專利名稱：旋轉陽極型x射線管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋轉陽極型x射線管。
背景技術：
一般而言，x射線管裝置在醫療診斷系統和工業診斷系統等中使用。x射
線管裝置包括輻射X射線的旋轉陽極型X射線管、定子線圈、以及收容這些 旋轉陽極型X射線管和定子線圈的框體。旋轉陽極型X射線管具有固定軸、 設置成能以該固定軸為軸進行旋轉的旋轉體、通過接頭部設置在該旋轉體的端 部上的陽極靶、與該陽極耙相對配置的陰極、收容這些部件的真空管殼、以及 填充在該真空管殼內的冷卻液。在固定軸和旋轉體間的間隙內填充有液體金屬。
在上述x射線管裝置的動作狀態下，定子線圈產生作用于旋轉體的磁場，
因此，旋轉體和陽極靶旋轉。另外，陰極對陽極靶照射電子束。由此，陽極靶
在與電子碰撞時釋放x射線。
在X射線管裝置動作時，陽極耙因朝該陽極靶的熱量輸入而成為高溫狀
態。即，陽極靶因受到電子束的照射而成為高溫狀態。特別是受到電子碰撞的 電子沖擊面(焦點)的溫度會成為高溫。因此，電子沖擊面的溫度必須是陽極靶 材質的熔化溫度以下的溫度。
根據上述內容，曾開發了使陽極耙冷卻用的技術。例如，在USP5541975 和DE3644719公報中披露了在電子碰撞面的附近使用液體金屬作為熱傳遞流體 來冷卻陽極耙的技術。通過使用上述技術，能實現陽極靶的高效冷卻。
然而，在上述被披露的技術中，液體金屬的密封部形成在電子碰撞面附近。 由于電子碰撞面產生的熱量會傳導給密封部，因此密封部會成為高溫狀態而產 生變形。由于旋轉體與固定軸的間隙產生變形，因此很難維持用于充分發揮密
4封部的密封性能的間隙(空隙)。其結果是，可能會因液體金屬的泄漏而使x射
線管產生不良情況。
另外，防止液體金屬的密封部成為高溫狀態的技術例如在日本專利特公昭
63 — 13302號公報、日本專利特開平5 —258691號公報、日本專利特開平5 — 144395號公報中有披露。
如上所述，曾披露了能實現陽極靶的高效冷卻的技術和防止密封部成為高 溫狀態的技術。然而，卻未曾披露既能實現陽極靶的高效冷卻又能防止密封部 成為高溫狀態的技術。
發明內容
鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種陽極靶的冷卻速度快并能延長 產品壽命的旋轉陽極型X射線管。
為了解決上述問題，本發明所涉及的旋轉陽極型X射線管包括固定 體、旋轉體、潤滑劑、陰極、以及真空管殼。上述固定體在側面上具有徑 向滑動軸承面，在內部具有供冷卻液流動的流路。上述旋轉體包括圓盤 狀的大直徑部，其具有與上述固定體的一端部隔開間隙地嵌合的凹部，構 成陽極耙；以及小直徑部，其圍繞上述固定體的側面，在內表面上具有與 上述徑向滑動軸承面隔開間隙相對的徑向滑動軸承面，在一端部與上述大 直徑部形成一體。上述潤滑劑被填充在上述間隙內。上述陰極與上述大直 徑部的陽極靶相對配置。上述真空管殼收容上述固定體、旋轉體、潤滑劑 和陰極，將上述固定體在上述固定體的另一端部固定，上述固定體的另一 端部相對于與上述凹部嵌合的上述固定體的一端部位于相反側。
圖1是表示本發明的第一實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的剖 視圖。
圖2是表示圖1所示的旋轉陽極型X射線管裝置的一部分的放大剖視圖， 特別是表示密封部的放大剖視圖。圖3是表示本發明的第二實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的主 要部分的剖視圖。
圖4是表示本發明的第三實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的剖 視圖。
圖5是表示圖4所示的旋轉陽極型X射線管裝置的一部分的放大剖視圖， 特別是表示推力軸承的放大剖視圖。
圖6是表示圖4所示的旋轉陽極型X射線管裝置的一部分的放大剖視圖，
特別是表示另一推力軸承的放大剖視圖。
圖7是表示本發明的第四實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的剖視圖。
圖8是表示圖7所示的旋轉陽極型X射線管裝置的一部分的放大剖視圖， 特別是表示兩個推力軸承的放大剖視圖。
圖9是表示本發明的第五實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的剖視圖。
圖10是表示本發明的第六實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的 剖視圖。
圖11是表示本發明的第七實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置的 剖視圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的第一實施方式所涉及的旋轉陽極型x射線管裝
置進行詳細說明。
如圖1所示，旋轉陽極型X射線管裝置包括旋轉陽極型X射線管1、產
生磁場的作為線圈的定子線圈2、以及未圖示的收容旋轉陽極型X射線管和定 子線圈的框體。
旋轉陽極型X射線管l包括作為固定體的固定軸IO、冷卻液20、管部 30、環部40、陽極耙50、旋轉部60、作為潤滑劑的液體金屬70、陰極80、以 及真空管殼90。旋轉陽極型X射線管1使用動壓軸承。固定軸10具有筒部11、作為另一筒部的筒部12、以及環部13。固定
軸10用Fe(鐵)或Mo(鉬)等材料形成。筒部ll沿著轉軸a延伸，以轉軸a為 中心軸形成為筒狀。筒部11在其側面具有徑向滑動軸承面S1。筒部12沿著轉 軸a延伸，以轉軸a為中心軸形成為筒狀。筒部12的一端部被封住。筒部12 的另一端部與筒部11緊密連通。更詳細而言，環部13與筒部11和筒部12分 別緊貼地接合，使筒部11和筒部12連通。筒部11、筒部12和環部13形成為 一體。固定軸10的內部充滿著冷卻液20。在本實施方式中，冷卻液20是水。 固定軸10在其內部形成有供冷卻液20流動的流路。固定軸10在其另一端部 側具有將冷卻液20朝外部排出的排出口 10b。
管部30設置在固定軸10的內部，與固定軸一起形成流路。管部30的一 端部經由形成在固定軸10的另一端部上的開口部10a延伸至固定軸10的外部。 管部30固定在開口部10a上。管部30的側面與開口部10a緊貼。
管部30具有朝其內部引入冷卻液20的引入口 30a、將冷卻液20朝固 定軸10的內部排出的排出口30b。引入口 30a位于固定軸10的外部。排出口 30b隔開間隙地位于固定軸10的一端部。
環部40設置在筒部12的內部，以圍繞管部30的側面的形態與管部30 一體形成。環部40隔開間隙地設置在筒部12的內部。管部30和環部40與固 定軸10 —起形成流路。
根據上述內容，來自旋轉陽極型X射線管1外部的冷卻液20被從引入口 30a引入，經由管部30的內部而朝筒部12的內部排出，經由筒部12和環部 40之間，經由環部13和環部40之間，并經由筒部11和管部30之間，從排出 口 10b朝旋轉陽極型X射線管1的外部排出。
陽極靶50具有陽極51以及設置在該陽極的外表面的一部分上的靶層52。 陽極51形成為圓盤狀，與固定軸10同軸地設置。陽極51用Mo等材料形成。 陽極51具有在沿著轉軸a的方向上凹陷的凹部51a。凹部51a以圓盤狀凹入形 成。筒部12與凹部51a嵌合。凹部51a與筒部12隔開間隙地形成。在沿著轉 軸a的方向上，凹部51a與耙層52的整體重疊。在靶層52的正下方(內側)設 置有液體金屬70的熱傳遞流路。靶層52用W(鎢)等材料形成為輪狀。靶層52的表面是電子碰撞面。
筒部12具有推力軸承面S3。陽極51具有推力軸承面S4。軸承面S3和軸 承面S4在沿著轉軸a的方向上彼此保持間隙地相對。軸承面S3和軸承面S4 形成了推力軸承B2。
旋轉部60形成為直徑比筒部11大的筒狀。旋轉部60與固定軸10和陽極 靶50同軸地設置。旋轉部60形成得比筒部11短。
旋轉部60用Fe和Mo等材料形成。更詳細而言，旋轉部60具有筒部 61、以圍繞筒部61的一端部的側面的形態與筒部一體形成的環部62、設置在 筒部61的另一端部上的密封部63、以及筒部64。
筒部61圍繞筒部11的側面。筒部61在其內表面上具有與軸承面Sl隔開 間隙相對的徑向滑動軸承面S2。軸承面Sl和軸承面S2形成了徑向滑動軸承 Bl。此處，在軸承面S1和軸承面S2上分別設有槽。旋轉部60的環部62與陽 極耙50接合。旋轉部60設置成能以固定軸10為軸與陽極靶50 —起旋轉。
密封部63相對于軸承面S2位于與環部62(—端部)相反的一側。密封部 63與筒部61的另一端部接合。密封部63形成為環狀，與固定軸10的側面在 整個圓周上隔開間隙地設置。筒部64與筒部61的側面接合并固定在筒部61 上。筒部64例如用Cu(銅)形成。
液體金屬70被填充在筒部12和凹部51a間的間隙、環部13和環部62 間的間隙、環部13和筒部61間的間隙、以及筒部11 (軸承面Sl)和筒部61 (軸 承面S2)間的間隙內。另外，這些間隙全部相連。在本實施方式中，液體金屬 70是鎵銦錫合金(GalnSn)。
如圖1和圖2所示，密封部63和固定軸10間的間隙(空隙〉c被設定成能 維持旋轉部60的旋轉并能抑制液體金屬70泄漏的值。根據上述內容，間隙c 極小。在本實施方式中，間隙c為500"m以下。因此，密封部63作為迷宮密 圭寸環(labyrinth seal ring)起作用。
另外，密封部63具有多個收容部63a。此處，密封部63具有四個收容部 63a。收容部63a使密封部63的內側以圓形框狀凹入而分別形成。在液體金屬 70從間隙c泄漏時，收容部63a收容泄漏的液體金屬70。筒部11具有推力軸承面S5。密封部63具有推力軸承面S6。軸承面S5 和軸承面S6在沿著轉軸a的方向上彼此保持間隙地相對。軸承面S5和軸承面 S6形成了推力軸承B3。該推力軸承B3不會成為高溫狀態，能使軸承面S5和 軸承面S6間的間隙維持一定值，因此，即使靶成為高溫狀態，也能使推力軸 承B3正常地起作用。
上述陽極靶50和旋轉部60形成了旋轉體600。旋轉體600由陽極靶50 和旋轉部60—體形成。旋轉體600具有大直徑部610、以及直徑比大直徑部 610小的小直徑部620。在本實施方式中，大直徑部610是陽極靶50，小直徑 部620是旋轉部60。
如圖1所示，陰極80與陽極耙50的耙層52隔開間隔地相對配置。陰極 80具有釋放電子的燈絲81。
真空管殼90收容著固定軸10、冷卻液20、管部30、環部40、陽極靶50、 旋轉部60、液體金屬70和陰極80。真空管殼90具有X射線透射窗90a和開 口部90b。 X射線透射窗90a在與轉軸a正交的方向上與靶層52相對。固定軸 10的另一端部經由開口部90b露出于真空管殼90的外部。開口部90b將固定 軸10固定。固定軸10的側面與開口部90b緊貼。
陰極80安裝在真空管殼90的內壁上。真空管殼90被密閉。真空管殼90
的內部被維持真空狀態。
定子線圈2以與旋轉部60的側面、更詳細而言筒部64的側面相對的形態 圍繞真空管殼90的外側設置。定子線圈2的形狀是環狀。
在框體內部收容有旋轉陽極型X射線管1和定子線圈2，此外還填充有未 圖示的冷卻液。
在上述X射線管裝置的動作狀態下，定子線圈2產生作用于旋轉部60 (特 別是筒部64)的磁場，因此，旋轉體600旋轉。由此，陽極靶50旋轉。另外， 對陰極80相對地施加負的電壓，對陽極靶50相對地施加正的電壓。例如，對 陰極80施加一150kV的電壓，陽極靶50被接地。
由此，在陰極80和陽極靶50間產生電位差。因此， 一旦陰極80釋放電 子，該電子便會被加速，與靶層52碰撞。即，陰極80對靶層52照射電子束。由此，靶層52在與電子碰撞時釋放X射線，被釋放的X射線通過X射線透射 窗90a朝真空管殼90的外部、進而朝框體外部釋放。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極耙50具有與耙層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使靶層52和冷卻液20的流路更加靠 近。
在釋放X射線時，旋轉體600旋轉時的離心力較強，液體金屬70流動至 靶層52(陽極靶50的焦點軌道面)的正下方并充滿該位置，形成液體金屬70 的層。在釋放X射線時，陽極靶50、特別是靶層52的電子碰撞面會成為高溫 狀態，但靶層52的熱量可經由陽極51和液體金屬70傳導給固定軸10，朝在 固定軸10內部的流路內流動的冷卻液20輻射。此時，液體金屬70作為熱傳 遞流體起作用。從靶層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。根據上述內 容，能獲得陽極靶50的冷卻速度更快的旋轉陽極型X射線管1。
由此，能抑制陽極靶50熔融等、陽極靶50所產生的不良情況。由于能增 大陽極靶50所允許的熱量輸入，因此還能提高旋轉陽極型X射線管1的輸出。 此外，還能獲得延長旋轉陽極型X射線管1的產品壽命的效果。
另外，將水作為冷卻液20也有助于提高陽極耙50的冷卻速度，進而提高 旋轉陽極型X射線管1的輸出。即，冷卻液20在電熱界面上成為沸騰狀態， 有助于冷卻。這樣，沸騰冷卻與不伴隨沸騰的冷卻相比，冷卻效率較高，能進 一步降低靶層52的溫度。根據上述內容，能實現陽極靶50的高效冷卻。
密封部63相對于軸承面S2位于與環部62(—端部)相反的一側。密封部 63沒有設置在靶層52的電子碰撞面附近。由于密封部63在傳熱路徑上離電子 碰撞面較遠，因此不會受到電子碰撞產生的熱量的影響。即，能抑制密封部63 成為高溫狀態而產生的變形。因此，能忽略密封部63的熱變形而減小間隙c， 并能抑制來自密封部63的液體金屬70的泄漏。
例如，在旋轉體600從靜止狀態轉變為旋轉狀態時，即使因大直徑部610 附近的間隙處的液體金屬70移動而產生液體金屬70的反沖，該反沖的不良影 響也不會波及密封部63。因此，不會出現密封部63被液體金屬70浸潤的情況， 可防止液體金屬70朝真空空間泄漏。
10在旋轉陽極型X射線管1采用使用了固體潤滑劑的球軸承時，可能會因液 體金屬流入球軸承內殘留、附著而妨礙固體潤滑劑的塑性流動。然而，上述旋 轉陽極型X射線管1采用了將液體金屬70自身作為潤滑劑的動壓軸承。因此，
不會出現潤滑性能下降的情況，能長時間穩定地使陽極靶50旋轉，能獲得延 長旋轉陽極型X射線管1的產品壽命的效果。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
下面，對本發明的第二實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置進行詳 細說明。另外，在本實施方式中，其它結構與上述第一實施方式相同，對相同 的部分標注相同的符號并省略其詳細說明。
如圖3所示，旋轉體600具有大直徑部610以及小直徑部620。大直徑部 610和小直徑部620以沒有連接面的形態一體形成。凹部51a與靶層52的整體 重疊。在耙層52的正下方(內側)設置有液體金屬70的熱傳遞流路。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極靶50具有與靶層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使靶層52和冷卻液20的流路靠近。 因此，從耙層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
下面，對本發明的第三實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置進行詳 細說明。另外，在本實施方式中，其它結構與上述第一實施方式相同，對相同 的部分標注相同的符號并省略其詳細說明。
如圖4和圖5所示，在大直徑部610與小直徑部620的邊界附近，旋轉體 600(筒部61)具有推力軸承面S8。固定軸10(環部13)具有推力軸承面S7。軸 承面S7和軸承面S8在沿著轉軸a的方向上彼此保持間隙地相對。軸承面S7 和軸承面S8形成了推力軸承B4。
該推力軸承B4不會成為高溫狀態，能使軸承面S7和軸承面S8間的間隙 維持一定值，因此，即使靶成為高溫狀態，也能使推力軸承B4正常地起作用。
如圖4和圖6所示，固定軸10還具有環部14。環部14圍繞筒部11的隔著徑向滑動軸承面Sl與筒部12(大直徑部610)相反的一側的側面。筒部11和 環部14以沒有連接面的形態一體形成。
筒部61在隔著徑向滑動軸承面S2與大直徑部610相反的一側具有內表面 凹入的臺階部61a。環部14嵌合在由臺階部61a和密封部63圍成的空間內。
環部14具有推力軸承面S9。筒部61具有推力軸承面S10。軸承面S9和 軸承面S10在沿著轉軸a的方向上彼此保持間隙地相對。軸承面S9和軸承面 S10形成了推力軸承B5。該推力軸承B5不會成為高溫狀態，能使軸承面S9和 軸承面S10間的間隙維持一定值，因此，即使靶成為高溫狀態，也能使推力軸 承B5正常地起作用。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極靶50具有與靶層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使靶層52和冷卻液20的流路靠近。 因此，從耙層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。
推力軸承B4、 B5不會成為高溫狀態。能防止推力軸承B4、 B5因來自靶層 52的熱傳導而變形，能將推力軸承B4、 B5的間隙維持一定值，保持作為推力 軸承B4、 B5的功能，因此，能維持旋轉體600的旋轉動作。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
下面，對本發明的第四實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置進行詳 細說明。另外，在本實施方式中，其它結構與上述第一實施方式和第三實施方 式相同，對相同的部分標注相同的符號并省略其詳細說明。
如圖7和圖8所示，固定軸10還具有環部14。筒部61具有臺階部61a。 環部14嵌合在由臺階部61a和密封部63圍成的空間內。
環部14具有推力軸承面S9。筒部61具有推力軸承面SIO。軸承面S9和 軸承面S10在沿著轉軸a的方向上彼此保持間隙地相對。軸承面S9和軸承面 S10形成了推力軸承B5。
環部14具有推力軸承面Sll。密封部63具有推力軸承面S12。軸承面Sll 和軸承面S12在沿著轉軸a的方向上彼此保持間隙地相對。軸承面Sll和軸承 面S12形成了推力軸承B6。這些推力軸承B5、 B6不會成為高溫狀態，能將軸承面S9和軸承面S10 間的間隙以及軸承面S11和軸承面S12間的間隙維持一定值，因此，即使靶成 為高溫狀態，也能使推力軸承B5正常地起作用。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極靶50具有與靶層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使靶層52和冷卻液20的流路靠近。 因此，從耙層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。
推力軸承B5、 B6不會成為高溫狀態。能防止推力軸承B5、 B6因來自靶層 52的熱傳導而變形，能將推力軸承B5、 B6的間隙維持一定值，保持作為推力 軸承B5、 B6的功能，因此，能維持旋轉體600的旋轉動作。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
下面，對本發明的第五實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置進行詳 細說明。另外，在本實施方式中，其它結構與上述第一實施方式和第四實施方 式相同，對相同的部分標注相同的符號并省略其詳細說明。
如圖9所示，固定軸10還具有環部14。筒部61具有臺階部61a。環部 14嵌合在由臺階部61a和密封部63圍成的空間內。旋轉陽極型X射線管1形 成了推力軸承B5、 B6。
在沿著轉軸a的方向上，凹部51a僅與靶層52的一部分、更詳細而言是 靶層52的內側區域重疊。因此，僅在靶層52的內側區域的正下方(內側)設置 有液體金屬70的熱傳遞流路。大直徑部610的內徑(凹部51a的直徑)比上述 第五實施方式的大直徑部610的內徑(凹部51a的直徑)小。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極靶50具有與靶層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使靶層52和冷卻液20的流路靠近。 因此，從耙層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。
由于在耙層52的一部分的正下方(內側)設置有液體金屬70的熱傳遞流 路，因此與沒有設置液體金屬70的熱傳遞流路時相比，能提高陽極靶50的冷 卻速度。
由于大直徑部610的內徑較小，因此能抑制液體金屬70的剪切應力所產生的發熱量。
此處，對液體金屬70的剪切應力所產生的發熱量給旋轉陽極型X射線管 裝置造成的不良影響進行說明。液體金屬70的剪切應力所產生的發熱量的大
小隨著大直徑部610的內徑增大而增大。在液體金屬70的發熱量增大時，使 旋轉體600以必要的轉速旋轉的旋轉力矩也增大。因此，使旋轉體600旋轉的 定子線圈2(電動機)也增大。因此，旋轉陽極型X射線管裝置的重量和尺寸增 大，很難將旋轉陽極型X射線管裝置裝設到高速旋轉的CT裝置上。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
下面，對本發明的第六實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置進行詳 細說明。另外，在本實施方式中，其它結構與上述第一實施方式相同，對相同 的部分標注相同的符號并省略其詳細說明。
如圖10所示，旋轉陽極型X射線管1包括固定軸IO、冷卻液20、管部 30、陽極靶50、旋轉部60、作為潤滑劑的液體金屬70、陰極80、以及真空管 殼90。液體金屬70的熱傳遞流路從靶層52的正下方(內側)偏離地設置。旋轉 陽極型X射線管1具有徑向滑動軸承B1、推力軸承B2和推力軸承B3。
液體金屬70被填充在固定軸10的一端部和凹部51a間的間隙以及固定軸 10(軸承面S1)和筒部61(軸承面S2)間的間隙內。另外，這些間隙全部相連。
旋轉體600具有大直徑部610、以及直徑比大直徑部610小的小直徑部 620。在本實施方式中，大直徑部610的內徑(凹部51a的直徑)和小直徑部620 的內徑(筒部61的內徑)大致相同。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極靶50具有與靶層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使靶層52和冷卻液20的流路靠近。 因此，從耙層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。
由于在陽極51上形成有凹部5la，且凹部51a設置有液體金屬70的熱傳 遞流路，因此，與陽極51上沒有形成凹部51a時相比，能提高陽極耙50的冷 卻速度。
大直徑部610的內徑與小直徑部620的內徑大致相同，較小，因此，能抑
14制液體金屬70的剪切應力所產生的發熱量。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
下面，對本發明的第七實施方式所涉及的旋轉陽極型X射線管裝置進行詳 細說明。另外，在本實施方式中，其它結構與上述第一實施方式相同，對相同 的部分標注相同的符號并省略其詳細說明。
如圖11所示，冷卻液20的循環方向也可以相反。固定軸10在其另一端 部側具有將冷卻液20引入的引入口 10c。管部30具有朝外部排出冷卻液20 的排出口 30c、以及將冷卻液20引入管部30的內部的引入口 30d。排出口 30c 位于固定軸10的外部。引入口 30d隔開間隙地位于固定軸10的一端部。
根據上述內容，來自旋轉陽極型X射線管1外部的冷卻液20被從引入口 10c引入，經由固定軸10和旋轉體600之間，經由管部30的內部，從排出口 30c朝旋轉陽極型X射線管1的外部排出。
根據上述結構的旋轉陽極型X射線管裝置，陽極靶50具有與靶層52重疊 的凹部51a，固定軸10與凹部51a嵌合。使耙層52和冷卻液20的流路靠近。 因此，從耙層52至冷卻液20的流路的熱傳導路徑較短。
即使冷卻液20的循環方向相反，也能使冷卻液20良好地循環。不是將經 由管部30內部而被加熱的冷卻液20朝固定軸10輸送，而是將冷卻液20直接 朝固定軸10輸送。因此，能充分冷卻固定軸IO，由此，能使旋轉體600穩定 地旋轉。
根據上述內容，可獲得陽極靶50的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉 陽極型X射線管1和包括旋轉陽極型X射線管1的旋轉陽極型X射線管裝置。
另外，本發明并不局限于上述實施方式，在實施階段，可以在不脫離其主 旨的范圍內將構成要素變形后具體化。通過上述實施方式所披露的多個構成要 素的適當的組合，能形成各種發明。例如，也可以從實施方式所示的全部構成 要素中刪除幾個構成要素。此外，還可以將不同實施方式中的構成要素適當組 合。
例如，冷卻液20也可以是水和防凍溶液的混合液。而且，也可以使用該冷卻液20來進行沸騰冷卻，使靶層52的溫度降低。這種情況下，也能實現陽
極耙50的高效冷卻。
固定軸10的厚度只要是適當的值即可。當液體金屬70以及與液體金屬
70接觸的金屬在它們的接觸面上的溫度上升時，在它們之間會產生反應生成
物。反應生成物會堵塞旋轉體60與固定軸10的間隙，在旋轉體60旋轉時成
為阻力，有損作為旋轉體的功能。因此，需要以某種程度降低液體金屬70以 及與其接觸的金屬的接觸面的溫度。
若固定軸10的厚度過大，則固定軸10的厚度方向的溫差會增大。其結果 是，液體金屬70和固定軸10的傳熱面的溫度變高，可能會產生反應生成物。
因此，通過以某種程度減小固定軸10的厚度，能降低其傳熱面的溫度。 較為理想的固定軸10的厚度是0.05mm以上5min以下，由此，能使其長時間維 持作為旋轉體的功能。
固定軸10至少用低碳鋼、鉬或鉬合金材料形成，固定軸10的表面可以用 與液體金屬70的反應溫度較高的金屬覆蓋。通過如上所述地防止反應生成物 的產生，能長時間維持作為旋轉體的功能。另外，在覆蓋固定軸10的表面時， 可以使用鍍覆或噴鍍等方法來覆蓋金屬。
另外，固定軸10的表面也可以用陶瓷等無機材料來覆蓋。通過如上所述 地防止反應生成物的產生，能長時間維持作為旋轉體的功能。
也可以將固定軸10用低碳鋼形成，將固定軸10的表面用鉬覆蓋。另外， 在用鉬覆蓋時，例如可以使用噴鍍來進行。低碳鋼強度高，具有容易與其它金 屬接合的優點。鉬與液體金屬70的反應速度較慢。因此，能長時間維持作為 旋轉體的功能。
如上所述，通過將固定軸10的表面用不與液體金屬70反應的材料覆蓋、 或者將固定軸10自身用不與液體金屬70反應的材料形成，能長時間穩定地使 陽極靶50旋轉，能延長產品壽命。
工業上的可利用性
根據本發明，可提供一種陽極靶的冷卻速度快并能延長產品壽命的旋轉陽 極型X射線管。
權利要求
1.一種旋轉陽極型X射線管，其特征在于，包括固定體，該固定體在側面上具有徑向滑動軸承面，在內部具有供冷卻液流動的流路；旋轉體，該旋轉體包括圓盤狀的大直徑部和小直徑部，所述大直徑部具有與所述固定體的一端部隔開間隙地嵌合的凹部，構成陽極靶，所述小直徑部圍繞所述固定體的側面，在內表面上具有與所述徑向滑動軸承面隔開間隙相對的徑向滑動軸承面，在一端部與所述大直徑部形成一體；潤滑劑，該潤滑劑被填充在所述間隙內；陰極，該陰極與所述大直徑部的陽極靶相對配置；以及真空管殼，該真空管殼收容所述固定體、旋轉體、潤滑劑和陰極，將所述固定體在所述固定體的另一端部固定，所述固定體的另一端部相對于與所述凹部嵌合的所述固定體的一端部位于相反側。
2. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述旋轉 體具有密封部，該密封部相對于所述小直徑部的徑向滑動軸承面設置在與 所述大直徑部相反的一側的所述小直徑部上，維持所述旋轉體的旋轉并抑 制所述潤滑劑的泄漏。
3. 如權利要求2所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述密封部形成為環狀，與所述固定體的側面在整個圓周上隔開間隙地設置。
4. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，還包括管部，該管部設置在所述固定體的內部，與所述固定體一起形成所述流路。
5. 如權利要求4所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，還包括環部，該環部設置在所述大直徑部的內部，以圍繞所述管部的側面的形態與 所述管部一體形成，所述管部和環部與所述固定體一起形成所述流路。
6. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述冷卻液是水。
7. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述冷卻 液是水和防凍溶液的混合液。
8. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述潤滑 劑是液體金屬。
9. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述固定 體的厚度為0. 05mro以上5咖以下。
10. 如權利要求I所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述固定 體用低碳鋼、鉬或鉬合金材料形成，所述固定體的表面被與所述液體金屬 的反應溫度較高的金屬覆蓋。
11. 如權利要求IO所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述固 定體的表面被無機材料覆蓋。
12. 如權利要求11所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述固 定體的表面被陶瓷覆蓋。
13. 如權利要求1所述的旋轉陽極型X射線管，其特征在于，所述固定 體用低碳鋼形成，所述固定體的表面被鉬覆蓋。
全文摘要
一種旋轉陽極型X射線管，包括固定體，其在側面上具有徑向滑動軸承面(S1)，在內部具有供冷卻液(20)流動的流路；旋轉體(600)，其包括圓盤狀的大直徑部(610)和小直徑部(620)，大直徑部(610)具有與所述固定體的一端部隔開間隙地嵌合的凹部(51a)，構成陽極靶(50)，小直徑部(620)圍繞所述固定體的側面，在內表面上具有與所述徑向滑動軸承面隔開間隙相對的徑向滑動軸承面(S2)，在一端部與所述大直徑部形成一體；被填充在所述間隙內的潤滑劑；與所述大直徑部的陽極靶相對配置的陰極(80)；以及真空管殼(90)，其收容所述固定體、旋轉體、潤滑劑和陰極，將所述固定體在所述固定體的另一端部固定，所述固定體的另一端部相對于與所述凹部嵌合的所述固定體的一端部位于相反側。
文檔編號H01J35/10GK101553896SQ200780042930
公開日2009年10月7日 申請日期2007年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者中牟田浩典, 伊藤安孝, 吉井保夫, 服部仁志, 米澤哲也, 高橋良一 申請人:株式會社東芝;東芝電子管器件株式會社