JP2006324088A - 回転陽極ｘ線管の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
動圧すべり軸受を備えた回転陽極の、重量の大きな回転構造体の回転アンバランスを大気中で容易かつ高精度に測定することができる回転陽極Ｘ線管の製造方法を提供する。
【解決手段】
円柱状の固定体の代わりに、固定体とほぼ同じ外形寸法を有し、内部から高圧の液体72を流出する固定支持治具70に、回転構造体58の回転体20を嵌合し、高圧の液体72を回転体20と固定支持治具70との間の隙間74a、74bに流しながら、ステータ75にて回転構造体58を高速回転させることにより、回転体20と固定支持治具70の間に静圧すべり軸受74を形成して、回転構造体58の回転アンバランスを測定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転陽極Ｘ線管の製造方法及び製造装置に係わり、特に回転陽極Ｘ線管の回転陽極の回転アンバランスを測定し、必要に応じて回転アンバランスの修正を行う回転陽極Ｘ線管の製造方法及び製造装置に関する。

回転陽極Ｘ線管は、電子線を発生する陰極と、高電圧で加速された電子線が衝突してＸ線を放射するターゲットを有する回転陽極と、陰極と回転陽極を真空気密に内包し、絶縁支持する外囲器などを備え、回転陽極は円盤状のターゲットと、ターゲットを支持するロータと、ロータを回転自在に支持する軸受と、軸受を支持する固定部などから成り、使用時には、ロータの外周に配置された電磁コイル（以下、ステータという）を付勢することで、回転陽極は高速度で回転される。ここで、軸受としては、玉軸受や動圧すべり軸受などが用いられているが、本発明では、動圧すべり軸受を用いた回転陽極Ｘ線管を対象とする。

回転陽極Ｘ線管に用いられる動圧すべり軸受では、それを構成する回転体と固定体（上記の固定部に相当）の軸受面にらせん溝などが形成され、両者の間にガリウム（Ga）やガリウム（Ga）合金などの液体金属が潤滑剤として充填されている。動圧すべり軸受を用いた回転陽極Ｘ線管の例は、例えば特許文献１〜特許文献4などに開示されている。
特開昭60−117531号公報 特開平2−227948号公報 特開平5−144396号公報 特開平7−282721号公報

液体金属で潤滑される動圧すべり軸受を有する回転陽極Ｘ線管の構成の一例を図4〜図6に示す。図4は動圧すべり軸受を有する回転陽極Ｘ線管の一例の構造図、図5は図4の回転陽極の回転部分の拡大断面図、図6は図4の回転陽極の軸受部分の拡大断面図である。図4において、回転陽極Ｘ線管（以下、Ｘ線管と略称する）10は陰極12と回転陽極14と外囲器16とから構成され、回転陽極14は円盤状のターゲット18と、ターゲット18を支持する回転体20と、回転体20を支持する固定体22と、回転体20と固定体22の間に充填され、両者の間を潤滑する液体金属24などから成る。

図5及び図6において、回転陽極14の回転体20はターゲット18を支持する細径のターゲット支持軸26と、太径で底部27の付いた円筒部28とから成り、ターゲット支持軸26と円筒部28とは底部27において同軸に結合されている。ターゲット支持軸26はモリブデン（Mo）などの高融点金属材料から成り、その軸の先端部にターゲット18がねじなどで結合されている。円筒部28は3層構造をしており、外側円筒30と中間円筒32と内側円筒34とから成る。外側円筒（以下、ロータともいう）30は単純な円筒で、銅などの高導電性の金属材料から成り、ロータの役割を果たしている。中間円筒32は底付き円筒で、鉄合金などから成り、ターゲット支持軸26と結合されている。内側円筒34も底付き円筒で、鉄合金などから成り、その内面は軸受面（以下、回転体軸受面という）36となる。ここで、外側円筒30と中間円筒32とは密着して結合しているが、中間円筒32と内側円筒34との間には断熱隙間38が設けられており、両者は陽極端側の端部において溶接またはろう付けなどで結合されている。固定体22は大略円柱状をしており、鉄合金などから成り、その外表面が軸受面（以下、固定体軸受面という）40となる。固定体22は回転体20の内側円筒34に嵌合され、両者で動圧すべり軸受41を構成する。

図6において、回転体20と固定体22の嵌合部分における動圧すべり軸受41は、2組の動圧式のラジアルすべり軸受42とスラストすべり軸受44とから構成される。回転軸方向に互いに離して設けられている2つのラジアル軸受42は、固定体22の外周面に形成された2組のヘリンボンパターンらせん溝42a、42bを有している。また、2つのスラスト軸受44の一方は、固定体22の端面46に形成されたサークル状のヘリンボンパターンらせん溝44aを有している。他方のスラストすべり軸受44は、固定体22の下部面48が接するスラストリング50の上面50aに形成されたサークル状のヘリンボンパターンらせん溝44bを有している。これらのらせん溝が形成された面と接する各対向すべり軸受面は、単なる平滑面であるが、必要に応じてらせん溝を形成する場合もある。回転体20と固定体22の両軸受36、40で構成される動圧式すべり軸受41は、動作中におよそ20μmの軸受隙間を保つようになっている。

固定体22には、その中央部が軸方向に沿ってくりぬかれた潤滑剤収容室52や中間部に形成された潤滑剤通路54が形成されている。また、回転体20の内側円筒34と固定体22が嵌合した状態で、回転体軸受面36と固定体軸受面40との間には軸受隙間56が設けられている。そして、潤滑剤収容室52と潤滑剤通路54と軸受隙間56には、少なくともＸ線管の動作中に液状であるガリウムまたはガリウム合金などの液体金属24が潤滑剤として供給される。

図4及び図5において、ターゲット18はＸ線放射層18aと蓄熱部18bとから成り、Ｘ線放射層18aは傾斜したリング状の薄い層を有し、タングステン（W）またはその合金から成り、陰極12からの電子線が衝突してＸ線を放射する部分であり、蓄熱部18bはＸ線放射層18aの裏面に接合されたリング状の厚い層で、モリブデン（Mo）などの高融点金属から成る。蓄熱部18bはターゲット18の重量を軽減するために、モリブデンなどの一部をグラファイトなどで代替される場合もある。また、ターゲット18の外周面や裏面には熱輻射を良くするために黒色被膜が付着されている。

このＸ線管10の動作時には、外囲器16外の、回転陽極14の回転体20の外周に配置されたステータ58が付勢されることによって回転磁界が発生して、回転陽極14のターゲット18と回転体20が高速回転する。同時に、Ｘ線管10の陰極12と回転陽極14との間に高電圧のＸ線管電圧が印加され、陰極12のフィラメントにフィラメント加熱電圧が印加されることにより、陰極12から電子線が放出され、これが回転陽極14のターゲット18のＸ線放射層18aに衝突してＸ線が放射される。

回転陽極14の部品などに使用される一般的な工業用材料では必ずと言ってよいほど内部に密度差が存在し、これにより質量の偏り（アンバランス）が存在する。更に、回転陽極14の回転構造体（ターゲット18と回転体20を結合したもの）58のように複数の部品を組立てたものでは、寸法公差などにより部品同士に微小な隙間が存在し、これによってもアンバランスが発生する。このようなアンバランスのある部品を高速で回転させると、その質量に回転加速度が加わり、回転中心を基準にしてアンバランスの存在する方向へ遠心力が発生する。この遠心力により回転陽極14の回転構造体58の中心軸が回転中心から移動する振れ回り現象が発生すると、軸受などの回転部品に悪影響を与えるばかりでなく、最悪の場合には回転陽極14が破損する恐れがある。このため、回転陽極14の回転構造体58は、予め回転バランスが高精度に調整される必要がある。回転陽極14の回転構造体58の回転バランスの調整は回転陽極14を外囲器16内に真空気密に封入する前に行われる。この回転バランスの調整の工程では、通常工業用の回転アンバランス測定装置などを使用して、回転構造体58のアンバランス質量及びその位置を測定し、アンバランスのある場合には、回転構造体58のアンバランスが存在する位置で、アンバランス質量に対応する質量を切削、研磨などで削り取り、回転アンバランスを修正する。一度の削り取りで不十分な場合には、繰り返して回転アンバランスを測定し、回転アンバランスの修正を行う。回転バランスの調整が完了したら、回転陽極14を外囲器16に封入する。

回転陽極の軸受として玉軸受を使用していた従来方式のＸ線管では、回転陽極の回転バランスの調整は空気中で行われていたが、玉軸受の潤滑剤として銀や鉛などの固体潤滑剤を使用していたため、殆ど潤滑剤の劣化がなく回転アンバランスの測定を行うことができた。しかしながら、ガリウムやガリウム合金などの、非常に活性な液体金属を潤滑剤として用いる動圧すべり軸受を有するＸ線管10では、回転陽極14の回転構造体58の回転アンバランスを測定するために、軸受隙間56などの回転体20と固定体22との間の微小な隙間などに液体金属24を充填した状態で、空気中で回転構造体58を回転させたりして、液体金属24が空気に触れると、たちまち液体金属24自体の表面や液体金属24で濡らされた軸受面36、40が酸化し、これを外囲器16内に封入しても正常な軸受動作性能は得られない。そのため、回転構造体58の回転アンバランス測定などの回転バランス調整作業は真空装置内で行い、そのまま外囲器16内に組み込むなどの、極めて繁雑な工程が必要となる。

上記の不都合を解消するための一つの解決方法が特許文献4に開示されている。この方法では、回転陽極14の回転アンバランスを測定する際に、回転陽極14の固定体22の代わりに、内部から高圧気体を噴出する固定支持治具を回転構造体58に嵌合し、高圧気体を噴出させながら回転構造体58を高速回転させて、回転アンバランスを測定している。この方法によれば、軸受の潤滑剤として液体金属を使用しないため、大気中で容易に且つ高精度に回転構造体58の回転アンバランスの測定を行い、必要に応じてそのまま大気中で回転アンバランスの修正を行うことができるので、回転陽極14の能率的で高精度の回転バランス調整を行うことができる。

しかし、上記方法で高圧気体によって静圧すべり軸受を形成することになるため、回転陽極14の回転構造体58の回転アンバランスの測定中は常時外部に設置したコンプレッサなどから高圧気体を供給する必要があるとともに、この高圧気体の供給量、すなわちコンプレッサの気体の供給の能力によって静圧すべり軸受の耐荷重能力が決定される。このため、大きな熱容量を持つ重量の大きなターゲット18を有する回転構造体58では、大型コンプレッサが必要になるなど、回転アンバランスの測定装置が大型化する可能性がある。

また、最近では回転陽極Ｘ線管を内挿するＸ線管装置としては、比較的大Ｘ線量を確保しやすい大熱容量のターゲットを有する回転陽極Ｘ線管装置のニーズが高まっている。また、Ｘ線CT装置では、被検体の周囲をＸ線管装置が回転しながらスキャニングを行うことで、被検体の断層画像を得ているが、検査の短時間化が求められており、このためにはＸ線管装置によるスキャニング時間の短縮が必要であり、Ｘ線管装置としてはターゲットの回転速度の高速化やターゲットの熱容量の大容量化が必要となる。これを達成するためには、Ｘ線管の回転陽極では、遠心力荷重に対する耐荷重性能を向上させるとともに、回転構造体58の重量も増加することになるので、これに伴い回転構造体58の回転アンバランスの測定において、高圧気体による静圧すべり軸受では耐荷重能力が不十分となる恐れがある。

上記に鑑み、本発明では、大熱容量のターゲットと動圧すべり軸受を有する回転陽極Ｘ線管の回転陽極の回転バランスの調整を確実に行うことができる回転陽極Ｘ線管の製造方法と製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法は、円筒状の回転体にターゲットが結合された回転構造体の回転体の円筒部に円柱状の固定体が嵌合され、回転体と固定体の嵌合部に設けられた動圧すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給する回転陽極Ｘ線管の、前記回転構造体の回転アンバランスを測定し必要に応じて回転アンバランスの修正をする回転陽極Ｘ線管の製造方法において、前記回転構造体の回転アンバランスの測定または修正する工程では、前記円柱状の固定体の代わりに、これとほぼ同じ外形寸法を有し、内部から高圧の液体を流出する固定支持治具に前記回転構造体の回転体を嵌合し、前記高圧の液体を流出させながら前記回転構造体を高速回転させて、該回転構造体の回転アンバランスを測定するものである（請求項1）。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法では、前記液体はエタノールなどの有機溶剤である。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置は、円筒状の回転体にターゲットが結合された回転構造体の回転体の円筒部に円柱状の固定体が嵌合され、回転体と固定体の嵌合部に設けられた動圧すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給する回転陽極Ｘ線管の、前記回転構造体の回転アンバランスを測定し必要に応じて回転アンバランスの修正をする回転陽極Ｘ線管の製造装置において、前記固定体とほぼ同じ外形寸法で、中心軸に沿った貫通孔を有する固定支持治具と、該固定支持治具を支持する振動台と、該振動台を弾性支持体にて支持する基盤と、前記振動台の振動を検知する振動センサと、前記回転構造体を回転駆動するためのステータと、前記振動センサの出力信号を解析し前記回転構造体の回転アンバランスを算出して表示する表示部と、前記固定支持治具に高圧の液体を供給する液体ポンプを備え、前記回転構造体の回転アンバランスの測定時に、前記回転構造体の回転体と前記固定支持治具との嵌合部に前記液体ポンプからの高圧の液体を流して静圧すべり軸受を形成するものである（請求項2）。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置では、前記液体としてエタノールなどの有機溶剤を使用する。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置では、前記振動台の前記固定支持治具の支持部に近接する部分に前記液体を一時的に溜めておくための蓄液部を設けている。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置では、前記固定支持治具から排出された液体を前記液体ポンプに戻す液体還流機構を備えている。

本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法は、動圧すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給する回転陽極の回転構造体の回転アンバランスの測定において、固定体の代わりに、内部から高圧の液体を流出する固定支持治具を回転構造体の回転体に嵌合し、高圧の液体を流出させながら回転構造体を高速回転させて、その回転アンバランスの測定をしているので、回転構造体の回転体と固定支持治具との嵌合部には大きな耐荷重能力を有する静圧すべり軸受が形成され、10kg以上の重量の大きな回転構造体を容易に支持し、その回転アンバランスの測定が可能となる。また、静圧すべり軸受の媒体として液体を使用しているので、回転アンバランスの測定作業を大気中で容易にかつ高精度で行うことができる。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法では、液体としてエタノールなどの有機溶剤を使用しているので、その洗浄作用により、回転陽極の回転アンバランスの測定後に、その部品の洗浄などを行うことなく回転陽極を組立てることが可能となる。また、エタノールなどの有機溶剤の洗浄作用は回転構造体を組立てる際に発生する恐れのある微細金属異物を除去する効果もあり、回転陽極Ｘ線管の耐電圧性能の向上にも有益である。

本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置は、動圧すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給する回転陽極の回転構造体の回転アンバランスを測定するために、回転構造体の回転体と嵌合して、これを支持する固定支持治具と、これを支持する振動台と、振動台を支持する基盤と、振動センサと、表示部と、ステータと、固定支持治具に高圧の液体を供給する液体ポンプを備えていて、回転体と固定支持治具との嵌合部に高圧の液体を流して静圧すべり軸受を形成するので、この静圧すべり軸受の耐荷重能力は非常に大きなものとなり、10kg以上の重量の大きい回転構造体でも容易に支持し、その回転アンバランスを測定することができる。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置では、液体としてエタノールなどの有機溶剤を使用しているので、有機溶剤の洗浄作用により、この装置で回転アンバランスを測定した回転構造体については、そのまま回転陽極に組立てることができるので、作業性が良くなる。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置では、振動台の固定支持治具の支持部に近接する部分に蓄液部を設けているため、回転構造体の回転アンバランス測定時に回転体と固定支持治具との嵌合部から流出した液体を一時的にこの蓄液部に溜めておくことができ、液体の飛散及び流出を防止することができるとともに、液体ポンプに戻すことも可能となる。

また、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置では、固定支持治具から排出された液体を液体ポンプに戻す液体還流機構を備えているので、回転アンバランスの測定中に液体が消失することは殆どなくなるので、途中で液体を補給する作業も必要なく、また液体の消失による液体補充のための費用も不要となる。

以下、本発明の実施例を図1〜図3を参照して説明する。なお、同一部分は同一符号であらわす。先ず、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法の一実施例について説明する。本実施例では、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置の一実施例を用いるので、この説明では製造装置の図面も参照しながら説明する。図1は本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法の一実施例を説明するための図、図2は図1の固定支持治具の縦断面図、図3は本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置の一実施例の概略構成図である。また、以下の説明では、必要に応じ動圧すべり軸受を有する回転陽極Ｘ線管の構造及び部品についても参照するので、その時は前掲の図4〜図6を参照することにする。

本発明が対象とする回転陽極Ｘ線管（以下、Ｘ線管と略称する）の製造工程は、回転陽極を構成する回転構造体58の回転アンバランスを測定し、必要に応じて回転アンバランスを修正する工程である。回転構造体58は、前にも説明した如く、回転陽極の回転部分であり、回転体20にターゲット18が結合されたものである。この工程では、図1に示すように、回転構造体58の回転体20を、固定体22の代わりに、固定支持治具70に嵌合し、この固定支持治具70の内部から液体72を矢印73のように流出させて、回転体20と固定支持治具70との嵌合部に液体72で充満させることにより、この嵌合部を事実上の静圧液体軸受（静圧すべり軸受ともいう）74とし、これにより回転構造体58を浮上させる。同時に、回転体20の円筒部28の外周に配置したステータ75に通電して、回転構造体58を例えば約1,000rpmで高速回転させて、回転構造体58の回転アンバランスを測定する。この作業は、大気中または不活性ガス雰囲気中で行うことができる。

図2は図1の固定支持治具70の縦断面図である。図2において、固定支持治具70は円柱状をしており、その外形は完成状態のＸ線管10の回転陽極14の固定体22の外形と類似しているが、その外表面にはらせん溝などは設けられていない。固定支持治具70の外径は、回転陽極14の回転体20と結合した状態で、両者の間に半径方向に約１mm程度またはそれ以上の隙間（以下、半径方向隙間という）74aが得られるように加工されている。固定支持治具70の中心軸に沿って液体72を流すための比較的直径の大きい通液孔76があけられており、またその外周下部には固定用のねじ78が設けられている。固定支持治具70はステンレス鋼などの鋼材から成る。

図1及び図3において、この固定支持治具70はねじ78を介して回転アンバランス測定装置80の振動台92の測定台座82に固定される。測定台座82に設けられた孔82aには液体72を供給する液体ポンプ84からの送液管86が接続されている。液体ポンプ84の接続により、液体ポンプ84から送液管84、測定台座82の孔82aを経由して高圧の液体72が固定支持治具70の通液孔76に供給される。この高圧の液体72が固定支持治具70の通液孔76から回転構造体58の回転体20と固定支持治具70との間の上部隙間74bと半径方向隙間74aに供給されることにより、回転構造体58の回転体20と固定支持治具70との間に事実上の静圧液体軸受74が形成され、それによって回転構造体58は浮上して回転可能に支持される。

液体72としては、エタノールなどの有機溶剤や水などが用いられる。エタノールなどの有機溶剤などは部品の洗浄作用もあるので最適である。油なども使用可能であるが、使用後に回転構造体58の洗浄をしておく必要がある。エタノールなどの有機溶剤は、その洗浄作用により、回転陽極の回転アンバランスの測定後に、その部品の洗浄などを行うことなく回転陽極を組立てることができる。また、その洗浄作用は回転構造体58を組立てる際に発生する恐れのある微細金属異物を除去する効果もあり、Ｘ線管の耐電圧性能の向上にも有益である。

高圧の液体72を静圧すべり軸受74の軸受隙間74a、74bに供給した場合、耐荷重性能が高圧空気の場合に比べて格段に向上し、少ない流量でも大きな重量の回転構造体58を支持することが可能となる。先に説明した如く、Ｘ線CT装置に搭載されるＸ線管装置では、Ｘ線CT装置の高速スキャン化の動向に対応するため、装着されるＸ線管の回転構造体の重量は増加の傾向にあり、10kg〜30kg程度になる可能性があり、このような場合には、耐荷重性能の小さい高圧空気による回転構造体の浮上は非常に困難であり、大きなコンプレッサも必要となる。これに対し、高圧液体の場合大きな耐荷重性能を有するので、液体として例えばエタノールなどの有機溶剤を用いた場合液体ポンプ84はそれほど大型のものは必要なく、モータ容量が数kW程度で、揚程が約1MPa（メガパスカル）程度の中型の業務ポンプで十分対応することができる。

本実施例では、固定支持治具70の外径をほぼ一様とし、回転構造体58の下部に図６に示したようなスラストリング50などを取り付けない構造としているが図６に示したように固定支持治具70の下部の外径を細くし、回転構造体58の下部にスラストリング50などを取り付ける構造にしてもよい。本実施例の場合、回転体20と固定支持治具70との嵌合部で形成される静圧すべり軸受74の媒体として、非圧縮性の液体72を使用しているため、液体72の圧力の影響が少なく、スラストリング50などを取り付けることなく、回転アンバランスの測定を行うことができる。回転構造体58にスラストリング50などを取り付けないことにより、作業性が良くなり、また作業時間も短縮される。

回転構造体58の回転アンバランスの測定に際しては、先ず、回転体20にターゲット18をねじで結合して一体化して回転構造体58を組立てる。次に、回転アンバランス測定装置80の振動台92の測定台座82のねじ82bに固定支持治具70のねじ78を嵌合させて、固定支持治具70が垂直位置に配置されるように固定する。次に、固定支持治具70の周囲にステータ75を配置する。次に、液体ポンプ84からの送液管86を測定台座82の孔82aに接続する。次に、回転構造体58の回転体20を固定支持治具70に嵌着する。次に、液体ポンプ84を作動させ、高圧の液体72を固定支持治具70の通液孔76に供給する。これによって、回転構造体58は軸方向及び半径方向について浮上する。次に、ステータ75にステータ駆動電圧を供給し、回転磁界により回転構造体58を所用の回転数、例えば1000rpmで回転させる。次に、この状態で、回転アンバランス測定装置80によって、回転アンバランスを測定する。回転アンバランスの量はセンサ88によって検知される。もし、回転アンバランスがあれば、回転アンバランス測定装置80の表示部90にアンバランス量と方向（基準位置に対する角度）が表示されるので、回転構造体58の回転及び液体ポンプ84の動作を停止し、回転アンバランスの修正を行う。この回転アンバランスの修正では、表示部90の表示に従って、例えばターゲット18の所定位置の素材を所定量削り取って回転アンバランスを修正する。次に、必要な場合には、上記と同様の手順で、回転アンバランスの測定とその修正を繰り返して行う。このようにして、回転バランスの調整が終了した後、回転構造体58を固定支持治具70から取り外す。次に、回転構造体58にらせん溝などを有する正規の固定体22を嵌合し、スラストリング50を取り付けて、回転陽極14を組立て、軸受部分に潤滑剤の液体金属24を充填し、その後外囲器16内に陰極12とともに封入して、排気工程に移る。

次に、図3を用いて、本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置の一実施例について説明する。本実施例の製造装置は、先に説明した回転陽極Ｘ線管の製造方法を実施するのに使用される。以下の説明では、本実施例の製造装置を特に回転アンバランス測定装置と呼ぶことにする。図3において、回転アンバランス測定装置80は、回転構造体58と嵌合して、これを支持する固定支持治具70と、固定支持治具70が固定される振動台92と、振動台92をばねなどの弾性支持体94で支持する基盤96と、振動台92の振動を検知するセンサ88と、センサ88の検知信号を解析し回転構造体58の回転アンバランス量を算出し表示する表示部90と、回転構造体58を回転駆動するステータ75と、固定支持治具70の通液孔76にエタノールなどの液体を供給する液体ポンプ84と、液体ポンプ84と振動台92との間の液体72の流れを導く送液管86及び排液管98と、ステータ75、表示部90及び液体ポンプ84の電源などから構成される。

固定支持治具70は図2に示したような構造をしており、回転構造体58と嵌合したとき、液体72が中心部の通液孔76と、固定支持治具70と回転構造体58との間の嵌合隙間74a、74bを矢印73、77で示す如く流れることにより、固定支持治具70と回転構造体58との間には静圧液体軸受74が形成される。振動台92は回転構造体58と固定支持治具70の組合せ体を支持する台で、基盤96に弾性支持体94によって支持されている。この振動台92は、回転構造体58の回転時に、その回転アンバランスにより発生する振動を受けて共に振動し、その振動がセンサ88で検知されて、回転構造体58の回転アンバランスが測定される。振動台92は、固定支持治具70が固定される測定台座82と、回転構造体58と固定支持治具70との間の半径隙間74aから流出する液体72を一時的に溜めておく蓄液部100と、蓄液部100から排液管98に液体72を排出する排液口102などを有する。また、測定台座82には、固定支持治具70を固定するためのねじ82bと、液体72を流す孔82aと、送液管86が接続されるねじ82cなどが設けられている。この振動台92は鋼材などから成る。

基盤96、弾性支持体94、センサ88、表示部90などは、従来の回転陽極の回転アンバランス測定装置で使用されているものと同様のものである。基盤96は鋼材などから成り、振動台92をばねなどの弾性支持体94を介して弾性的に支持する。センサ88は振動センサで、回転構造体58の回転時における振動台92の変位量と変位方向を測定する。回転構造体58の回転アンバランスの位置を3次元的に測定するため、センサ88は通常2個またはそれ以上用いられる。表示部90は、センサ88の検知信号に基づいて回転構造体58の回転アンバランス量の解析を行い、その回転アンバランス量と方向（基準位置からの角度）を計算し、表示する。ステータ75は重量の重いターゲットを有する回転陽極Ｘ線管装置に使用されるものと同様な構造のもので、振動台92または基盤96に支持される。

液体ポンプ84は約1MPa程度の揚程を有する液体用ポンプが使用される。液体72としてはエタノールなどの有機溶剤や水などが使用される。液体72としてエタノールなどの有機溶剤を使用した場合、この液体ポンプ84としては数kWの業務用ポンプで対応することができる。液体ポンプ84の液体72の出口104と振動台92の測定台座82との間には送液管86が、液体ポンプ84の液体72の入口106と振動台92の排液口102との間には排液管98が、それぞれ接続されている。送液管86や排液管98は液体72に侵されない材料から成り、それぞれの両端には接続金属が取り付けられており、送液管86は耐圧力の大きい構造になっている。

振動台92に蓄液部100を設け、振動台92の排液口102と液体ポンプ84の入口106との間に排液管98を配置することにより、液体ポンプ84の出口104から流出された液体72が回転構造体58と固定支持治具70との嵌合部で静圧すべり軸受74を形成した後、蓄液部100及び排液管98を経由して液体ポンプ84に還流されることになる。このように液体72の還流機構を設けたことにより、液体ポンプ84から流出した液体72は殆んど消失することなく使用されるので、回転アンバランスの測定において途中で液体72を補給する作業も必要なく、また液体の消失による液体補充のための費用も不要となる。また、本実施例では、振動台92の排液口102と液体ポンプ84の入口106との間を排液管98で直接接続しているが、この間に液体72を溜めておく蓄液槽を設けてもよい。更に、蓄液槽とともに、または単独で、液体72の汚れを除去したり、金属粉を取り除いたりするための液体浄化器具を設けてもよい。これらのものを設けることにより、液体72の量や質などを十分に管理することができ、また液体72の還流機構をより完全なものにすることができる。

本実施例によれば、回転構造体58の回転体20と固定支持治具70の嵌合部に形成される静圧すべり軸受74の媒体として、液体ポンプ84から高圧の液体72を供給しているので、回転構造体58の回転アンバランスの測定において、大きな耐荷重性能を発揮し、固定支持治具70によって10kg以上の重い回転構造体58でも容易に支持することができる。また、静圧すべり軸受74に流す液体72としてエタノールなどの有機溶剤を使用しているので、その洗浄作用により、この装置80で回転アンバランスを測定した回転構造体58については、そのまま回転陽極に組立てることができるので、作業性が良くなる。

本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造方法の一実施例を説明するための図。 図1の一部縦断面図。 本発明に係わる回転陽極Ｘ線管の製造装置の一実施例の概略構成図。 動圧すべり軸受を有する回転陽極Ｘ線管の一例の構造図。 図4の回転陽極の回転部分の拡大断面図。 図4の回転陽極の軸受部分の拡大断面図。

符号の説明

10・・・回転陽極Ｘ線管
14・・・回転陽極
16・・・外囲器
18・・・ターゲット
20・・・回転体
24・・・液体金属
28・・・円筒部
36・・・回転体軸受面
40・・・固定体軸受面
41・・・動圧すべり軸受
42・・・ラジアルすべり軸受
44・・・スラストすべり軸受
50・・・スラストリング
56・・・軸受隙間
58・・・回転構造体
70・・・固定支持治具
72・・・液体
74・・・静圧液体軸受（静圧すべり軸受）
74a・・・隙間（半径方向隙間）
74b・・・上部隙間
75・・・ステータ
76・・・通液孔
78・・・ねじ
80・・・回転アンバランス測定装置
82・・・測定台座
82a・・・孔
84・・・液体ポンプ
86・・・送液管
88・・・センサ
90・・・表示部
92・・・振動台
98・・・排液管
100・・・蓄液部
102・・・排液口
104・・・出口
106・・・入口

Claims (2)

1. 円筒状の回転体にターゲットが結合された回転構造体の回転体の円筒部に円柱状の固定体が嵌合され、回転体と固定体の嵌合部に設けられた動圧すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給する回転陽極Ｘ線管の、前記回転構造体の回転アンバランスを測定し必要に応じて回転アンバランスの修正をする回転陽極Ｘ線管の製造方法において、前記回転構造体の回転アンバランスの測定または修正する工程では、前記円柱状の固定体の代わりに、これとほぼ同じ外形寸法を有し、内部から高圧の液体を流出する固定支持治具に前記回転構造体の回転体を嵌合し、前記高圧の液体を流出させながら前記回転構造体を高速回転させて、該回転構造体の回転アンバランスを測定することを特徴とする回転陽極Ｘ線管の製造方法。
2. 円筒状の回転体にターゲットが結合された回転構造体の回転体の円筒部に円柱状の固定体が嵌合され、回転体と固定体の嵌合部に設けられた動圧すべり軸受に液体金属潤滑剤を供給する回転陽極Ｘ線管の、前記回転構造体の回転アンバランスを測定し必要に応じて回転アンバランスの修正をする回転陽極Ｘ線管の製造装置において、前記固定体とほぼ同じ外形寸法で、中心軸に沿った貫通孔を有する固定支持治具と、該固定支持治具を支持する振動台と、該振動台を弾性支持体にて支持する基盤と、前記振動台の振動を検知する振動センサと、前記回転構造体を回転駆動するためのステータと、前記振動センサの出力信号を解析し前記回転構造体の回転アンバランスを算出して表示する表示部と、前記固定支持治具に高圧の液体を供給する液体ポンプを備え、前記回転構造体の回転アンバランスの測定時に、前記回転構造体の回転体と前記固定支持治具との嵌合部に前記液体ポンプからの高圧の液体を流して静圧すべり軸受を形成することを特徴とする回転陽極Ｘ線管の製造装置。
   

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