旋转阳极型X射线管制造技术

本发明专利技术的旋转阳极型X射线管的旋转阳极(5)包括形成于第一面上的阳极靶(50)、切入至旋转中心轴(11)的周围的多个狭缝(8)、设置于所述第一面的所述阳极靶的内周的环状的槽(52)、以及从所述第一面向所述旋转阳极的第二面延伸的多个开口孔(7)。所述多个开口孔的各开口孔与所述多个狭缝的各狭缝连通，并且连接至所述环状的槽。由此，能实现在产生较大输出的X射线的同时，能减小热应力并且能稳定地旋转的旋转阳极型X射线管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转阳极型X射线管
本实施方式涉及旋转阳极型X射线管。
技术介绍
旋转阳极型X射线管组装于用于对X射线摄影进行诊断的多数医疗用图像诊断装置中。在旋转阳极型X射线管中，在维持高真空的外壳内，使阳极高速旋转，电子束与该旋转中的阳极靶发生碰撞并从阳极靶释放出X射线。通过使阳极高速旋转，从而由电子束的碰撞产生的热量不会集中在阳极靶的一点上，而分散至阳极靶的整个表面从而防止由于阳极靶表面的过热引起的损伤。由电子束的碰撞所产生的热量通过热传导作用从阳极靶的表面分散至整个阳极，最终传导至X射线管外并释放到空气中。在热传导的过程中，在阳极的各部分产生较大的温度差，从而产生较大的热应力，根据情况不同，可能会产生由于热应力引起的损伤。近年来，对于医疗用X射线CT装置，要求高速化的断层拍摄，根据该要求而开发的旋转阳极型X射线管要求产生更大输出的X射线的性能。因而，开发的旋转阳极型X射线管中，照射至阳极的电子束的输入有增大的趋势。其结果，伴随由电子束的照射所产生的热量阳极的热应力会增大，从而可能会缩短阳极的寿命。根据上述的背景，希望开发出在具有产生较大输出的X射线的性能的同时，能减小热应力，能确保规定的寿命的X射线管。在专利文献1中，公开了具备了减小阳极靶的热应力的结构的旋转阳极型X射线管。在该专利文献1所公开的旋转阳极型X射线管中，多个狭缝沿着靶的半径方向从靶的外周向靶的中心部延伸，在靶的中心部侧，连通狭缝的端部的多个端部孔沿着圆周配置。由此利用设置了狭缝及端部孔的结构能够减小在靶上产生的热应力。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第8126116号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题专利文献1记载了仅设置连通狭缝的端部孔会存在如下问题：在该端部孔会产生周向的较大的应力。而且，专利文献1中，在狭缝从靶的外周向中心部延伸、并且端部孔设置在中心部侧的狭缝的端部上的阳极结构中，通过将与靶材料一体化的应力减小材料配置在端部孔内，从而能够在减小靶的应力的同时，减小端部孔的应力。但是，如专利文献1中说明的那样，配置与靶材料一体化的作为不同材料的应力减小材料会导致制造工序的增加及成本的增加。另外，在两种材料的界面上，由于尺寸公差、制造工序的偏差可能会发生产生裂纹从而剥离等各种问题。根据上述的背景，本实施方式提供一种在具有产生较大输出的X射线的性能的同时，能减小热应力，能确保规定的寿命的旋转阳极型X射线管。解决技术问题的技术方案根据本实施方式，能提供一种旋转阳极型X射线管，包括：照射电子束的电子枪；旋转阳极，该旋转阳极具有旋转中心轴，具有与所述电子枪相对的第一面以及相对于该第一面位于与所述电子枪相反一侧的第二面，并且利用所述电子束的照射来产生X射线的阳极靶沿着圆周形成在第一面，环状的槽位于所述旋转中心轴的周围，形成为相对于所述旋转中心轴呈旋转对称，并且设置在所述阳极靶的内周侧的所述第一面，多个狭缝以配置在所述旋转中心轴的周围的方式切入成从所述第一面到达所述第二面，并且延伸至所述环状的槽内，开口孔分别连通至多个所述狭缝，配置成在所述环状的槽内开口，并且延伸成从所述环状的槽内到达所述第二面；支承部，该支承部可旋转地安装所述旋转阳极；以及将所述旋转阳极可旋转地轴支承于所述支承部的轴承。附图说明图1是简要示出具备实施方式所涉及的旋转阳极型X射线管的X射线管装置的剖视图。图2是在图1中将电子枪侧作为正面，简要示出实施方式1所涉及的X射线管的阳极结构的正视图。图3是简要示出沿着图2所示的A-A线的阳极的一部分截面的剖视图。图4是简要地示出阳极的一部分的局部剖视图，该阳极的一部分用于示意性地说明在电子束的照射中，设置在图2所示的阳极上的端部孔及狭缝所产生的热变形及端部孔的热应力减小的结构。图5是简要地示出比较例所涉及的阳极中的阳极的一部分的局部剖视图，该阳极的一部分用于示意性地说明设置在阳极上的端部孔及狭缝所产生的热变形及端部孔的热应力减小的结构。图6是用等高线示出施加于图4及图5所示的阳极所设置的狭缝的侧面上的热变形的情况的局部剖视图，是用于说明能通过设置圆环状槽来减小在端部孔的开口侧的热变形的结构的局部剖视图。图7是在图1中将电子枪侧作为正面，简要示出实施方式2所涉及的X射线管的阳极结构的正视图。图8是在图1中将电子枪侧作为正面，简要示出实施方式3所涉及的X射线管的阳极结构的正视图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式所涉及的旋转阳极型X射线管进行详细说明。图1示出了组装了本实施方式所涉及的旋转阳极型X射线管的X射线管装置。该X射线管装置具备旋转阳极型X射线管1及作为产生磁场的线圈的定子线圈2等。旋转阳极型X射线管1包括具备了阳极靶50的旋转阳极5；具备了灯丝61的阴极60；以及外壳(真空外壳)70，该外壳70中阴极60与该旋转阳极5的阳极靶50相对配置，并且该外壳70的内部维持真空。灯丝电流被提供至灯丝61。因而，在阳极靶50及阴极60之间，施加高电压，从而从阴极60的灯丝61释放出电子。被释放的电子作为电子束通过聚焦电极(未图示)向阳极靶50集中，并向阳极靶50撞击。通过电子束向阳极靶50的撞击，从阳极靶50产生X射线，经由X射线窗口(未图示)X射线到达外部。此处，该阴极60、灯丝61及聚焦电极构成将作为阴极结构体的电子束射出的电子枪6。旋转阳极5具有圆盘形状，由重金属等材料例如钼合金来形成。另外，阳极靶50形成为在旋转阳极5的表面呈圆环状、并且熔点比旋转阳极5的材料更高的重金属例如钨合金的层(X射线辐射层)。在该旋转阳极型X射线管1中，旋转阳极5固定于旋转体20上，并且安装成能在固定轴10上旋转。该固定轴10的两端气密地结合并固定于外壳70。在旋转体20上，固定与定子线圈2同轴地配置的电动机转子4，电动机转子4排斥从定子线圈2施加至电动机转子4的磁场从而电动机转子4旋转。图1所示的旋转阳极型X射线管1虽然是固定轴10在两侧被固定的两侧固定结构，但是在本实施方式中，并不限于两侧固定结构，也可以是仅固定支承固定轴10的一端的悬臂结构。旋转体20和固定轴10以相对面相对，并在两者之间设置有微小间隙。在旋转体20及固定轴10的相对面的至少一个相对面上，形成有微小图案例如人字纹图案。而且，作为润滑剂的液体金属LM于微小间隙及微小图案，构成对径向(即半径方向)进行轴支承的滑动轴承(径向轴承)。在旋转体20旋转时，通过微小图案的作用旋转体20及固定轴10之间的液体金属LM的动压提高，旋转体20在固定轴10上，由该径向轴承轴支承并旋转。液体金属LM能够用GaIn(镓/铟)合金或者GaInSn(镓/铟/锡)合金等材料。另外，在固定轴10设置有与固定轴10相比直径较大的盘状大径部12，在旋转体20也设置有收纳该盘状大径部12的环状扩展部22。而且，盘状大径部12和环状扩展部22以相对面相对，并在两者之间设置有微小间隙(间隙)。在盘状大径部12及环状扩展部22的相对面的至少一个相对面上，微小图案形成例如人字纹图案，液体金属LM填充于微小间隙及微小图案，构成在推力方向即对轴方向进行轴支承的滑动轴承(推力轴承)。在旋转体20旋转时，通过微小图案的作用盘状大径部12及环状扩展部22的相对面之间的液体金属LM的动压提高，旋转体20也在推力方向(即轴方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转阳极型X射线管，其特征在于，包括：照射电子束的电子枪；旋转阳极，该旋转阳极具有旋转中心轴，具有与所述电子枪相对的第一面以及相对于该第一面位于与所述电子枪相反一侧的第二面，并且利用所述电子束的照射来产生X射线的阳极靶沿着圆周形成在第一面，环状的槽位于所述旋转中心轴的周围，形成为相对于所述旋转中心轴呈旋转对称，并且设置在所述阳极靶的内周侧的所述第一面，多个狭缝以配置在所述旋转中心轴的周围的方式切入成从所述第一面到达所述第二面，并且延伸至所述环状的槽内，开口孔分别连通至多个所述狭缝，配置成在所述环状的槽内开口，并且延伸成从所述环状的槽内到达所述第二面；支承部，该支承部可旋转地安装所述旋转阳极；以及将所述旋转阳极可旋转地轴支承于所述支承部的轴承。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.05 JP 2014-1168721.一种旋转阳极型X射线管，其特征在于，包括：照射电子束的电子枪；旋转阳极，该旋转阳极具有旋转中心轴，具有与所述电子枪相对的第一面以及相对于该第一面位于与所述电子枪相反一侧的第二面，并且利用所述电子束的照射来产生X射线的阳极靶沿着圆周形成在第一面，环状的槽位于所述旋转中心轴的周围，形成为相对于所述旋转中心轴呈旋转对称，并且设置在所述阳极靶的内周侧的所述第一面，多个狭缝以配置在所述旋转中心轴的周围的方式切入成从所述第一面到达所述第二面，并且延伸至所述环状的槽内，开口孔分别连通至多个所述狭缝，配置成在所述环状的槽内开口，并且延伸成从所述环状的槽内到达所述第二面；支承部，该支承部可旋转地安装所述旋转阳极；以及将所述旋转阳极可旋转地轴支承于所述支承部的轴承。2.一种旋转阳极型X射线管，其特征在于，包括：照射电子束的电子枪；旋转阳极，该旋转阳极具有旋转中心轴，具有与所述电子枪相对的第一面以及相对于该第一面位于与所述电子枪相反一侧的第二面，并且利用所述电子束的照射来产生X射线的阳极靶沿着圆周形成在第一面，多个圆弧状的槽位于所述旋转中心轴的周围的圆周上，并且设置于所述阳极靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛春信，米泽哲也，服部仁志，
申请(专利权)人：东芝电子管器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP