JP2001057167A - 軸流軸受配置を具備した回転陽極ｘ線管 - Google Patents

軸流軸受配置を具備した回転陽極ｘ線管

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半径方向にスパイラル状の溝軸受
との組合わせに特に適した軸流軸受を含む回転陽極Ｘ線
管を提供することを目的とする。 【解決手段】 従来の半径方向に向けられ、対向して置
かれる２つの歯状構造を一般的に有する軸流軸受におい
ては、実質的な半径方向力が始動段階及び停止段階中に
発生され、この半径方向力が特に半径方向にスパイラル
状の溝軸受の実質的な摩耗を生じ得ることが問題であっ
た。本発明によれば、軸方向に離間され、軸流軸受の力
を吸収するよう接続された少なくとも２つの磁石要素
（５０、５５）の配置によって、著しく小さい半径方向
力、従って、ラジアル軸受の少ない荷重を有する軸流軸
受が実現される。従来技術の軸流軸受に関する問題は、
一点玉軸受の形態の軸流軸受を用いることによっても解
決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半径方向のスパイ
ラル状の溝軸受との組合わせに特に適した軸流軸受配置
を具備する回転陽極Ｘ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種類のＸ線管は、例えば、ドイツ国
特許第３０１７２９１号から公知であり、このＸ線管
は、真空管内で回転可能となるように配置され、管の外
側に置かれた電動固定子によって駆動される電動回転子
に接続された陽極（回転陽極）を含む。陽極は、２つの
スパイラル状の溝軸受を用いて半径方向に、又、夫々回
転陽極及び筐体の固定部分に固定された２つの歯状構造
の磁化可能な金属（鉄）を用いて軸の回りで支承され、
このとき半径方向に延在し互いに対向して置かれる２つ
の歯状構造の協動によって軸力の効果が発生される。歯
が互いに関して正確に対向して置かれるとき、軸力の効
果はゼロである。回転陽極の軸の動作により歯が互いに
関して移動するとき、関連する磁気回路の磁気の漂遊損
は歯の領域において軸のリセット力を生じる。従って、
磁石系は、安定したゼロ点を含む自己調節する軸流軸受
から成る。
【０００３】しかしながら、この磁石配置は、自己調節
ではなく、陽極の同心状の中心位置の外側で強化される
半径方向力が同時に発生するといった欠点を有する。こ
のような半径方向力は、とりわけ回転陽極がオン、オフ
と切換えられるとき、高い荷重及びラジアル軸受の摩耗
を生じ得る。これは、スパイラル状の溝軸受の力が低速
度ではまだ殆ど存在しないため、スパイラル状の溝軸受
がラジアル軸受として使用されるとき特に生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、軸
受の半径方向力が著しく小さくされ、半径方向にスパイ
ラル状の溝軸受との組合わせに特に適している、軸流軸
受配置を具備する回転陽極Ｘ線管を提供することを本質
的な目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に従って、この
目的は、第１の方法として、少なくとも２つの要素を含
む磁石配置を有し、この２つの要素は互いに磁力を発
し、回転陽極の軸方向に離間され、磁力が少なくとも一
方向に軸流軸受の力を吸収するよう接続される、上述さ
れた種類の回転陽極Ｘ線管を用いて実現される。
【０００６】この要素が回転陽極の軸方向に離間された
結果、上記半径方向力はラジアル軸受の荷重が著しく減
少するように略ゼロとなる。
【０００７】この解決策の利点は、本発明による磁石配
置が著しく簡単な構成を有し、それ故に前述された歯状
の磁石構造よりも安価であるといった点である。更に、
これらの歯状の磁石構造と比較して、著しい量の重量が
節約され、特に始動段階及び停止段階中、ラジアル軸受
の荷重及びその摩耗が比例して小さくなる。最後に、回
転陽極の軸受要素又は軸受ブッシュの径は、著しく大き
くてもよく、従って、その中で冷却液を用いて陽極を冷
却する１つ以上のボアの形成を可能にする。
【０００８】上記目的を実現する第２の方法は、請求項
７に記載されており、軸流軸受配置は、コーンの中に配
置されアバットメントとして機能するプレート上に支え
られる玉を具備する端面にある一点玉軸受を含むことを
特徴とする上述された種類の回転陽極Ｘ線管に関わる。
【０００９】従属項は、本発明の興味深い更なる実施例
に関する。
【００１０】請求項３による実施例では、両軸方向に作
用する力が吸収され、回転陽極は安定した、力が加わら
ない中心位置を軸方向に占められる。
【００１１】特に有利な軸受配置は、請求項１０で記載
されたものであり、この装置は軸流磁石軸受及び軸流の
端面にある一点玉軸受の組合わせに関する。
【００１２】本発明の更なる詳細、特徴及び利点は、添
付図面を参照して提供される好ましい実施例の以下の説
明から明らかになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に示すように、回転陽極Ｘ線
管は、放射線出口窓４とフィラメント１０を具備した陰
極装置８とを含む管２を有する。陰極装置と対向して陽
極軸１４上に取り付けられた陽極ディスク１２が置かれ
る。円筒形の回転子１８と、軸受ブッシュ２０を具備し
たエンドプレート４８も、取付リング１６を用いて陽極
軸１４に接続される。
【００１４】軸受ブッシュ２０の中に軸方向及び半径方
向に位置された円筒形の軸受要素２２の表面２７上には
第１のスパイラル状の溝軸受が設けられており、この第
１のスパイラル状の溝軸受には、反対方向に夫々延在す
る２つの溝模様２９及び３１の形態で螺旋状に延在する
溝の第１のフィッシュボーン模様３０がある。円筒形の
軸要素２２には、溝の無い中間域２６、並びに、反対方
向に夫々延在する２つの溝模様３３及び３５によって形
成された螺旋状に延在する溝の第２のフィッシュボーン
模様３４が更に設けられている。これら始めの２つのス
パイラル状の溝軸受３０及び３４は、回転陽極のための
ラジアル軸受配置として機能する。
【００１５】軸受要素２２の上端面３６（図参照）の上
には、図２に従って螺旋状に延在する溝４３及び４５が
ある第２のスパイラル状の溝軸受４０の形態で第１の軸
流軸受配置が設けられる。第１のスパイラル状の溝模様
と同様に、これらの溝４３及び４５は、反対方向に夫々
向いた第１及び第２の溝模様を形成し、従って、フィッ
シュボーン模様４４を形成する。
【００１６】第２の軸流軸受配置は、図中、管２の下端
に設けられた磁石配置によって形成される。この軸受配
置は、回転陽極軸に関して同軸上に配置された２つの要
素を含み、即ち、この２つの要素の１つは、軸受要素２
２に軸方向に固定され、アバットメントとして機能し、
管２の底部２１の下に配置される第１の環状磁石５０で
ある。もう１つの要素は、このアバットメントと対向し
て、管内で底部２１の真上に、円筒形の回転子１８、従
って、回転陽極に軸方向に固定された鉄又は他の磁化可
能な材料の環状要素５５である。磁石５０と鉄要素５５
との間にはエアギャップｃが形成され、このギャップを
通じて磁石は鉄要素に対して引力を発する。従って、反
対方向に向けられた軸流軸受の力は吸収され、第１の軸
流軸受配置（上端面のスパイラル状の溝軸受）が附勢さ
れる。当然のことながら、鉄要素５５の代わりに、第２
の環状磁石が使用されてもよい。
【００１７】管の外側に第１の磁石５０を配置すること
は、特に、その磁石が一般的に温度に感応する永久磁石
である場合、管の組立、及び、関連する熱処理の完了後
に取り付けられ得るといった利点を与える。更に、永久
磁石の代わりに電磁石を使用することも可能である。
【００１８】図３は、本発明による第２の実施例を示す
図であり、ここでは、第１の軸流軸受配置（上端面のス
パイラル状の溝軸受）は第１の実施例のものと同じであ
る。
【００１９】第２の軸流軸受配置は、３つの環状磁石５
０、５１、及び、５２を含む磁石配置によって形成され
る。第１の磁石５０はやはり軸受要素２２に取り付けら
れ、一方、第２の磁石５１は円筒形の回転子１８に取り
付けられ、第３の磁石５２は軸受要素２２上に取り付け
られる。磁石は、隣り合う磁石の対向する極が同極であ
るよう置かれる。その結果として、磁石配置は、軸流軸
受けの力を両方向に吸収することを可能にし、回転陽極
は安定した、軸方向の中心位置を占める。
【００２０】組立を容易とするために、環状要素５０、
５５及び５１、５２は、夫々２つの半分のリング又はリ
ング状に配置される複数の個々の要素によって構成され
得る。
【００２１】第２の実施例の少なくとも第２の磁石５１
は、管２内、従って、真空内に置かれる。従って、この
磁石は、管が受ける全ての熱処理を受ける。このため、
温度に感応する永久磁石の場合、消磁の危険性がある。
【００２２】この問題は、２つの方法で防ぐことができ
る。一方では、消磁すること無く約３５０℃の温度まで
耐久できる希土類磁石が既知である。他方では、過度の
高温により磁力を損失した磁気材料が、管の外側で実施
される磁化動作を用いて再磁化され得る。
【００２３】図４は、本発明の第３の実施例を示す図で
あり、この場合、（第１の実施例による）第１の磁石５
０及び鉄要素５５の形態にある第２の軸流軸受配置と組
合わされた（上面の）軸流軸受配置に関わる。或いは、
第２の軸流軸受配置は第２の実施例により構成されても
よい。
【００２４】図４に示す実施例の第１の軸流軸受配置
は、図５に詳細に示すように端面にある一点玉軸受によ
って形成される。この軸受は、軸受要素２２の端面３６
においてコーン６１の中に支えられる玉６０を含む。こ
のコーンに対向して置かれた端プレート４８には、凹み
部６２が設けられ、この凹み部の底には玉６のためのア
バットメントとして機能するプレート６３が設けられ
る。玉６０の径、凹み部６２の深さ、及び、コーン６１
の形状は、軸受要素２２の端面３６と端プレート４８と
の間に摩耗を防止するギャップが保たれるように互いに
合わせられる。
【００２５】この軸流軸受の動作は、コーン６１の中で
玉６０を中心に置くこと、及び、関連する玉の環状の軸
受面により、玉がコーンの中で回転できないことに基づ
く。回転陽極を軸方向に支承することは、玉６０とプレ
ート６３との間の接触点を通じて実現されるのでこの軸
受配置のノイズ及び摩耗は特に小さい。
【００２６】軸流磁石の軸受配置との組合わせは、軸の
スパイラル状の溝軸受が磁石軸受の代わりに使用される
とき必要となる回転子１８の目標を必ずしも調節しなく
てもよいといった利点を与える。
【００２７】有効寿命を延ばすために、玉６０及びプレ
ート６３は耐摩耗材料の組合わせによって形成される。
このためには、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、又
は、窒化ホウ素（ＢＮ）が使用され得、玉及びプレート
には例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）又は窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）でコーティングされてもよい。
【００２８】摩耗の更なる減少は、軸受要素２２と端プ
レート４８との間のギャップに例えば、軸の第１のスパ
イラル状の溝軸受のために使用される材料、例えば液体
金属である潤滑剤を設けることで実現され得る。
【００２９】図１を参照して説明された第１のスパイラ
ル状の溝軸受３０及び３４は、全ての実施例においてラ
ジアル軸受として使用できる。
【００３０】軸流軸受配置の上記３つの実施例は、陽極
軸１４が取付リング１６を介して円筒形の回転子１８、
端プレート４８及び軸受ブッシュ２０に接続される場合
において説明し、全てのこれらの部品が回転するのに対
して軸受要素２２は固定している。選択肢として、陽極
ディスク１２と、取付リング１６を用いて円筒形の回転
子１８が接続される陽極軸１４とが軸受要素２２に直接
接続され、軸受ブッシュ２０が管２の底部で固定される
ことも可能である。この場合、陽極軸１４は、軸受要素
２２と共に軸受ブッシュ２０の中で回転する。この場
合、軸受要素２２は、（固定されていない）下端面を用
いて軸受ブッシュ２０の中で軸方向に支承される。この
軸流軸受は、第１の軸流軸受配置（図２による端面のス
パイラル状の溝軸受、又は、図５による端面にある一点
玉軸受）を示し、第２の軸流軸受配置は図１による磁石
配置５０及び５５、又は、図３による磁石配置５０、５
１、及び、５２によって形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の縦長の断面図である。
【図２】軸流軸受配置の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の縦長の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例の縦長の断面図である。
【図５】図２の一部分の詳細図である。
【符号の説明】
２ 管 ４ 放射線出口窓 ８ 陰極装置 １０ フィラメント １２ 陽極ディスク １４ 陽極軸 １６ 取付リング １８ 円筒形の回転子 ２０ 軸受ブッシュ ２２ 軸受要素 ２６ 中間域 ２９、３１、３３、３５、４３、４５ 溝模様 ３０、３４、４４ フィッシュボーン模様 ３６ 上端面 ４０ 第２のスパイラル状の溝軸受 ４８ 端面 ５０、５１、５２ 環状磁石 ５５ 鉄要素 ６０ 玉 ６１ コーン ６２ 凹み部 ６３ プレート
フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸受配置は少なくとも２つの要素を含む
    磁石配置を有し、上記２つの要素は互いに磁力を発し、
    回転陽極の軸方向に離間され、上記磁力が少なくとも一
    方向に軸流軸受の力を吸収するよう接続されることを特
    徴とする、上記軸受配置を具備した回転陽極Ｘ線管。
  2. 【請求項２】 上記第１の要素は、磁石のリングであ
    り、上記第２の要素は磁化可能な金属のリングであり、
    上記第１及び上記第２の要素は、上記回転陽極軸の回り
    に同軸上に配置され、上記第１及び上記第２の要素のう
    ちの一方の要素はアバットメントとして固定され、他方
    の要素は軸方向に上記回転陽極に固定されることを特徴
    とする請求項１記載の回転陽極Ｘ線管。
  3. 【請求項３】 上記磁石配置は、第１乃至第３の磁石の
    形態の３つの要素によって形成され、上記３つの要素
    は、隣り合う磁石の対向する極が同極であるよう置か
    れ、上記第１及び上記第３の磁石はアバットメントとし
    て固定され、上記第２の磁石は軸方向に上記回転陽極に
    固定されることを特徴とする請求項１記載の回転陽極Ｘ
    線管。
  4. 【請求項４】 上記要素のうちの少なくとも一つは電磁
    石であることを特徴とする請求項１記載の回転陽極Ｘ線
    管。
  5. 【請求項５】 上記軸流軸受配置は端面にスパイラル状
    の溝軸受を含むことを特徴とする請求項１記載の回転陽
    極Ｘ線管。
  6. 【請求項６】 半径方向のスパイラル状の溝軸受を含む
    ことを特徴とする請求項１記載の回転陽極Ｘ線管。
  7. 【請求項７】 軸流軸受配置は、コーンの中に配置され
    アバットメントとして機能するプレート上に支えられる
    玉を具備する、端面にある一点玉軸受を含むことを特徴
    とする、上記軸受配置を具備した回転陽極Ｘ線管。
  8. 【請求項８】 上記玉及び／又はプレートは、炭化タン
    グステン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、又は、窒化ホウ素
    から成ることを特徴とする請求項７記載の回転陽極Ｘ線
    管。
  9. 【請求項９】 上記玉及び／又はプレートには、炭化チ
    タン又は窒化チタンでコーティングされることを特徴と
    する請求項７記載の回転陽極Ｘ線管。
  10. 【請求項１０】 上記軸流軸受配置は、請求項１乃至４
    のうちいずれか一項記載の磁石配置を含むことを特徴と
    する請求項７記載の回転陽極Ｘ線管。
  11. 【請求項１１】 上記軸流軸受配置は、端面にスパイラ
    ル状の溝軸受を含むことを特徴とする請求項７記載の回
    転陽極Ｘ線管。
  12. 【請求項１２】 半径方向のスパイラル状の溝軸受を含
    むことを特徴とする請求項７記載の回転陽極Ｘ線管。
JP2000205514A 1999-07-07 2000-07-06 軸流軸受配置を具備した回転陽極ｘ線管 Pending JP2001057167A (ja)

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DE19931296:6 1999-07-07
DE19931296A DE19931296A1 (de) 1999-07-07 1999-07-07 Drehanoden-Röntgenröhre mit axialer Lagerung

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US (1) US6430261B1 (ja)
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