも容易である。ネジ５０、６０を締めることで、陽極ターゲット３０を継手部４０に固着することができるため、回転陽極型Ｘ線管１の組立ては容易である。
【００３２】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図５に示すように、頭部６１は、陽極３１の表面Ｓ１より外側に位置し、陽極３１の座面Ｓ３と接触されていても良い。なお、テーパ部３６及びテーパ部６３は、上述した実施の形態に比べ急勾配に形成されている。上記した場合、テーパ部６３がテーパ部３６の内側に全周に亘って接触され、かつ、頭部６１及び座面Ｓ３間に摩擦が生じるため、固着部１２０は、陽極ターゲット３０を継手部４０に一層強固に固定することができる。
【００３３】
図６に示すように、貫通孔３４は、この貫通孔３４を円柱状に切り抜いて設けられているとともにこの貫通孔３４の延出した方向に並べられた第１中空部３７と、この第１中空部より径の大きい第２中空部３８とを有している。軸部６２は、第１中空部３７と対向した第１円柱部６４と、第２中空部３８と対向しているとともに第１円柱部より径の大きい第２円柱部６５とを有している。第１円柱部６４及び第２円柱部６５は、貫通孔３４の内側に接触されている。また、頭部６１は、座面Ｓ３と接触されている。上記した場合でも、固着部１２０は、陽極ターゲット３０を継手部４０に一層強固に固定することができる。
【００３４】
貫通孔３４がテーパ部３６を有している場合、このテーパ部３６は、開口部３５に重なった個所以外の個所に形成されていても上述した効果を得ることができる。この場合、テーパ部６３は、テーパ部３６と対向するよう設けられていれば良い。頭部６１及び座面Ｓ３間に摩擦が生じていない場合であっても、固着部１２０は、陽極ターゲット３０を継手部４０に固着することができる。ネジ６０は、貫通孔３４の内面に接触されていれば良く、座面Ｓ３以外の面と接触されていれば良い。
【００３５】
回転陽極型Ｘ線管１は、少なくとも１つの固着部１２０を有していれば良い。また、回転陽極型Ｘ線管１は、固定部１１０の替わりに固着部１２０を設け、固着部１２０のみ有していても良い。この場合、ネジ６０でのみ、陽極ターゲット３０及び継手部４０が締め付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す断面図。
【図２】上記回転陽極型Ｘ線管装置の回転陽極型Ｘ線管を示す平面図であり、特に、陽極ターゲット及びネジを示す平面図。
【図３】上記回転陽極型Ｘ線管装置の一部を拡大して示す断面図であり、特に、固定部を概略的に示す断面図。
【図４】上記回転陽極型Ｘ線管装置の一部を拡大して示す断面図であり、特に、固着部を概略的に示す断面図。
【図５】上記回転陽極型Ｘ線管装置の固着部の変形例を概略的に示す断面図。
【図６】上記回転陽極型Ｘ線管装置の固着部の他の変形例を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１…回転陽極型Ｘ線管、２…ステータコイル、３…筐体、３ａ…筐体窓、１０…固定シャフト、２０…回転体、３０…陽極ターゲット、３１…陽極、３２…ターゲット層、３３，３４…貫通孔、３５…開口部、３６…テーパ部、３７…第１中空部、３８…第２中空部、４０…継手部、５０，６０…ネジ、６１…頭部、６２…軸部、６３…テーパ部、６４…第１円柱部、６５…第２円柱部、７０…陰極、９０…真空外囲器、１１０…固定部、１２０…固着部、Ｓ１…表面、Ｓ２，Ｓ３…座面。
【図１】
2007220353.tif 000003
【図２】
2007220353.tif 000004
【図３】
2007220353.tif 000005
【図４】
2007220353.tif 000006
【図５】
2007220353.tif 000007
【図６】
2007220353.tif 000008