(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．第一の速度で第一組の修正面内で回転子を動釣合わせし、
ｂ．前記回転子にターゲットを取付けて陽極を設け、
ｃ．第二の速度で第二組の修正面内で前記陽極を動釣合わせする、工程を含み、
前記回転子が前記陽極内の一組の軸受によって支持され、前記一組の軸受が前記第一組の修正面の間に配置される、回転陽極を釣合わせる方法。
【請求項２】
前記回転子を動釣合わせする工程ａが、前記回転子を回転軸の周りで回転し、前記回転子の不釣合いを前記第一組の修正面内で検出し、各面内で不釣合いを実質的に減少するに十分な量の材料を前記第一組の修正面の各面内で前記回転子から除去或は付加する工程を含み、
前記陽極を動釣合わせする工程が前記ターゲットから材料を付加或は除去する工程を含み、前記回転子が前記陽極内の一組の軸受によって支持される棒状の回転子である、請求項１に記載の回転陽極を釣合わせる方法。
【請求項３】
ａ．回転子と該回転子に取付け可能な別個のターゲットを用意し、
ｂ．第一の速度で前記回転子を回転軸の周りで回転し、
ｃ．前記回転子と交差する第一組の修正面で前記回転子の不釣合いを検出し、
ｄ．動釣合わせするために前記第一組の修正面で前記回転子から材料を除去し、
ｅ．前記ターゲットを前記回転子に取付けて前記陽極を設ける、工程を含み、
前記回転子が前記陽極内の一組の軸受によって支持され、前記一組の軸受が前記第一組の修正面の間に配置される、回転陽極を釣合わせる方法。
【請求項４】
ａ．回転子と該回転子に取付け可能な別個のターゲットを用意し、
ｂ．前記陽極の一次危険速度より低い第一の速度で前記回転子を回転軸の周りで回転し、同時に、前記回転子と交差する第一組の修正面で前記回転子の不釣合いを検出し、
ｃ．前記回転子を動釣合わせするために前記第一組の修正面内で前記回転子から材料を付加或は除去し、
ｄ．前記ターゲットを前記回転子に取付けて前記陽極を設け、
ｅ．前記第一の速度より低い第二の速度で前記陽極を回転軸の周りで回転し、同時に、前記ターゲットと交差し、互いに離されて配置された第二組の修正面で前記陽極の不釣合いを検出し、
ｆ．前記陽極を動釣合わせするために前記第二組の修正面で前記ターゲットから材料を付加或は除去する、工程を含み、
前記回転子が前記陽極内の一組の軸受によって支持され、前記一組の軸受の内の少なくとも１つの軸受が、前記第一組の修正面の間に配置される、回転陽極を釣合わせる方法。
【請求項５】
前記ターゲットは、その上に前記回転子が取付けられる基部近接面とターゲット・リムによってくくられた、前記基部近接面に対向する遠心面とを含み、
前記第二組の修正面の内の第１の修正面は、前記遠心面であり、
前記第二組の修正面の内の第２の修正面は、前記ターゲット・リム上に位置する、請求項１または４に記載の回転陽極を釣合わせる方法。
【請求項６】
前記回転子は、基部末端及び前記ターゲットが取付けられる遠心端とを有し、
前記回転子が前記陽極内の第１及び第２の軸受によって支持される棒状の回転子であり、
前記第１の軸受は前記第２の軸受よりも前記遠心端の近くに位置し、
前記第一組の修正面の内の第１の修正面は、前記遠心端と前記第１の軸受の間に位置し、
前記第一組の修正面の内の第２の修正面は、前記基部末端と前記第２の軸受の間に位置し、
前記回転子の前記動釣合わせの間、前記回転子を前記第１及び第２の軸受から除いたり或は前記第１及び第２の軸受内で移動させず、
前記回転子の前記動釣合わせの後に前記ターゲットを前記回転子の前記遠心端に取付けるときも、前記回転子を前記第１及び第２の軸受に対する位置から除いたり或はその位置内で移動させない、請求項１乃至５のいずれかに記載の回転陽極を釣合わせる方法。
【請求項７】
前記回転陽極を釣合わせる方法が標準の雰囲気条件で行われる、請求項１乃至６のいずれかに記載の回転陽極を釣合わせる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、Ｘ線陽極を精密に製造する方法に関し、特に、そのような陽極をその回転軸の周りで動釣合わせする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線機械及びそれに関連する装置（例えば、計算機断層撮影スキャナ）では、陰極から回転陽極、具体的には、陽極のターゲット領域、へ焦点合わせされた電子ビームを向けることによってＸ線光子を発生させる。医療診断用イメージを発生するために用いられるＸ線焦点は、陽極上の電子ビームが衝突する領域であるターゲットの焦点軌道で定義される。Ｘ線管構造及び動作の一般的な技術の現状に関しては、米国特許第３，８５１，２０４号、第４，０５２，６４０号、第４，１３２，９１６号、第４，９５３，１９０号、及び第５，４２２，５２７号に良く記載されている。
【０００３】
アーチファクト及び不要な動きのないイメージを作るために、安定な焦点が重要である。焦点の安定性は、主に陽極がその回転軸の周りでどの程度良く釣合いが取れているかによる。陽極が不釣合いであると、遠心力が回転中に陽極を歪め、陽極回転軸に垂直な平面の周りに陽極ターゲットを傾斜させ、焦点を不規則に変動させるであろう。不釣合いな遠心力（従って、傾斜の振幅）が速度の二乗で変わるので、この不規則変動は高速になるほど増加する。速度が陽極危険速度、即ち、陽極集成体中の固有振動数、に向って更に増加すると、不規則変動は特に顕著になるであろう。
【０００４】
陽極の不釣合いはＸ線管集成体の寿命にとっても重要である、それは、陽極回転子を支持する軸受の摩耗に影響を与えるからである。軸受摩耗は、数ある問題の中でも、陽極の過加熱及び熱クリープ（焦点の漂動をもたらす）、軸受／回転子の剥離及び陰極へ向う粒子の漂動（アークをもたらす）、軸受のガタツキ（余分な雑音と更に焦点の変動を生じる）のような様々な問題を引起こす。これらの問題及び関連した問題は、米国特許第４，１８７，４４２号、第４，２７２，６９６号、第４，２７６，４９３号、第４，３９３，５１１号、第４，４８１，６５５号、第４，５６９，０７０号、第４，５７３，１８５号、第４，９１４，６８４号、第４，９２８，２９６号、及び第５，４６１，６５９号に良く記載されている。
【０００５】
前述の問題のため、陽極を一般に高精度に、典型的には０．２５グラム−センチメータ未満の残留不釣合いに動釣合わせする。動釣合わせは、陽極を危険速度よりかなり下の速度で回転し、二つの修正面を用いて不釣合いを除去することによって行われる。この動釣合わせ方法は周知であり、簡明な説明が、例えば、機械技術者のためのマークス・スタンダード・ハンドブック（Ｍａｒｋｓ'  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｆｏｒ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）（編集者、アヴァロネ（Ａｖａｌｌｏｎｅ）他、９版、１９８７年）の５−７０乃至５−７４頁にある。この方法を実行する広く変化に富んだ装置が当業界に知られていて、これらの装置は一般に不釣合いの大きさを検出する手段（例えば、力変換器、或は、ストロボ・フラッシュ）と結合して、ターゲットの角位置を検出する手段（例えば、軸エンコーダ、又は、電気的ピックアップ）を用いる。都合のよいことに、使用者が選ぶ任意の修正面でこれらのパラメータ出力が急速に且つ正確に得られる、シェネック・トレベル・コーポレーション（Ｓｃｈｅｎｃｋ  Tｒｅｂｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国ニューヨーク州、デア・パーク（Ｄｅｅｒ  Ｐａｒｋ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  、ＵＳＡ）所在）の製作になるような商業的に入手可能な動釣合い機械がある。これらのパラメータが一旦修正面で分かると、不釣合いをなくすために修正面で適当な量の材料を追加或は除去することができる。
【０００６】
前記した動釣合わせ方法は、過去には陽極釣合わせに対して大体良好に働いた。しかし、現在の使用に対しては、いくつかの要因がこの方法を不適当なものにしている。
まず第一に、近年のＸ線出力要件の増加のために、Ｘ線管の陽極ターゲットはますます大きく且つ重くなってきて、それらの陽極の危険速度が従って低下してきている。陽極は技術的に異なる形式の数個の危険速度を有する点で更に複雑な問題が生じている。これらの危険速度は：剛性危険速度、即ち、陽極全体が比較的剛性な軸のように振舞ったときの基本振動数；回転中に陽極の構成部材（例えば、回転子、ターゲット、等）の変形（及び、それらの構成部材の相互干渉）が活動しはじめたときのこれらの構成部材の基本振動数と記述してもよいたわみ危険速度；並びに、剛性及びたわみ危険速度の高調波である。陽極の構成部材の構造及び材料の特性によるが、最低たわみ危険速度は実際には最低剛性危険速度より低い可能性がある。
【０００７】
第二に、ますます新しい多くのＸ線の用途では、陽極の動作速度を増加することを要求している。その結果、陽極の動作速度と危険速度との隔たりが多くの場合になくなった。
第三にそして最も重要なことであるが、公知の動釣合わせ方法は、低速動作速度で釣合わされる陽極を提供するにはうまく働くが、一次危険速度を越えて釣合わせる理由にはならない。その結果、現在製造されているほとんどの陽極は一次たわみ危険速度或はその近くの速度で不安定である。一次たわみ危険速度を越えて釣合わせを更に良くするには、普通は、最高速度は陽極動作速度に近い、各種の速度で動釣りあわせを繰り返し行うことによって得られる。しかし、この方法は時間がかかるし、行うのが難しく、且つ、潜在的に破壊的である。この事は特に、従来の陽極を支持する乾式潤滑軸受は、急速な酸化及び剥離なしには空気中で動作速度で回転できないという事実からすると、本当である。使用状態に置かれる陽極が動作する真空中というより、空気中で一般に公知の動釣合わせ装置は動作させられるので、陽極を破壊することなく陽極の実際の動作速度近くで公知の動釣合わせ方法を使用することは事実上不可能になる。
【０００８】
従って、標準の雰囲気条件で（即ち、酸化環境で）、低速度でＸ線陽極を動釣合わせる方法が当技術に必要である。ここで、得られる釣合い陽極はたわみ危険速度に至り且つそれを包含する範囲の動作速度に亙り動釣合わせし続ける。
【０００９】
【発明の概要】
本願発明は特許請求の範囲に記載されているように、Ｘ線陽極を釣合わせる方法に関する。要約すると、好適な方法は、次の各工程を含む。第一に、陽極回転子を第一組の修正面で陽極ターゲットとは別に動釣合わせする。第二に、陽極ターゲットを回転子に取付けて陽極を組立てる。最後に、組立てた陽極を、ターゲット内の第二組の修正面内で、動釣合わせする。従って、陽極の動釣合わせが、最初に回転子内で、そして、全陽極内で、と段階的に行われる。これは、一般にターゲット内で一つの修正面が選択され、且つ、回転子内で一つの修正面が選択されて、陽極全体のみが動釣合わされる従来技術の動釣合わせ方法とは異なるものである。本願発明は従来技術に対していくつかの利点が下記のように有する。
【００１０】
（１）本願発明の方法によって釣合わされた陽極は、従来技術の方法によって釣合わされた陽極より更に高度に且つより広範囲の動作速度にわたって釣合わされる。本願発明の方法による動釣合わせ工程は、陽極の一次たわみ危険速度よりかなり低い速度で行うことができるが、得られる陽極はそれにも拘わらず一次たわみ危険速度に達し、且つ、それを越える動作速度範囲を通して釣合わされる。
【００１１】
（２）本願発明の方法の動釣合わせ工程は、一次たわみ危険速度よりかなり低い速度で行う為、この方法は標準の雰囲気条件で（即ち、空気中で）行うことができるし、且つ、特に真空で動作するように設計された釣合わせ装置は必要ない。
本発明の他の目的や効果は、図面と共に以下の説明や図面から明らかになるであろう。
【００１２】
【具体的な構成】
本願発明に対する理解を強めるための図１を参照すると、当技術に公知の普通のＸ線管集成体を表す陽極が符号１０で示されている。陽極１０は基部末端１４及びターゲット１８が取付けられた遠心端１６を有する回転子１２を含む。ターゲット１８は、その上に回転子１２が取付けられる基部近接面２０とターゲット・リム２４によってくくられた対抗する遠心面２２とを含んでいる。回転子１２を軸受２６によって支持して、陽極１０をＸ線管内に装着する。回転子１２が電気機械的手段により回転可能に駆動される間、電子ビームはターゲット１８を衝撃して焦点からＸ線光子を放出する。
【００１３】
本開示に関係する本願発明は、最初に、好ましくは、既に軸受２６内に装着された回転子１２を取り、公知の動釣合わせ方法を用いて回転子１２を動釣合わせする。具体的には、これは、回転子１２を軸受２６内でその回転軸の周りを回転させて、使用者が定めた二つの修正面で回転子不釣合いの大きさ及び角位置を検出することにより行われる。これらのパラメータは、公知の動釣合わせ装置、例えば、シェネック  トレベル  モデル（Ｓｃｈｅｎｃｋ  Tｒｅｂｅｌ  Ｍｏｄｅｌ）Ｈ１／１０Ｂ硬軸受釣合わせ機械（米国ニューヨーク州、デア・パーク（Ｄｅｅｒ  Ｐａｒｋ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  、ＵＳＡ）所在のシェネック・トレベル・コーポレーション（Ｓｃｈｅｎｃｋ  Tｒｅｂｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製）によって決定することができる。その決定は、軸受の損傷を避けるために、回転子１２が後にその一部分となる陽極１０の一次危険速度よりかなり低い速度で行うことが好ましい。更に、修正面をかなり離して選択すると、普通に用いられる釣合わせ装置は比較的精確な不釣合い測定を与えるから、修正面は回転子１２上できるだけ離して、例えば、図１に示す例示の修正面２８及び３０の所で回転子１２の両端近くに間隔を置くのが好ましい。不釣合いの大きさ及び角位置が各修正面２８及び３０の所で検出されると、回転子不釣合いを補正するために必要な量の材料が、当業界に公知の適当な手段（例えば、フライス削り、及び／または電子ビーム加工）によって、各修正面２８及び３０の所で回転子１２から除去することができる。逆に、その代りに必要な量の材料を付加して回転子不釣合いを補正することができる。最大限可能な範囲で、回転子釣合いの完全性を保持するために、材料の除去或は付加の間、回転子１２は軸受２６から除いたり或は軸受内で移動させないことが必要である。
【００１４】
次いで、ターゲット１８が回転子１２の遠心端１６に取付けられて組立てた陽極１０が得られる。（ここで又、これをなすとき、回転子１２は軸受２６に対する位置から除いたり或はその位置内で移動させないことが必要である。）全陽極１０の回転軸は回転子１２の回転軸と同じである。次いで、陽極１０は軸受２６内で回転され、動釣合わせ装置を用いて、陽極１０内に使用者が定義した二つの修正面内での不釣合いの大きさ及び角位置を検出する。好ましくは、これらの修正面をターゲット１８の上にのみ配置し、できる限り離して選ばれる。例として、修正面をターゲット１８の対抗する基部近接面２０及び遠心面２２上に取ることができるが、しかし、検出した不釣合いを補うために材料を除去或は付加することをかなり容易にするために、修正面は一般に遠心面２２、即ち、修正面３２の所に選ばれ、更に、ターゲット・リム２４上の位置、即ち、修正面３４の所に選ばれる。又、軸受２６に対する過度の振動或は摩耗の可能性を押えるために、動釣合わせは全陽極１０の一次危険速度よりかなり低い速度で行うことが好ましい。ここでターゲット１８を付加することによって回転子１２の実効質量は増加いているので、釣合わせ中に望まない振動及び／又は軸受損傷がないことを確実にするために、回転子１２だけで釣合わせたときの速度よりも低い速度で組立てた陽極１０を釣合わせるのが好ましい。一方、組立てた陽極１０の質量が十分に小さくて軸受摩耗及び過度な振動を避けることができることが明らかならば、その代わりに、全陽極１０をより高速で釣合わせるのが好ましい。それはより精密な釣合わせをもたらす可能性があるからである。
【００１５】
ある場合には、ターゲット・リム２４は非常に細いので、共にターゲット１８と交差する二つの修正面を選ぶことができないかもしれない、というのは、それらの面の間隔が近接すぎて釣合わせ機械で精密に分解できないかもしれないからである。その場合、二つの代替の方法が提案される。第一は、一つの修正面をターゲット１８上（例えば、面３２）に置き、一つの修正面を回転子１２上（例えば、面３０）に配置するのが望ましい。第二は、大抵の工業用釣合わせ装置は三つの面で同時に不釣合いを解決しないけれども、三つ以上の修正面、例えば、面２８、３０、及び３２、を用いることができる。何れの方法によっても、この釣合わせは、公知の従来技術の方法による釣合わせに対して、特に、一次たわみ危険速度を越える速度に於いて、依然優るものである。
【００１６】
前記した方法で作られた釣合い陽極は、従来技術の方法によって釣合わされた陽極よりも、広範囲の動作速度で、かなり高度に釣合わされる。前記した方法で作られた釣合い陽極は、一般に容易に見分けることができる、というのは、不釣合いを修正するために材料が付加或は除去された四つの面、例えば、回転子上に二個所及びターゲット上に二個所あるからである。
【００１７】
この発明をどのように実施し且つこの発明を用いてどのように釣合い陽極を得るかを、この発明の好ましい実施例で説明したことが明らかであろう。この発明は前記した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に文言上或は等価的入る全ての他の実施例を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線管陽極の立面図である。
【符号の説明】
１０  陽極
１２  回転子
１４  基部末端
１６  遠心端
１８  ターゲット
２０  基部近接面
２２  遠心面
２８、３０、３２、３４  修正面
【図１】
0004259635.tif 000002