JP2001357806A - 回転陽極型x線管 - Google Patents

回転陽極型x線管

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JP2001357806A
JP2001357806A JP2000174729A JP2000174729A JP2001357806A JP 2001357806 A JP2001357806 A JP 2001357806A JP 2000174729 A JP2000174729 A JP 2000174729A JP 2000174729 A JP2000174729 A JP 2000174729A JP 2001357806 A JP2001357806 A JP 2001357806A
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rotating
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ray tube
cylindrical
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JP2000174729A
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Tetsuya Yonezawa
哲也 米沢
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受部分の温度上昇を抑え、X線焦点の陰極
側への移動を少なくし、安定な回転性能を維持できる回
転陽極型X線管を提供すること。 【解決手段】 X線を放出するターゲット層12が設け
られた円盤状回転陽極11と、この円盤状回転陽極11
が固定された第1回転部材14と、この第1回転部材1
4の円盤状回転陽極11から遠い側で第1回転部材14
と結合し、第1回転部材14を囲んで設けられた筒状第
2回転部材17と、この第2回転部材17が一方の内側
に位置し、第2回転部材17の円盤状回転陽極11に近
い側で第2回転部材17と結合した筒状第3回転部材1
8と、この第3回転部材18の他方の内側に位置し、第
3回転部材18と一部で結合した筒状第4回転部材20
と、この第4回転部材20の内側に嵌合し第4回転部材
20との間に動圧式すべり軸受が設けられた固定体22
とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は回転陽極型X線管
に関する。
【0002】
【従来の技術】回転陽極型X線管は、X線を発生するタ
ーゲット層が設けられた円盤状回転陽極およびこの円盤
状回転陽極を支持シャフトを介して回転可能に支持する
回転機構、ターゲット層に電子ビームを照射する陰極な
どから構成され、円盤状回転陽極や回転機構、陰極はそ
れぞれ真空外囲器内に配置されている。円盤状回転陽極
を支持する回転機構は相互間に軸受部が形成された回転
体および固定体などから構成されている。
【0003】上記した構成において、真空外囲器外に配
置したステータ電磁コイルから回転磁界を発生し、回転
機構の回転体を回転させ、回転機構に連結した円盤状回
転陽極を高速回転させる。この状態で、陰極が発生した
電子ビームを円盤状回転陽極上のターゲット層に照射し
X線を放出させる。
【0004】回転陽極型X線管の回転機構を構成する軸
受部には、ボールベアリングなどを用いたころがり軸
受、あるいは、軸受面にらせん溝を設け、ガリウム(G
a)やガリウム−インジウム−錫(Ga−In−Sn)
合金のような動作中に液状となる金属潤滑剤を、らせん
溝および軸受間隙に充填する動圧式すべり軸受が用いら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】回転陽極型X線管の軸
受部を動圧式すべり軸受で形成した場合、軸受面の摩擦
が少なく回転音がほとんど生じないという利点がある。
しかし、回転陽極型X線管は、動作状態に入ると、電子
ビームの照射によって円盤状回転陽極の温度が上昇す
る。この熱が回転機構を構成する回転体などに伝わり、
動圧式すべり軸受部分の温度を上昇させる。この温度上
昇によって、たとえば軸受間隙の寸法が変化し、軸受の
回転性能が損なわれる場合がある。また、金属潤滑剤が
活性であるため、軸受面を形成する材料と金属潤滑剤が
反応し、反応で生じた金属間化合物が軸受面に堆積し軸
受部の回転特性を劣化させる場合がある。
【0006】また、円盤状回転陽極やこの円盤状回転陽
極に結合された回転体部分などの温度が上昇すると、熱
膨張が起き、管軸方向に沿って円盤状回転陽極が陰極側
に変位する場合がある。このとき、円盤状回転陽極上の
ターゲット層も陰極側に移動し、ターゲット層上の焦点
いわゆるX線源が陰極側に変位する。その結果、X線管
のX線放射中心とX線源とがずれ、放射するX線量分布
が変動したり、あるいは、撮像するX線画像に悪影響を
及ぼしたりする。
【0007】上記の問題を解決するために、回転機構を
構成する固定体の内部に冷媒を循環させ、軸受部分の温
度上昇を抑える方法がある。この方法は、冷媒を循環さ
せる冷媒循環装置が必要となり、構造が複雑化する。ま
た、冷媒循環装置を設けた場合、冷媒循環装置のないX
線管との互換性がなくなるという不都合がある。
【0008】この発明は、上記した欠点を解決し、軸受
部分の温度上昇を抑え、X線焦点の陰極側への移動を少
なくし、安定な回転性能を維持できる回転陽極型X線管
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の回転陽極型X線
管は、X線を放出するターゲット層が設けられた回転陽
極と、この回転陽極が固定された第1回転部材と、この
第1回転部材の前記回転陽極から遠い側で前記第1回転
部材と結合し、前記第1回転部材を囲んで設けられた筒
状第2回転部材と、この第2回転部材が一方の内側に位
置し、前記第2回転部材の前記回転陽極に近い側で前記
第2回転部材と結合した筒状第3回転部材と、この第3
回転部材の他方の内側に位置し、前記第3回転部材と一
部で結合した筒状第4回転部材と、この第4回転部材の
内側に嵌合し前記第4回転部材との間に動圧式すべり軸
受が設けられた固定体とを具備している。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態についてその主
要部を断面で示した図1を参照して説明する。符号11
は円盤状回転陽極で、円盤状回転陽極11上の一部に、
電子ビームの照射でX線を放出するターゲット層12が
設けられている。円盤状回転陽極11は、固定用ナット
13によって、一部が筒状に形成されたモリブデン製の
支持シャフトたとえば第1回転部材14に同軸的に固定
されている。第1回転部材14は、管軸方向においてそ
の中心よりも円盤状回転陽極11から遠い側、たとえば
円盤状回転陽極11と反対側の最端部に、外側に広がる
鍔部15が接合などによって結合されている。符号S1
は第1回転部材14と鍔部15との接合部分を示し、鍔
部15は円盤状回転陽極11を支持する回転機構16に
結合されている。
【0011】回転機構16は、第1回転部材14を介し
て円盤状回転陽極11を回転可能に支持し、円筒状の第
2回転部材17などから構成されている。第2回転部材
17は、管軸方向においてその中心よりも円盤状回転陽
極11から遠い側、たとえば円盤状回転陽極11と反対
側の最端部で鍔部15と結合し、第1回転部材14と同
軸的に設けられている。第2回転部材17は、鍔部15
との結合部分から第1回転部材14を囲んで円盤状回転
陽極11方向へと伸び、第1回転部材14との間を結合
する鍔部15の部分を除いて、第1回転部材14との間
は所定の間隔が設けられ断熱層を形成している。
【0012】第2回転部材17の外側に、円筒状の第3
回転部材18が位置し、第2回転部材17と第3回転部
材18は、管軸方向においてそれぞれの中心よりも円盤
状回転陽極11に近い側、たとえば第2回転部材17お
よび第3回転部材18それぞれの図の最上端部で接合な
どによって結合している。第2回転部材17と第3回転
部材18の接合部分を符号S2で示し、第2回転部材1
7と第3回転部材18との間は、両者の接合部分S2を
除いて狭い間隙G1が設けられ断熱層を形成している。
【0013】また第3回転部材18の外側に外側回転部
材19が設けられている。外側回転部材19は、第3回
転部材18などから伝達されてきた熱を外部に放出する
機能を有し、銅などの材料で形成されている。第3回転
部材18と外側回転部材19は、それぞれの円盤状回転
陽極11に近い側の端部で接合などによって結合されて
いる。第3回転部材18と外側回転部材19との間は、
両者の接合部分S3を除いて狭い間隙G2が設けられて
いる。
【0014】なお、回転機構を構成する第2回転部材1
7と第1回転部材14とを結合する鍔部15および第2
回転部材17は、たとえば一体に構成され、鍔部15の
内側の部分が第1回転部材14とろう接されている。鍔
部15および第2回転部材17、第3回転部材18の各
部分は、熱伝導率の小さいたとえば50重量%の鉄と5
0重量%のニッケルの合金で形成されている。
【0015】また、第3回転部材18の下方部分は、第
2回転部材17よりも下方まで伸び、その下端部開口の
内側に、有底円筒状の第4回転部材20が同軸的に配置
されている。第4回転部材20は、管軸方向における第
3回転部材18の中心よりも円盤状回転陽極11から遠
い側、たとえば第3回転部材18の図の最下端部と接合
などによって結合されている。第3回転部材18と第4
回転部材20との間は、両者の接合部分S4を除いて狭
い間隙G3が設けられ断熱層を形成している。また、第
4回転部材20底部の外面すなわち第1回転部材14側
の面は鍔部15などと狭い間隙G4で対向している。
【0016】第4回転部材20には、第3回転部材18
の下端に対応する位置に段部Tが設けられ、段部Tの下
方部分20aは外径が大きくなっている。下方部分20
aの端部開口はスラストリング21で封止され、第4回
転部材20の内側空間には、狭い軸受間隙を保って円柱
状の固定体22が嵌合されている。
【0017】固定体22は、たとえば外径が大きい径大
部22aと外径が小さい径小部22bとを有し、径小部
22bがスラストリング21の開口部分を貫通しスラス
トリング21の外側まで伸びている。固定体22の外周
面にはらせん溝23a、23bが設けられ、ラジアル方
向の動圧式すべり軸受を形成している。また、固定体2
2の上下両端面にも、それぞれらせん溝24a、24b
が設けられ、スラスト方向の動圧式すべり軸受を形成し
ている。各らせん溝23a、23b、24a、24bや
軸受間隙には、動作時、金属潤滑剤が送り込まれる。
【0018】第4回転部材20の内面および固定体22
の外面には軸受面が形成される。そのため、第4回転部
材20および固定体22は、比較的高硬度で金属潤滑剤
で侵されにくいたとえば鉄合金工具鋼のSKD11など
の材料で構成される。
【0019】上記の円盤状回転陽極11および第1回転
部材14、回転機構16は、陰極などとともに真空外囲
器内に収納され回転陽極型X線管に組立てられる。
【0020】図2は、図1の第1回転部材14部分、お
よび、円盤状回転陽極11を支持する回転機構16部分
を抜き出して拡大した拡大図で、図1に対応する部分に
は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【0021】次に、上記した回転陽極型X線管を横方向
に断面にした構造について図3を参照して説明する。図
3は、図1または図2の線A−Aで断面にした図で、そ
れらの図に対応する部分には同じ符号を付し、重複する
説明を一部省略する。図3に示すように、第1回転部材
14および第2回転部材17、第3回転部材18、外側
回転部材19はそれぞれが同軸的に配置されている。そ
して、第2回転部材17と第3回転部材18との間、第
3回転部材18と外側回転部材19との間に、それぞれ
間隙G1、G2が設けられている。
【0022】上記した構成によれば、第1回転部材14
と第2回転部材17は円盤状回転陽極11から遠い側で
たとえば鍔部15を介して結合され、また、第2回転部
材17と第3回転部材18は円盤状回転陽極11に近い
側で結合している。したがって、円盤状回転陽極11で
発生する熱は、第1回転部材14を経た後、円盤状回転
陽極11から遠い側で鍔部15を通して第2回転部材1
7へと伝わる。また、第2回転部材17に伝わった熱
は、第2回転部材17を経た後、円盤状回転陽極11に
近い側で第3回転部材18へと伝わる。この構造の場
合、第2回転部材17が第1回転部材14から円盤状回
転陽極11方向へ折り返す構造になっている。したがっ
て、その分、伝熱経路が長くなり、第3回転部材18の
温度上昇が低減し、軸受部の温度上昇が抑えられる。
【0023】また、第2回転部材17が折り返し構造で
あるため、第3回転部材18における第2回転部材17
との結合部分から第4回転部材20との結合部分までの
距離が長くなり、第4回転部材20の内側に設けられた
軸受部に伝わる熱が少なくなり、軸受部の温度上昇が抑
えられる。その結果、軸受用潤滑剤として活性な液体金
属を使用しても、軸受材料との反応が抑制され、長時間
にわたり安定な軸受性能が維持される。また、第3回転
部材18の熱膨張に起因する陰極方向への焦点の移動量
および軸受隙間の変化も少なくなる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、軸受部分の温度上昇を
抑え、X線焦点の陰極側への移動を少なくし、安定な回
転性能が維持される回転陽極型X線管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための要部の縦断
面図である。
【図2】図1の要部を拡大した拡大図である。
【図3】本発明の実施形態を説明するための図で、図1
または図2のA−Aにおける要部の拡大横断面図であ
る。
【符号の説明】
11…円盤状回転陽極 12…ターゲット層らせん溝 13…ねじ 14…第1回転部材 15…鍔部 16…回転機構 17…第2回転部材 18…第3回転部材 19…外側回転部材 20…第4回転部材 21…スラストリング 22…固定体 23a、23b、24a、24b…らせん溝 G1〜G4…間隙 S1〜S4…接合部分

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を放出するターゲット層が設けられ
    た回転陽極と、この回転陽極が固定された第1回転部材
    と、この第1回転部材の前記回転陽極から遠い側で前記
    第1回転部材と結合し、前記第1回転部材を囲んで設け
    られた筒状第2回転部材と、この第2回転部材が一方の
    内側に位置し、前記第2回転部材の前記回転陽極に近い
    側で前記第2回転部材と結合した筒状第3回転部材と、
    この第3回転部材の他方の内側に位置し、前記第3回転
    部材と一部で結合した筒状第4回転部材と、この第4回
    転部材の内側に嵌合し前記第4回転部材との間に動圧式
    すべり軸受が設けられた固定体とを具備した回転陽極型
    X線管。
  2. 【請求項2】 第3回転部材の外側に、熱輻射機能を有
    する円筒状の外側回転部材が設けられた請求項1記載の
    回転陽極型X線管。
  3. 【請求項3】 第2回転部材と第3回転部材との間、お
    よび、第3回転部材と第4回転部材との間は、それぞれ
    の結合部分を除いて狭い間隙となっている請求項1記載
    の回転陽極型X線管。
  4. 【請求項4】 第1回転部材と第2回転部材との結合部
    分は、前記第1回転部材および前記第2回転部材それぞ
    れの前記回転陽極から最も遠い端部に位置している請求
    項1記載の回転陽極型X線管。
  5. 【請求項5】 第2回転部材と第3回転部材との結合部
    分は、前記第2回転部材および前記第3回転部材それぞ
    れの前記回転陽極に最も近い端部に位置している請求項
    1記載の回転陽極型X線管。
  6. 【請求項6】 電子ビームの照射によってX線を放出す
    るターゲット層が設けられた回転陽極と、この回転陽極
    が固定された支持シャフトと、動圧式すべり軸受が設け
    られ前記支持シャフトを介して前記回転陽極を回転可能
    に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記支持シ
    ャフト、前記回転機構をそれぞれ収納する真空外囲器と
    を具備した回転陽極型X線管において、前記回転機構
    が、前記支持シャフトを囲み前記支持シャフトとの結合
    部分から前記回転陽極方向に伸びる筒状の回転部材部分
    を有することを特徴とする回転陽極型X線管。
JP2000174729A 2000-06-12 2000-06-12 回転陽極型x線管 Pending JP2001357806A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020021647A (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 キヤノン電子管デバイス株式会社 回転陽極x線管

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020021647A (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 キヤノン電子管デバイス株式会社 回転陽極x線管
JP7098469B2 (ja) 2018-08-01 2022-07-11 キヤノン電子管デバイス株式会社 回転陽極x線管

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