JP2003157783A - 回転陽極型х線管 - Google Patents

回転陽極型х線管

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JP2003157783A
JP2003157783A JP2001354377A JP2001354377A JP2003157783A JP 2003157783 A JP2003157783 A JP 2003157783A JP 2001354377 A JP2001354377 A JP 2001354377A JP 2001354377 A JP2001354377 A JP 2001354377A JP 2003157783 A JP2003157783 A JP 2003157783A
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JP
Japan
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lubricant
ray tube
liquid metal
rotating
anode
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JP2001354377A
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English (en)
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Yoshihiro Kobayashi
喜広 小林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空容器内への液体金属潤滑材の飛散を防止
し、長時間にわたり信頼性の高い性能を維持できる回転
陽極型Х線管を提供すること。 【解決手段】 真空容器10内に配置した陽極ターゲッ
ト11と、この陽極ターゲット11と一体で回転する内
側円筒15bやスラストリング18と、この内側円筒1
5bやスラストリング18との嵌合部分に液体金属潤滑
材を用いる動圧式すべり軸受Ra、Rb、Sa、Sbが
設けられた固定体17と、液体金属潤滑材が真空容器1
0内の空間10aに漏れる開口部分の外側に所定容積の
空洞27を形成するジャケット26とを具備した回転陽
極型Х線管において、空洞27内にニッケルが主体の潤
滑材捕捉部材28を配置した。

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Х線管
に関する。
【0002】
【従来の技術】回転陽極型Х線管は、真空容器内に配置
した陽極ターゲットを回転支持機構によって回転可能に
支持し、高速で回転する陽極ターゲットに対して電子ビ
ームを照射し、陽極ターゲットからХ線を放出させる構
造になっている。陽極ターゲットを支持する回転支持機
構は互いに嵌合する回転体および固定体を有し、両者の
嵌合部分に軸受が設けられている。
【0003】軸受には、ボールベアリングのようなころ
がり軸受、あるいは、軸受面にらせん溝を形成し、動作
中に液状となる液体金属潤滑材たとえばガリウム(G
a)やガリウム−インジウム−錫(Ga−In−Sn)
合金をらせん溝の部分に供給する動圧式すべり軸受が用
いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転陽極型Х線
管、たとえば動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型Х線
管は、その製造工程において、軸受部分の残存ガスを排
出する必要があり、軸受部分と真空容器内の空間は狭い
間隙を通して繋がっている。
【0005】したがって、管内を真空にする排気時ある
いは実使用時に、残存ガスと一緒に液体金属潤滑材が間
隙を通して真空容器内の空間に漏れ出す場合がある。液
体金属潤滑材が漏れると、真空容器内の空間に飛散し、
Х線管の耐電圧性能を低下させ、放電発生の原因にな
る。
【0006】そこで、従来の回転陽極型Х線管では、液
体金属潤滑材の飛散を防止するために、液体金属潤滑材
が真空容器内の空間に漏れ出す開口部分、たとえば真空
容器内の空間との境界に位置する嵌合部分の間隙開口の
近傍に所定容積の空洞を設け、その空洞内に多孔質の潤
滑剤捕捉部材を配置する方法が考えられている(特開平
5−13029号公報)。すなわち、嵌合部分の開口か
ら漏れ出す液体金属潤滑材を空洞内の潤滑剤捕捉部材で
捕捉する方法である。
【0007】この方法は、金めっきしたワイヤを編んだ
多孔質体を潤滑剤捕捉部材として使用している。このよ
うな材料を用いた場合、潤滑剤捕捉部材が液体金属潤滑
材を十分に捕捉することができず、液体金属潤滑材の漏
れを防止することが困難になっている。
【0008】本発明は、上記した欠点を解決し、真空容
器内への液体金属潤滑材の飛散を防止し、長時間にわた
り信頼性の高い性能を維持できる回転陽極型Х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】本発明は、真空容器内に
配置した陽極ターゲットと、この陽極ターゲットと一体
で回転する回転体と、この回転体との嵌合部分に液体金
属潤滑材を用いる動圧式すべり軸受が設けられた固定体
と、前記液体金属潤滑材が前記真空容器内の空間に漏れ
る開口部分の外側に所定容積の空洞を形成するジャケッ
トとを具備した回転陽極型Х線管において、前記空洞内
にニッケルが主体の潤滑材捕捉部材を配置したことを特
徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図1を
参照して説明する。符号10は回転陽極型Х線管を構成
する真空容器で、図1ではその一部が示されている。真
空容器10はガラスや金属で形成され、真空容器10内
に重金属製の円盤状陽極ターゲット11が配置されてい
る。陽極ターゲット11はねじ12で回転支柱13に固
定されている。回転支柱13は、陽極ターゲット11を
回転可能に支持する回転支持機構14に連結されてい
る。回転支持機構14は回転体および固定体で構成さ
れ、回転支柱13はその回転体の部分に連結されてい
る。
【0011】回転体は、たとえば回転支柱14が直接連
結した中間円筒15aおよび中間円筒15aの内側に接
合した有底円筒状の内側円筒15b、中間円筒15aの
外側に接合した銅製の外側円筒15cから構成され、3
層構造になっている。内側円筒15bの図示下端の開口
は、回転体の一部を構成するスラストリング16によっ
て実質的に封止されている。また、内側円筒15bおよ
びスラストリング16で囲まれた内部空間に、回転支持
機構14を構成する円柱状の固定体17が嵌合されてい
る。
【0012】固定体17は、たとえば径大部17aおよ
びこの径大部17aよりも外径が小さい径小部17bか
ら構成され、径大部17aと径小部17bの境界に段差
面17cが設けられている。径小部17bの下端171
はスラストリング16を貫通し、環状の封止部材18に
気密接合され、さらに真空容器10の外側まで伸びてい
る。
【0013】また、内側円筒15bあるいはスラストリ
ング16と固定体17との嵌合部分に動圧式すべり軸受
が形成されている。たとえば固定体17の外周面に設け
られた環状凹部19の上方および下方の2箇所にらせん
溝(図示せず)を設け、このらせん溝の部分に液体金属
潤滑材を供給して、ラジアル方向の動圧すべり軸受R
a、Rbを形成している。また、有底円筒状の内側円筒
15bの底部と対向する固定体17の図示上端面および
固定体17の段差面17cと対向するスラストリング1
6の図示上面に、らせん溝(図示せず)を設け、このら
せん溝の部分に液体金属潤滑材を供給して、スラスト方
向の動圧すべり軸受部Sa、Sbを形成している。
【0014】固定体17の内部には、液体金属潤滑材収
納用のリザーバ20が管軸mに沿って形成されている。
また、リザーバ20と環状凹部19の間にダクト21が
形成され、リザーバ20の下端に通気路22が設けられ
ている。ダクト21はたとえば90度間隔の軸対称に放
射方向に4箇所に形成されている。通気路22はたとえ
ばその一端がリザーバ20の図示下端部に連結し、他端
は固定体17の外周面に開口し、管軸mに傾斜する向き
に形成されている。通気路22の一部にたとえばガス抜
きピン23が配置されている。
【0015】上記の回転体たとえば内側円筒15bと固
定体17との嵌合部分およびリザーバ20やダクト21
などの各部分には、たとえばこれらの空間を埋める量の
液体金属潤滑材が供給されている。
【0016】また、固定体17の径小部17bの外側
で、たとえばスラストリング16および封止部材18で
挟まれた領域に、径小部17bを囲んで液体金属潤滑材
の漏れを防止する漏洩防止リング24が設けられてい
る。漏洩防止リング24は、スラストリング17と径小
部17bとの隙間開口部分から漏れる液体金属潤滑材を
捕捉し、真空容器10内の空間10aへの漏洩を防止し
ている。
【0017】漏洩防止リング24の断面形状は、たとえ
ば陽極ターゲット11側に凹のU字状部24aおよび外
側に突出する鍔部24bなどから構成され、鍔部24b
の部分がボルト25による共締めでスラストリング16
に固着されている。U字状部24aの固定体17側に位
置する内筒部a1は径小部17bの外周面とわずかな隙
間をもって嵌合し、その上下両端の内面は傾斜し、その
隙間はいずれも端部の方が広くなっている。
【0018】また、漏洩防止リング24の下方にリング
状ジャケット26が設けられ、このジャケット26によ
り、液体金属潤滑材を捕捉する空洞27が径小部17b
を囲んで環状に形成されている。ジャケット26の断面
形状は、たとえば陽極ターゲット11側に凸のU字状部
26aおよび管軸mに向い内側に伸びる突出部26bで
形成され、U字状部26aの外側に位置する外筒部a2
の下端が封止部材18の外縁部に溶接などで固定されて
いる。この場合、ジャケット26および封止部材18に
よって所定容積の空洞27が形成されている。
【0019】ジャケット26の突出部26先端と漏洩防
止リング24の間には小さな隙間R(図2)が設けら
れ、通気路22の開口は隙間Rを通して真空容器10内
の空間10aに連結している。また、突出部26bと封
止部材18で挟まれた通路の延長上に、たとえば通気路
22の開口が位置し、同時に、その通路の延長部分は漏
洩防止リング24の内筒部a1下端の隙間開口および隙
間Rに面している。そして、空洞27内に、液体金属潤
滑材を捕捉する潤滑材捕捉部材28が配置されている。
【0020】潤滑材捕捉部材28には、たとえば液体金
属潤滑材との親和性が高い99%以上の高純度のニッケ
ルを主体にした金属繊維、たとえば直径が2〜30μm
の糸状のものを丸めてある厚さの塊にしたもの、あるい
は、糸状のものを縦糸、横糸にして織物のように編んだ
もの、または、気孔率が90%以上の高気孔率に加工で
きるニッケル製の発泡体などが用いられる。なお、空洞
27内に潤滑材捕捉部材28を配置する場合は、たとえ
ば約50%程度の充填率になるように加工して収納す
る。
【0021】また、潤滑材捕捉部材28を空洞27内に
配置する場合、ガリウム(Ga)やガリウム合金などの
液体金属潤滑剤との親和性すなわち濡れ性を高めるため
に、前処理として水素還元処理を行って酸化物を除去
し、さらに、潤滑材捕捉部材28が内包するガスを取り
去るために、たとえば600℃以上の温度で真空ガス出
し処理が行われる。
【0022】ここで、空洞27の近傍部分を抜き出し、
管軸mの左半分を拡大した構造を図2に示す。図2では
真空容器10の部分が省略されている。また図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。
【0023】上記した構成によれば、液体金属潤滑材が
真空容器10内の空間10aに漏れる開口部分、たとえ
ば漏洩防止リング24の内筒部a1下端の隙間開口部分
および通気路22の開口部分の外側に所定容積の空洞2
7が設けられ、また、空洞27内に、純度99%以上の
ニッケル金属を素材にしたニッケル繊維あるいは高気孔
率に加工できるニッケル製発泡体の潤滑材捕捉部材28
が配置されている。
【0024】したがって、動作時、たとえば漏洩防止リ
ング24の内筒部a1下端の隙間や通気路22の開口か
ら真空容器10内の空間10aに漏れる液体金属潤滑剤
は空洞27に取り込まれ、潤滑材捕捉部材28によって
捕捉される。この場合、ニッケルを主体とする金属繊維
体または気孔のある発泡金属体材料で形成された潤滑材
捕捉部材28は液体金属潤滑剤との親和性が大きく、ま
た大きな接触面積が得られるため、多くの液体金属潤滑
剤が確実に捕捉される。
【0025】このような構造の潤滑材捕捉部材28には
毛細管現象効果もあり、捕捉された液体金属潤滑剤は互
いに引き合いひとつに集まる。そのため、使用時にХ線
管の姿勢が変化しても、液体金属潤滑剤を保持すること
ができ、真空容器10内の空間10aへの放出が防止さ
れ、長期に渡り確実で安定な強い捕捉効果が持続する。
また、耐電圧性能が劣化せず、長期間にわたり高信頼性
の動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型Χ線管が得られ
る。
【0026】また、空洞27が通気路22開口の横方向
たとえば通気路22開口から管軸mに対し垂直方向に位
置するため、遠心力などで液体金属潤滑剤が外側に飛び
散っても、空洞27内の潤滑材捕捉部材28によって確
実に捕捉される。
【0027】なお、Х線管を製造する排気工程では、軸
受内の残留ガスはたとえば通気路22および隙間Rなど
を経て真空容器10内の空間10a側に排気される。ま
た実使用時はゲッターで吸収される。
【0028】上記の実施形態では、ジャケットと封止部
材とで空洞を形成している。しかし、ジャケット単独で
空洞を形成することもできる。また、封止部材などをジ
ャケットとして利用し、封止部材によって空洞を形成す
ることもできる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、真空容器内の空間への
液体金属潤滑材の飛散を防止し、長時間にわたり高い信
頼性を維持できる回転陽極型Х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。
【符号の説明】
10…真空容器 11…陽極ターゲット 12…ねじ 13…回転支柱 14…回転支持機構 15a…中間円筒 15b…内側円筒 15c…外側円筒 16…スラストリング 17…固定体 18…封止部材 19…固定体の凹部 20…リザーバ 21…ダクト 22…通気孔 23…ガス抜きピン 24…漏洩防止リング 25…ねじ 26…ジャケット 27…空洞 28…潤滑材捕捉部材 m…管軸 R…隙間 Ra、Rb…ラジアル方向の動圧式すべり軸受 Sa、Sb…スラスト方向の動圧式すべり軸受

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内に配置した陽極ターゲット
    と、この陽極ターゲットと一体で回転する回転体と、こ
    の回転体との嵌合部分に液体金属潤滑材を用いる動圧式
    すべり軸受が設けられた固定体と、前記液体金属潤滑材
    が前記真空容器内の空間に漏れる開口部分の外側に所定
    容積の空洞を形成するジャケットとを具備した回転陽極
    型Х線管において、前記空洞内にニッケルが主体の潤滑
    材捕捉部材を配置したことを特徴とする回転陽極型Х線
    管。
  2. 【請求項2】 真空容器内に配置した陽極ターゲット
    と、この陽極ターゲットと一体で回転する回転体と、こ
    の回転体との嵌合部分に液体金属潤滑材を用いる動圧式
    すべり軸受が設けられ、かつ、前記液体金属潤滑材を収
    納するリザーバを設けた固定体とを具備した回転陽極型
    Х線管において、一端が前記リザーバに連結し他端が前
    記固定体の外周面に開口する通気路と、この通気路が開
    口する部分の外側に位置する所定容積の空洞とを設け、
    前記空洞内にニッケルが主体の潤滑材捕捉部材を配置し
    たことを特徴とする回転陽極型Х線管。
  3. 【請求項3】 潤滑材捕捉部材はニッケルが主体の金属
    繊維体またはニッケルが主体の気孔をもつ発泡金属体で
    形成されている請求項1または請求項2記載の回転陽極
    型Х線管。
  4. 【請求項4】 潤滑材捕捉部材は水素還元処理および真
    空ガス出し処理が施されている請求項1または請求項2
    記載の回転陽極型Х線管。
JP2001354377A 2001-11-20 2001-11-20 回転陽極型х線管 Pending JP2003157783A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018501630A (ja) * 2014-11-10 2018-01-18 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 溶接されたスパイラル溝軸受アセンブリ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018501630A (ja) * 2014-11-10 2018-01-18 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 溶接されたスパイラル溝軸受アセンブリ

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