JP2019008943A - Fixed anode type X-ray tube - Google Patents

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Abstract

To provide a fixed anode type x-ray tube capable of prolonging product life.SOLUTION: A fixed anode type x-ray tube includes an anode target 3 having a target body 31 and a target layer 32. The target body 31 has a groove 34 including a bottom surface 34b and an inner peripheral surface 34i. The target layer 32 has a surface 32f which has a thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the target body 31 and which is provided in the groove 34 and joined to the target body 31 and on which a focal point for radiating X-rays is formed, a back surface 32b to be joined to the bottom surface 34b, and a side surface 32s joined to the inner circumferential surface 34i. The bonding surface between the target body 31 and the target layer 32 has a curved surface.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明の実施形態は、固定陽極型Ｘ線管に関する。   Embodiments described herein relate generally to a fixed anode X-ray tube.

Ｘ線管は、例えば、Ｘ線診断として医療または歯科用のＸ線管装置に利用されている。この種のＸ線管は、陰極と、陰極に対向した陽極ターゲットと、陰極及び陽極ターゲットを収容した真空外囲器と、を備えている。陽極ターゲットと陰極との間に印加されるＸ線管電圧により、陰極のフィラメントから放出される熱電子が陽極ターゲットへ加速され入射される。これにより、陽極ターゲットから制動輻射によるＸ線が放射される。   The X-ray tube is used in, for example, a medical or dental X-ray tube device as an X-ray diagnosis. This type of X-ray tube includes a cathode, an anode target facing the cathode, and a vacuum envelope containing the cathode and the anode target. Due to the X-ray tube voltage applied between the anode target and the cathode, the thermoelectrons emitted from the cathode filament are accelerated and incident on the anode target. As a result, X-rays generated by braking radiation are emitted from the anode target.

Ｘ線を放射するため、Ｘ線管電圧とＸ線管電流の積となる電力が陽極ターゲットに入力される。ところで、Ｘ線に変換されるのは消費電力の約１％以下であり、残りの９９％以上は熱エネルギに変換される。Ｘ線管の繰り返しの使用により、陽極ターゲットは加熱と冷却が繰り返される。なお、陽極ターゲットは、ターゲット本体と、上記ターゲット本体に接合されたターゲット層と、を有している。   In order to emit X-rays, power that is the product of the X-ray tube voltage and the X-ray tube current is input to the anode target. By the way, about 1% or less of the power consumption is converted to X-rays, and the remaining 99% or more is converted to heat energy. With repeated use of the X-ray tube, the anode target is repeatedly heated and cooled. The anode target has a target body and a target layer bonded to the target body.

すると、ターゲット本体の熱膨張率と、ターゲット層の熱膨張率との違いから、両者の接合面でひずみが生じる恐れがある。上記ひずみが大きくなると、ターゲット本体からターゲット層が剥離してしまう。ターゲット層がターゲット本体から剥離した個所では、ターゲット層からターゲット本体への熱伝達効率が悪化し、両者の温度差は更に大きくなってしまう。このままＸ線管を使用し続けると、ターゲット層において、焦点が形成される領域が溶融したり、亀裂が生じたりする。以上のことから、上記のＸ線管の製品寿命は、短くなる傾向にある。   Then, there is a possibility that distortion occurs at the joint surface between the two due to the difference between the thermal expansion coefficient of the target body and the thermal expansion coefficient of the target layer. When the strain increases, the target layer peels from the target body. Where the target layer is peeled from the target body, the heat transfer efficiency from the target layer to the target body is deteriorated, and the temperature difference between the two is further increased. If the X-ray tube is continuously used as it is, the region where the focus is formed in the target layer is melted or cracked. From the above, the product life of the X-ray tube tends to be shortened.

実公昭４１−１７８５９号公報Japanese Utility Model Publication No. 41-17859

本実施形態は、製品寿命の長期化を図ることが可能な固定陽極型Ｘ線管を提供する。   The present embodiment provides a fixed anode type X-ray tube capable of prolonging the product life.

一実施形態に係る固定陽極型Ｘ線管は、
底面と内周面とを含む溝を有するターゲット本体と、
前記ターゲット本体の熱膨張率と異なる熱膨張率を持ち、前記溝に設けられ、前記ターゲット本体に接合され、Ｘ線を放射する焦点が形成される表面と、前記底面に接合される裏面と、前記内周面に接合される側面と、を有するターゲット層と、
を具備する陽極ターゲットを備え、
前記ターゲット本体と前記ターゲット層との接合面は、曲面を持つ。 The fixed anode X-ray tube according to one embodiment is:
A target body having a groove including a bottom surface and an inner peripheral surface;
A thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the target body, provided in the groove, joined to the target body, a surface on which a focal point for emitting X-rays is formed, and a back surface joined to the bottom surface; A target layer having a side surface bonded to the inner peripheral surface,
Comprising an anode target comprising
The joint surface between the target body and the target layer has a curved surface.

また、一実施形態に係る固定陽極型Ｘ線管は、
底面と内周面とを含む溝を有するターゲット本体と、
前記ターゲット本体の熱膨張率と異なる熱膨張率を持ち、前記溝に設けられ、前記ターゲット本体に接合され、Ｘ線を放射する焦点が形成される表面と、前記底面に接合される裏面と、前記内周面に接合される側面と、を有するターゲット層と、
を具備する陽極ターゲットを備え、
前記底面と前記裏面との第１接合面と、前記内周面と前記側面との第２接合面との間の角度は、鈍角である。 Moreover, the fixed anode type X-ray tube according to an embodiment is:
A target body having a groove including a bottom surface and an inner peripheral surface;
A thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the target body, provided in the groove, joined to the target body, a surface on which a focal point for emitting X-rays is formed, and a back surface joined to the bottom surface; A target layer having a side surface bonded to the inner peripheral surface,
Comprising an anode target comprising
The angle between the first joint surface between the bottom surface and the back surface and the second joint surface between the inner peripheral surface and the side surface is an obtuse angle.

図１は、一実施形態に係る固定陽極型Ｘ線管を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fixed anode X-ray tube according to an embodiment. 図２は、上記実施形態の実施例１に係る陽極ターゲットを示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an anode target according to Example 1 of the above embodiment. 図３は、上記実施例１の陽極ターゲットをターゲット層の上方からみた平面図である。FIG. 3 is a plan view of the anode target of Example 1 as viewed from above the target layer. 図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った陽極ターゲットを示す断面図である。4 is a cross-sectional view of the anode target taken along line IV-IV in FIG. 図５は、図４に示した陽極ターゲットの分解図である。FIG. 5 is an exploded view of the anode target shown in FIG. 図６は、上記実施形態の実施例２に係る陽極ターゲットを示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing an anode target according to Example 2 of the above embodiment. 図７は、図６の陽極ターゲットを拡大して示す断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the anode target of FIG. 図８は、比較例の固定陽極型Ｘ線管の陽極ターゲットを示す拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing an anode target of a fixed anode X-ray tube of a comparative example. 図９は、上記実施例１、実施例２、及び比較例のそれぞれの陽極ターゲットに作用する応力の比を棒グラフで示す図である。FIG. 9 is a bar graph showing the ratio of stresses acting on the anode targets of Example 1, Example 2, and Comparative Example. 図１０は、上記実施形態の実施例３に係る陽極ターゲットを拡大して示す断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the anode target according to Example 3 of the above embodiment.

以下に、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive of appropriate modifications while maintaining the gist of the invention are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, and the like of each part in comparison with actual aspects for the sake of clarity of explanation, but are merely examples, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited. In addition, in the present specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted as appropriate.

図１は、一実施形態に係る固定陽極型Ｘ線管を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fixed anode X-ray tube according to an embodiment.

図１に示すように、固定陽極型のＸ線管１は、陰極２と、陽極ターゲット３と、真空外囲器４と、ピンアセンブリ１５などの複数のピンアセンブリと、を備えている。陰極２は、電子（熱電子）を放出するフィラメント（電子放出源）２ｆと、集束電極２ｅと、を有している。各々のピンアセンブリは、真空外囲器４に気密に取り付けられ、真空外囲器４の内側と外側の両方に位置している。例えば、ピンアセンブリ１５は、フィラメント２ｆに負の高電圧及びフィラメント電流を与えるために利用される。図示しないが、集束電極２ｅ用のピンアセンブリは、集束電極２ｅに負の高電圧を与えるために利用される。   As shown in FIG. 1, the fixed anode type X-ray tube 1 includes a cathode 2, an anode target 3, a vacuum envelope 4, and a plurality of pin assemblies such as a pin assembly 15. The cathode 2 includes a filament (electron emission source) 2f that emits electrons (thermoelectrons) and a focusing electrode 2e. Each pin assembly is hermetically attached to the vacuum envelope 4 and is located both inside and outside the vacuum envelope 4. For example, the pin assembly 15 is used to apply a negative high voltage and a filament current to the filament 2f. Although not shown, the pin assembly for the focusing electrode 2e is used to apply a negative high voltage to the focusing electrode 2e.

陽極ターゲット３は、ターゲット本体３１と、ターゲット層３２と、陽極延出部３３と、を備えている。ターゲット本体３１は、フィラメント２ｆと対向する側に位置した平坦な前面３１ｆと、前面３１ｆに形成された溝３４と、を有している。ターゲット層３２は、溝３４に設けられ、ターゲット本体３１に接合されている。ターゲット層３２を形成する際は、従来から知られている各種の手法を利用して形成することができる。例えば、溶射により、ターゲット層３２を溝３４に直に形成することができる。別の例では、予め成型されたターゲット層３２を溝３４にロウ付けしてもよい。ターゲット層３２は、フィラメント２ｆから放出され集束電極２ｅによって集束された電子が衝撃することによりＸ線を放射する。言い換えると、ターゲット層３２には、電子が衝撃することによりＸ線を放射する焦点Ｆが形成される。   The anode target 3 includes a target body 31, a target layer 32, and an anode extension portion 33. The target main body 31 has a flat front surface 31f located on the side facing the filament 2f and a groove 34 formed in the front surface 31f. The target layer 32 is provided in the groove 34 and joined to the target body 31. When forming the target layer 32, it can form using the various methods conventionally known. For example, the target layer 32 can be directly formed in the groove 34 by thermal spraying. In another example, a pre-formed target layer 32 may be brazed to the groove 34. The target layer 32 emits X-rays when electrons emitted from the filament 2f and focused by the focusing electrode 2e bombard. In other words, the target layer 32 is formed with a focal point F that emits X-rays when electrons are bombarded.

ターゲット層３２は、ターゲット本体３１の熱膨張率と異なる熱膨張率を持っている。ターゲット本体３１は、高熱伝導性金属として、銅（Ｃｕ）や、その合金などの金属で形成されている。ターゲット層３２は、ターゲット本体３１に利用する材料より融点の高い金属として、タングステン（Ｗ）や、その合金などの金属で形成されている。本実施形態において、ターゲット本体３１は銅で形成され、ターゲット層３２はタングステンで形成されている。   The target layer 32 has a coefficient of thermal expansion different from that of the target body 31. The target main body 31 is formed of a metal such as copper (Cu) or an alloy thereof as a high thermal conductive metal. The target layer 32 is formed of a metal such as tungsten (W) or an alloy thereof as a metal having a higher melting point than the material used for the target body 31. In the present embodiment, the target body 31 is made of copper, and the target layer 32 is made of tungsten.

陽極延出部３３は、円柱状に形成され、ターゲット本体３１に物理的に接続され、ターゲット本体３１を固定している。陽極延出部３３は、真空外囲器４に気密に取り付けられ、真空外囲器４の内側と外側の両方に位置している。ターゲット層３２への電子の衝撃によりターゲット層３２に発生する熱は、ターゲット本体３１及び陽極延出部３３を介してＸ線管１の外側に放出される。   The anode extension 33 is formed in a columnar shape, is physically connected to the target body 31, and fixes the target body 31. The anode extension part 33 is attached to the vacuum envelope 4 in an airtight manner, and is located on both the inside and the outside of the vacuum envelope 4. Heat generated in the target layer 32 due to the impact of electrons on the target layer 32 is released to the outside of the X-ray tube 1 through the target body 31 and the anode extension portion 33.

真空外囲器４は、陰極２、ターゲット本体３１、及びターゲット層３２などを収容している。真空外囲器４の内部空間は、減圧され、真空状態となっている。真空外囲器４の少なくとも一部は、ターゲット層３２から放射されるＸ線を透過する材料で形成されている。例えば、真空外囲器４は、硼珪素ガラスを利用して形成されＸ線透過性を有するガラス容器と、コバールを利用して形成された金属容器とを有している。   The vacuum envelope 4 contains the cathode 2, the target body 31, the target layer 32, and the like. The internal space of the vacuum envelope 4 is decompressed and is in a vacuum state. At least a part of the vacuum envelope 4 is formed of a material that transmits X-rays emitted from the target layer 32. For example, the vacuum envelope 4 has a glass container formed using borosilicate glass and having X-ray transparency, and a metal container formed using Kovar.

Ｘ線管１の外側の電源ユニットから出力される電圧及び電流は、単個のピンアセンブリ１５を含む２個のピンアセンブリに与えられ、ひいてはフィラメント２ｆに与えられる。これにより、フィラメント２ｆは電子を放出する。上記電源ユニットは陰極２及び陽極ターゲット３にも所定の電圧を与える。本実施形態において、陰極２には負の高電圧が印加され、陽極ターゲット３には正の高電圧が印加される。陽極ターゲット３及び陰極２間にＸ線管電圧が加えられるため、フィラメントから放出された電子は、加速され、電子ビームとしてターゲット層３２に入射される。すなわち、陰極２からターゲット層３２にＸ線管電流が流れる。陰極電位となる集束電極２ｅは、フィラメント２ｆから陽極ターゲット３に向かう電子ビーム（電子）を集束させることができる。   The voltage and current output from the power supply unit outside the X-ray tube 1 are applied to the two pin assemblies including the single pin assembly 15, and are applied to the filament 2f. As a result, the filament 2f emits electrons. The power supply unit also applies a predetermined voltage to the cathode 2 and the anode target 3. In the present embodiment, a negative high voltage is applied to the cathode 2 and a positive high voltage is applied to the anode target 3. Since an X-ray tube voltage is applied between the anode target 3 and the cathode 2, electrons emitted from the filament are accelerated and incident on the target layer 32 as an electron beam. That is, an X-ray tube current flows from the cathode 2 to the target layer 32. The focusing electrode 2e having a cathode potential can focus an electron beam (electrons) from the filament 2f toward the anode target 3.

ターゲット層３２は電子ビームが入射されることによりＸ線を放射し、Ｘ線は真空外囲器４を透過しＸ線管１の外側に放出される。   The target layer 32 emits X-rays when an electron beam is incident, and the X-rays are transmitted through the vacuum envelope 4 and emitted to the outside of the X-ray tube 1.

次に、（１）実施例１に係る陽極ターゲット３、（２）実施例２に係る陽極ターゲット３、（３）比較例に係る陽極ターゲット３、（４）各種の陽極ターゲット３に作用する応力比、及び（５）実施例３に係る陽極ターゲット３について説明する。   Next, (1) anode target 3 according to example 1, (2) anode target 3 according to example 2, (3) anode target 3 according to comparative example, (4) stress acting on various anode targets 3 The ratio and (5) the anode target 3 according to Example 3 will be described.

(実施例１)
まず、実施例１に係る陽極ターゲット３について説明する。図２は、本実施例１に係る陽極ターゲット３の一部を示す拡大断面図である。図３は、本実施例１の陽極ターゲット３をターゲット層３２の上方からみた平面図である。 (Example 1)
First, the anode target 3 according to Example 1 will be described. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the anode target 3 according to the first embodiment. FIG. 3 is a plan view of the anode target 3 according to the first embodiment as viewed from above the target layer 32.

図２及び図３に示すように、ターゲット本体３１に形成された溝３４は、底面３４ｂと、内周面３４ｉとを有している。実施例１において、底面３４ｂは、真円の形状を有し、前面３１ｆに平行な平面である。溝３４の開口３４ｏは、前面３１ｆと同一平面上に位置し、真円の形状を有している。開口３４ｏの内径は、底面３４ｂの直径より大きい。内周面３４ｉは、開口３４ｏから底面３４ｂに向かう全域にわたり、溝３４の深さ方向ｄに平行ではない。なお、深さ方向ｄは、前面３１ｆに垂直である。内周面３４ｉは、開口３４ｏから底面３４ｂに向かう全域のうち少なくとも一部の領域に曲面を持っている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the groove 34 formed in the target main body 31 has a bottom surface 34 b and an inner peripheral surface 34 i. In the first embodiment, the bottom surface 34b has a perfect circle shape and is a plane parallel to the front surface 31f. The opening 34o of the groove 34 is located on the same plane as the front surface 31f and has a perfect circle shape. The inner diameter of the opening 34o is larger than the diameter of the bottom surface 34b. The inner peripheral surface 34i is not parallel to the depth direction d of the groove 34 over the entire region from the opening 34o toward the bottom surface 34b. The depth direction d is perpendicular to the front surface 31f. The inner peripheral surface 34i has a curved surface in at least a part of the entire region from the opening 34o toward the bottom surface 34b.

ターゲット層３２は、円盤の形状を有している。ターゲット層３２は、焦点Ｆが形成される表面３２ｆと、裏面３２ｂと、側面３２ｓと、を有している。裏面３２ｂは溝３４の底面３４ｂに接合され、側面３２ｓは溝３４の内周面３４ｉに接合されている。側面３２ｓは、表面３２ｆから裏面３２ｂに向かう全域にわたり、ターゲット層３２の厚み方向（深さ方向ｄ）に平行ではない。側面３２ｓは、表面３２ｆから裏面３２ｂに向かう全域のうち少なくとも一部の領域に曲面を持っている。   The target layer 32 has a disk shape. The target layer 32 has a front surface 32f where the focal point F is formed, a back surface 32b, and a side surface 32s. The back surface 32 b is bonded to the bottom surface 34 b of the groove 34, and the side surface 32 s is bonded to the inner peripheral surface 34 i of the groove 34. The side surface 32s is not parallel to the thickness direction (depth direction d) of the target layer 32 over the entire region from the front surface 32f to the back surface 32b. The side surface 32s has a curved surface in at least a part of the entire region from the front surface 32f toward the back surface 32b.

そして、ターゲット本体３１とターゲット層３２との接合面は、少なくとも一部に曲面を持っている。   And the joint surface of the target main body 31 and the target layer 32 has a curved surface at least in part.

図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った陽極ターゲット３を示す断面図である。なお、図４には、深さ方向ｄに溝３４及びターゲット層３２を通る断面を示している。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the anode target 3 taken along line IV-IV in FIG. FIG. 4 shows a cross section passing through the groove 34 and the target layer 32 in the depth direction d.

図４に示すように、内周面３４ｉは、少なくとも底面３４ｂ側に曲面形状を持つ第１面Ｓ３４ｉを有している。第１面Ｓ３４ｉは、内周面３４ｉの全周にわたって設けられ、底面３４ｂから連続的に延在している。本実施例１では、第１面Ｓ３４ｉ全体が開口３４ｏから底面３４ｂに向かって曲面形状を有しているため、内周面３４ｉ全体が第１面Ｓ３４ｉである。   As shown in FIG. 4, the inner peripheral surface 34i has a first surface S34i having a curved surface shape at least on the bottom surface 34b side. The first surface S34i is provided over the entire circumference of the inner peripheral surface 34i, and continuously extends from the bottom surface 34b. In the first embodiment, since the entire first surface S34i has a curved shape from the opening 34o toward the bottom surface 34b, the entire inner peripheral surface 34i is the first surface S34i.

側面３２ｓは、少なくとも一部に第２面Ｓ３２ｓを有している。第２面Ｓ３２ｓは、第１面Ｓ３４ｉと対向し、第１面Ｓ３４ｉに沿った曲面形状を持っている。第２面Ｓ３２ｓは、側面３２ｓの全周にわたって設けられ、裏面３２ｂから連続的に延在している。本実施例１では、第２面Ｓ３２ｓ全体が表面３２ｆから裏面３２ｂに向かって曲面形状を有しているため、側面３２ｓ全体が第２面Ｓ３２ｓである。   The side surface 32s has a second surface S32s at least partially. The second surface S32s faces the first surface S34i and has a curved surface shape along the first surface S34i. The second surface S32s is provided over the entire circumference of the side surface 32s, and continuously extends from the back surface 32b. In the first embodiment, the entire second surface S32s has a curved surface shape from the front surface 32f toward the back surface 32b, and thus the entire side surface 32s is the second surface S32s.

そして、第１面Ｓ３４ｉと第２面Ｓ３２ｓとの接合面は、曲面を持っている。   And the joint surface of 1st surface S34i and 2nd surface S32s has a curved surface.

図５は、図４に示した陽極ターゲット３の分解図である。なお、図５においても、深さ方向ｄに溝３４及びターゲット層３２を通る断面を示している。   FIG. 5 is an exploded view of the anode target 3 shown in FIG. 5 also shows a cross section passing through the groove 34 and the target layer 32 in the depth direction d.

図５に示すように、溝３４の内周面３４ｉのうち、開口３４ｏ側の端Ｅ１と底面３４ｂ側の端Ｅ２とを結ぶ仮想の直線を第１直線Ｌ１とする。側面３２ｓのうち、表面３２ｆ側の端Ｅ３と裏面３２ｂ側の端Ｅ４とを結ぶ仮想の直線を第２直線Ｌ２とする。すると、第１面Ｓ３４ｉは、第１直線Ｌ１に対して溝の開口３４ｏの中央ＣＥの反対側に位置している。第２面Ｓ３２ｓは、第２直線Ｌ２に対して表面３２ｆの反対側に位置している。   As shown in FIG. 5, a virtual straight line connecting the end E1 on the opening 34o side and the end E2 on the bottom surface 34b side of the inner peripheral surface 34i of the groove 34 is defined as a first straight line L1. A virtual straight line connecting the end E3 on the front surface 32f side and the end E4 on the back surface 32b side of the side surface 32s is defined as a second straight line L2. Then, the first surface S34i is located on the opposite side of the center CE of the groove opening 34o with respect to the first straight line L1. The second surface S32s is located on the opposite side of the surface 32f with respect to the second straight line L2.

(実施例２)
次に、実施例２に係る陽極ターゲット３について説明する。図６は、本実施例２に係る陽極ターゲット３を示す拡大断面図である。 (Example 2)
Next, the anode target 3 according to Example 2 will be described. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating the anode target 3 according to the second embodiment.

図６に示すように、実施例２では、溝３４及びターゲット層３２のそれぞれの形状に関して、上記実施例１と相違している。内周面３４ｉは、開口３４ｏから底面３４ｂに向かって曲面形状を有しておらず、上記第１直線Ｌ１に沿って直線状に延在している。側面３２ｓは、表面３２ｆから裏面３２ｂに向かって曲面形状を有しておらず、上記第２直線Ｌ２に沿って直線状に延在している。なお、言うまでもないが、内周面３４ｉ及び側面３２ｓは、それぞれ深さ方向ｄに平行ではない。   As shown in FIG. 6, the second embodiment is different from the first embodiment regarding the shapes of the groove 34 and the target layer 32. The inner peripheral surface 34i does not have a curved shape from the opening 34o toward the bottom surface 34b, and extends linearly along the first straight line L1. The side surface 32s does not have a curved surface shape from the front surface 32f toward the back surface 32b, and extends linearly along the second straight line L2. Needless to say, the inner peripheral surface 34 i and the side surface 32 s are not parallel to the depth direction d.

ここで、底面３４ｂと裏面３２ｂとの接合面を第１接合面Ｓ１とする。内周面３４ｉと側面３２ｓとの接合面を第２接合面Ｓ２とする。第１接合面Ｓ１と第２接合面Ｓ２との間の角度θは、鈍角である（９０°＜θ＜１８０°）。実施例２において、θ＝１４０°である。   Here, the joint surface between the bottom surface 34b and the back surface 32b is defined as a first joint surface S1. A joint surface between the inner peripheral surface 34i and the side surface 32s is defined as a second joint surface S2. The angle θ between the first bonding surface S1 and the second bonding surface S2 is an obtuse angle (90 ° <θ <180 °). In Example 2, θ = 140 °.

図７は、図６の陽極ターゲット３を拡大して示す断面図である。   FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the anode target 3 of FIG.

図７に示すように、実施例２において、溝３４及びターゲット層３２は、それぞれ真円錐台の形状を有している。溝３４の内径Ｄ１は、溝３４の開口３４ｏ側より底面３４ｂ側の方が小さい。言い換えると、開口３４ｏの面積より底面３４ｂの面積の方が小さい。ターゲット層３２の外径Ｄ２は、表面３２ｆ側より裏面３２ｂ側の方が小さい。言い換えると、表面３２ｆの面積より裏面３２ｂの面積の方が小さい。   As shown in FIG. 7, in Example 2, the groove 34 and the target layer 32 each have a true truncated cone shape. The inner diameter D1 of the groove 34 is smaller on the bottom surface 34b side than on the opening 34o side of the groove 34. In other words, the area of the bottom surface 34b is smaller than the area of the opening 34o. The outer diameter D2 of the target layer 32 is smaller on the back surface 32b side than on the front surface 32f side. In other words, the area of the back surface 32b is smaller than the area of the front surface 32f.

なお、溝３４及びターゲット層３２の形状は、それぞれ真円錐台に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、溝３４及びターゲット層３２の形状は、楕円錐台などの他の円錐台であってもよく、また、四角錐台などの多角錐台であってもよい。   In addition, the shape of the groove | channel 34 and the target layer 32 is not limited to a true truncated cone, but can be variously modified. For example, the shape of the groove 34 and the target layer 32 may be another truncated cone such as an elliptical truncated cone, or may be a polygonal truncated cone such as a quadrangular truncated cone.

(比較例)
次に、比較例に係る陽極ターゲット３について説明する。図８は、比較例に係る陽極ターゲット３を示す拡大断面図である。 (Comparative example)
Next, the anode target 3 according to the comparative example will be described. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing an anode target 3 according to a comparative example.

図８に示すように、比較例では、溝３４及びターゲット層３２のそれぞれの形状に関して、上記実施例１及び実施例２と相違している。溝３４及びターゲット層３２のそれぞれの形状は、円柱状である。内周面３４ｉ及び側面３２ｓは、それぞれ深さ方向ｄに平行に延在している。   As shown in FIG. 8, in the comparative example, the shapes of the groove 34 and the target layer 32 are different from those of the first and second embodiments. Each shape of the groove 34 and the target layer 32 is cylindrical. The inner peripheral surface 34i and the side surface 32s extend in parallel to the depth direction d.

(応力比)
次に、上記実施例１、実施例２、及び比較例のそれぞれの陽極ターゲット３に作用する応力（熱応力）の比について説明する。図９は、上記実施例１、実施例２、及び比較例のそれぞれの陽極ターゲット３に作用する応力の比を棒グラフで示す図である。 (Stress ratio)
Next, the ratio of the stress (thermal stress) acting on each anode target 3 of Example 1, Example 2, and Comparative Example will be described. FIG. 9 is a bar graph showing the ratio of the stress acting on each anode target 3 of Example 1, Example 2, and Comparative Example.

図９に示すように、グラフｇ１は、比較例の陽極ターゲット３において、底面３４ｂ及び裏面３２ｂの近傍における内周面３４ｉと側面３２ｓとの境界Ｂに作用する応力を表している。グラフｇ２は、実施例２の陽極ターゲット３において、上記境界Ｂに作用する応力を表している。グラフｇ３は、実施例１の陽極ターゲット３において、上記境界Ｂに作用する応力を表している。   As shown in FIG. 9, the graph g1 represents the stress acting on the boundary B between the inner peripheral surface 34i and the side surface 32s in the vicinity of the bottom surface 34b and the back surface 32b in the anode target 3 of the comparative example. The graph g2 represents the stress acting on the boundary B in the anode target 3 of Example 2. The graph g3 represents the stress acting on the boundary B in the anode target 3 of Example 1.

それらのグラフｇ１，ｇ２，ｇ３を導出する際、各々のターゲット層３２に入力される熱量を同一とするなど、同一の条件の下でシミュレーションを行った。また、グラフｇ１，ｇ２，ｇ３の応力比は規格化されており、比較例の応力比を１としている。実施例２の応力比は実質０．７となり、実施例１の応力比は実質０．４となった。   When deriving these graphs g1, g2, and g3, simulations were performed under the same conditions, such as making the amount of heat input to each target layer 32 the same. The stress ratios of the graphs g1, g2, and g3 are standardized, and the stress ratio of the comparative example is 1. The stress ratio of Example 2 was substantially 0.7, and the stress ratio of Example 1 was substantially 0.4.

図９から分かるように、溝３４及びターゲット層３２の形状をそれぞれ円錐台にすることにより、境界Ｂに加わる応力が、比較例の実質７０％に緩和される。また、ターゲット本体３１とターゲット層３２との接合面に曲面を持たせることにより、境界Ｂに加わる応力が、比較例の実質４０％に緩和される。   As can be seen from FIG. 9, the stress applied to the boundary B is relaxed to substantially 70% of the comparative example by making the shape of the groove 34 and the target layer 32 each a truncated cone. Moreover, by giving a curved surface to the joint surface between the target body 31 and the target layer 32, the stress applied to the boundary B is relaxed to substantially 40% of the comparative example.

(実施例３)
次に、実施例３に係る陽極ターゲット３について説明する。図１０は、本実施例３に係る陽極ターゲット３を示す拡大断面図である。 Example 3
Next, the anode target 3 according to Example 3 will be described. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating the anode target 3 according to the third embodiment.

図１０に示すように、溝３４及びターゲット層３２は、それぞれ円錐台の形状を有している。但し、実施例３では、溝３４の内径Ｄ１は、開口３４ｏ側より底面３４ｂ側の方が大きい。また、ターゲット層３２の外径Ｄ２は、表面３２ｆ側より裏面３２ｂ側の方が大きい。なお、実施例３のターゲット層３２は、例えば、溶射により、溝３４に直に形成され得る。   As shown in FIG. 10, each of the groove 34 and the target layer 32 has a truncated cone shape. However, in Example 3, the inner diameter D1 of the groove 34 is larger on the bottom surface 34b side than on the opening 34o side. Further, the outer diameter D2 of the target layer 32 is larger on the back surface 32b side than on the front surface 32f side. In addition, the target layer 32 of Example 3 can be directly formed in the groove | channel 34 by spraying, for example.

上記のように構成された上記実施形態に係るＸ線管１によれば、Ｘ線管１は、ターゲット本体３１とターゲット層３２とを具備する陽極ターゲット３を備えている。実施例１では、ターゲット本体３１とターゲット層３２との接合面は、曲面を持っている。実施例２では、ターゲット本体３１とターゲット層３２との接合面において、角度θは鈍角である。境界Ｂに加わる応力を緩和することができるため、ターゲット層３２に熱入力があっても、ターゲット層３２の変形を抑制することができる。また、ターゲット本体３１とターゲット層３２との接合面でのひずみの発生を抑制することができるため、ターゲット本体３１からターゲット層３２を剥離し難くすることができる。   According to the X-ray tube 1 according to the embodiment configured as described above, the X-ray tube 1 includes the anode target 3 including the target body 31 and the target layer 32. In Example 1, the joint surface between the target body 31 and the target layer 32 has a curved surface. In Example 2, the angle θ is an obtuse angle at the joint surface between the target body 31 and the target layer 32. Since the stress applied to the boundary B can be relaxed, the deformation of the target layer 32 can be suppressed even if the target layer 32 has a heat input. Moreover, since generation | occurrence | production of the distortion in the joint surface of the target main body 31 and the target layer 32 can be suppressed, the target layer 32 can be made hard to peel from the target main body 31. FIG.

実施例３では、ターゲット本体３１の内周面３４ｉは、ターゲット層３２の側面３２ｓを押さえ付けている。上記のことから、実施例３のターゲット層３２に熱入力があっても、ターゲット層３２の変形を抑制することができ、ターゲット本体３１からターゲット層３２を剥離し難くすることができる。   In Example 3, the inner peripheral surface 34 i of the target body 31 presses the side surface 32 s of the target layer 32. From the above, even if there is heat input to the target layer 32 of Example 3, deformation of the target layer 32 can be suppressed, and the target layer 32 can be made difficult to peel from the target body 31.

実施例１乃至３のターゲット層３２の何れにおいても、ターゲット層３２からターゲット本体３１への熱伝達パスの低下を抑制することができるため、ターゲット層３２に発生する熱をターゲット本体３１へ良好に伝達することができる。そして、Ｘ線管１は、ターゲット層３２を押さえ付ける陽極フードなどの第３の部材を利用すること無しに、ターゲット層３２の変形などを抑制することができる。   In any of the target layers 32 of the first to third embodiments, it is possible to suppress a decrease in the heat transfer path from the target layer 32 to the target main body 31, so that the heat generated in the target layer 32 is favorably supplied to the target main body 31. Can communicate. The X-ray tube 1 can suppress deformation of the target layer 32 without using a third member such as an anode hood that presses the target layer 32.

以上のことから、製品寿命の長期化を図ることが可能な固定陽極型のＸ線管１を得ることができる。   From the above, it is possible to obtain a fixed anode type X-ray tube 1 capable of prolonging the product life.

本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiments of the present invention have been described, the above-described embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. The above-described embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof.

１…Ｘ線管、２…陰極、３…陽極ターゲット、４…真空外囲器、
３１…ターゲット本体、３４…溝、３４ｂ…底面、３４ｉ…内周面、３４ｏ…開口、
Ｓ３４ｉ…第１面、３２…ターゲット層、３２ｆ…表面、３２ｂ…裏面、
３２ｓ…側面、Ｓ３２ｓ…第２面、Ｆ…焦点、Ｓ１…第１接合面、Ｓ２…第２接合面、
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４…端、Ｌ１…第１直線、Ｌ２…第２直線、θ…角度、ｄ…方向。 1 ... X-ray tube, 2 ... cathode, 3 ... anode target, 4 ... vacuum envelope,
31 ... target body, 34 ... groove, 34b ... bottom surface, 34i ... inner peripheral surface, 34o ... opening,
S34i ... 1st surface, 32 ... Target layer, 32f ... Front surface, 32b ... Back surface,
32s ... side surface, S32s ... second surface, F ... focus, S1 ... first joint surface, S2 ... second joint surface,
E1, E2, E3, E4 ... end, L1 ... first straight line, L2 ... second straight line, θ ... angle, d ... direction.

Claims (6)

底面と内周面とを含む溝を有するターゲット本体と、
前記ターゲット本体の熱膨張率と異なる熱膨張率を持ち、前記溝に設けられ、前記ターゲット本体に接合され、Ｘ線を放射する焦点が形成される表面と、前記底面に接合される裏面と、前記内周面に接合される側面と、を有するターゲット層と、
を具備する陽極ターゲットを備え、
前記ターゲット本体と前記ターゲット層との接合面は、曲面を持つ、
固定陽極型Ｘ線管。 A target body having a groove including a bottom surface and an inner peripheral surface;
A thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the target body, provided in the groove, joined to the target body, a surface on which a focal point for emitting X-rays is formed, and a back surface joined to the bottom surface; A target layer having a side surface bonded to the inner peripheral surface,
Comprising an anode target comprising
The joint surface between the target body and the target layer has a curved surface.
Fixed anode X-ray tube. 前記内周面は、少なくとも前記底面側に曲面形状を持つ第１面を有し、
前記側面は、前記第１面と対向し前記第１面に沿った曲面形状を持つ第２面を有し、
前記第１面と前記第２面との接合面は、曲面を持つ、
請求項１に記載の固定陽極型Ｘ線管。 The inner peripheral surface has a first surface having a curved shape on at least the bottom surface side,
The side surface has a second surface facing the first surface and having a curved shape along the first surface;
The joint surface between the first surface and the second surface has a curved surface,
The fixed anode type X-ray tube according to claim 1. 前記第１面は、前記内周面の全周にわたって設けられ、
前記第２面は、前記側面の全周にわたって設けられている、
請求項２に記載の固定陽極型Ｘ線管。 The first surface is provided over the entire circumference of the inner peripheral surface,
The second surface is provided over the entire circumference of the side surface.
The fixed anode X-ray tube according to claim 2. 前記溝の深さ方向に前記溝及び前記ターゲット層を通る断面において、前記第１面は第１直線に対して前記溝の開口の反対側に位置し、前記第２面は第２直線に対して前記表面の反対側に位置し、
前記第１直線は、前記内周面のうち前記開口側の端と前記底面側の端とを結ぶ直線であり、
前記第２直線は、前記側面のうち前記表面側の端と前記裏面側の端とを結ぶ直線である、
請求項２に記載の固定陽極型Ｘ線管。 In a cross section passing through the groove and the target layer in the depth direction of the groove, the first surface is located on the opposite side of the groove opening with respect to the first straight line, and the second surface is against the second straight line. Located on the opposite side of the surface,
The first straight line is a straight line connecting the end on the opening side and the end on the bottom side of the inner peripheral surface,
The second straight line is a straight line connecting the end on the front surface side and the end on the back surface side of the side surface.
The fixed anode X-ray tube according to claim 2. 底面と内周面とを含む溝を有するターゲット本体と、
前記ターゲット本体の熱膨張率と異なる熱膨張率を持ち、前記溝に設けられ、前記ターゲット本体に接合され、Ｘ線を放射する焦点が形成される表面と、前記底面に接合される裏面と、前記内周面に接合される側面と、を有するターゲット層と、
を具備する陽極ターゲットを備え、
前記底面と前記裏面との第１接合面と、前記内周面と前記側面との第２接合面との間の角度は、鈍角である、
固定陽極型Ｘ線管。 A target body having a groove including a bottom surface and an inner peripheral surface;
A thermal expansion coefficient different from the thermal expansion coefficient of the target body, provided in the groove, joined to the target body, a surface on which a focal point for emitting X-rays is formed, and a back surface joined to the bottom surface; A target layer having a side surface bonded to the inner peripheral surface,
Comprising an anode target comprising
The angle between the first joint surface between the bottom surface and the back surface and the second joint surface between the inner peripheral surface and the side surface is an obtuse angle.
Fixed anode X-ray tube. 前記溝及び前記ターゲット層は、それぞれ円錐台の形状を有し、
前記溝の内径は、前記溝の開口側より前記底面側の方が小さく、
前記ターゲット層の外径は、前記表面側より前記裏面側の方が小さい、
請求項５に記載の固定陽極型Ｘ線管。 Each of the groove and the target layer has a truncated cone shape,
The inner diameter of the groove is smaller on the bottom side than on the opening side of the groove,
The outer diameter of the target layer is smaller on the back side than on the front side.
The fixed anode X-ray tube according to claim 5.
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