JP2989050B2 - 回転陽極型x線管 - Google Patents

回転陽極型x線管

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JP2989050B2
JP2989050B2 JP3238494A JP23849491A JP2989050B2 JP 2989050 B2 JP2989050 B2 JP 2989050B2 JP 3238494 A JP3238494 A JP 3238494A JP 23849491 A JP23849491 A JP 23849491A JP 2989050 B2 JP2989050 B2 JP 2989050B2
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勝弘 小野
田中  誠
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00X-ray tubes
    • H01J2235/10Drive means for anode (target) substrate
    • H01J2235/1046Bearings and bearing contact surfaces
    • H01J2235/106Dynamic pressure bearings, e.g. helical groove type

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転陽極型X線管に
係わり、とくに陽極ターゲットを支える回転機構部の改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】回転陽極型X線管は、周知のように、軸
受部を有する回転体および固定体で円板状の陽極ターゲ
ットを支え、真空容器外に配置した電磁コイルを付勢し
てこの陽極ターゲットを高速回転させながら、陰極から
放出した電子ビームを陽極ターゲット面上に当て、X線
を放射する。軸受部は、ボールベアリングのようなころ
がり軸受や、軸受面にらせん溝を形成するとともにガリ
ウム(Ga)、又はガリウム−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
滑剤を用いた動圧式すべり軸受で構成される。後者のす
べり軸受を用いた例は、たとえば特公昭60-21463号、特
開昭60-97536号、特開昭 60-113817号、特開昭 60-1175
31号、特開昭 61-2914号、特開昭 62-287555号、あるい
は特開平2-227947号の各公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、後者の動圧
式すべり軸受を用いた回転陽極型X線管は、特開昭 60-
117531号公報に開示されるように、ラジアル方向らせん
溝軸受とスラスト方向らせん溝軸受とを設ける必要性、
および組立上の必要性から、回転体または固定体のいず
れか一方を有底円筒とし、他方をその内側に嵌合したう
えで有底円筒の開口部をリング状閉塞体で塞ぐ構造にし
なければならない。また、GaまたはGa合金を潤滑剤
として使用する場合、この潤滑剤で軸受母材が侵されな
いように、軸受母材として耐蝕性のすぐれたモリブデン
(Mo)あるいはタングステン(W)を使用する必要が
ある。
【0004】有底円筒およびリング状閉塞体をMoある
いはWで構成し、両者を一体的に結合する場合、これら
の金属同士のろう接や溶接は困難である。一方、両者を
ボルトで結合すると、長時間の使用中にボルトが緩むお
それがあり、その隙間から内部の軸受部から液体金属潤
滑剤が漏出したり、あるいは回転体の回転バランスが損
なわれるおそれがある。とくに、高速回転動作中、液体
金属潤滑剤にはすべり軸受部から放射方向に押し出され
る遠心力が働くので、ボルトの緩みで有底円筒とリング
状閉塞体との突き合わせ面にわずかでも隙間が生じる
と、ここから金属潤滑剤が漏れ、X線管の管内空間に飛
散してしまうおそれがある。このような金属潤滑剤の飛
散即ち漏れが起ると、高電圧が印加されるX線管の動作
中に、致命的とも言える管内放電が起ってしまう不都合
がある。
【0005】この発明は、以上のような不都合を解消
し、軸受の一部を構成する有底円筒とその開口部を塞ぐ
リング状閉塞体との結合を確実にして液体金属潤滑剤の
漏出を防止し、信頼性の高い回転機構部を有する回転陽
極型X線管を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、一部に陽極
ターゲットが固定された回転体または固定体の一方が有
底円筒をなして他方がその内側に挿入され、この有底円
筒の開口部にスラスト方向のすべり軸受部を構成するた
めのリング状開口部閉塞体が開口部を塞ぐようにサーク
ル状に配列された複数の金属製ボルトにより連結固定さ
れ、これらサークル状に配列された各ボルトの頭部と開
口部閉塞体との間に各ボルトのロッド部が貫通した透孔
を有する連続した金属製薄円板が介在され、且つ各ボル
トと薄円板とは相互に溶接容易な金属材料で構成される
とともに各ボルトの頭部の一部が薄円板に部分的に溶接
されてなる回転陽極型X線管である。
【0007】
【作用】この発明によれば、有底円筒とその開口部を塞
スラスト方向すべり軸受部を構成するためのリング状
閉塞体とが、複数個のボルトで締付け固定されるととも
に各ボルトとの頭部とリング状閉塞体との間に介在され
た溶接容易な金属材料からなる連続した金属製円板とが
それぞれ各ボルトの頭部の一部で溶接されているので、
X線管の長時間の高速回転動作でもボルトが緩むことが
防止される。したがって、スラスト軸受部付近の液状金
属潤滑剤に回転体の高速回転で遠心力が作用しても、こ
のスラスト軸受部を構成するリング状閉塞体と有底円筒
開口部との連結部から液状金属潤滑剤が漏出するおそれ
がなく、信頼性の高いX線管の回転機構部が得られる。
【0008】
【実施例】以下その実施例を図面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。図1乃至図7に示
す実施例は、次の構成を有する。すなわち、重金属から
なる円盤状陽極ターゲット11は、回転体12の一端に突設
された回転軸部13にナット14により一体的に固定されて
いる。この回転体12は、回転軸13と一体で且つ内周面が
すべり軸受面となるMo製有底円筒12a と、その外周に
嵌合された強磁性体円筒12b および銅円筒12c とを有し
ている。この回転体12の内側には、円柱状のMo製固定
体15が回転体開口部12d 側から挿入されている。陽極タ
ーゲットから遠い方の固定体15の図示下端部すなわち回
転体開口部の近傍には、外径が縮小された固定体径小部
15a が設けられている。そして回転体開口部12d には、
固定体径小部15a を近接して包囲し、固定体の肩状端面
15b に近接し、回転体開口部を実質的に塞ぐリング板状
のMo製開口部閉塞体16が複数個のボルト25,25,…によ
り結合されている。固定体径小部15a には、これら回転
体12および固定体15を機械的に支える鉄材製の陽極支持
部17がろう接により一体的に固着され、これはガラス製
の真空容器18に気密接合されている。
【0009】円筒状回転体12と固定体15との嵌合部分
は、前述各公報に示されるような動圧式すべり軸受を構
成している。そのため、固定体のすべり軸受面となる外
周面には、前記各公報に記載されているような2組のヘ
リンボン・パターンからなるらせん溝20,20 が形成され
ている。このらせん溝を有する固定体外周面と、これに
近接する回転体内周面で構成される軸受面との間のわず
かな軸受間隙に、少なくとも動作中は液状である金属潤
滑剤が充填、介在され、ラジアル方向の動圧式すべり軸
受部19a が構成されている。
【0010】有底円筒12a の内側底壁12e に接する固定
体先端面15c には、図3に示すようなヘリンボン・パタ
ーンからなるらせん溝21a が形成されている。このらせ
ん溝21a を有する固定体先端軸受面と、これに近接する
平坦な回転体底面からなる軸受面との間のわずかな軸受
間隙に同様に少なくとも動作中は液状である金属潤滑剤
が充填、介在され、一方のスラスト方向動圧式すべり軸
受部19b が構成されている。これに対して陽極ターゲッ
トから遠い方は、固定体に径小部15a を形成することに
より構成される肩状端面15b からなる軸受面が平坦のま
まであり、これに近接する開口部閉塞体16の軸受面16b
に、図4に示すようなヘリンボン・パターンからなるら
せん溝21b が形成されている。開口部閉塞体16の中央部
には、固定体径小部15a が近接して貫通する中央透孔16
c が形成され、さらに外周部には複数個のボルト挿入用
透孔16d,16d,… が形成されている。こうして、回転体
の有底円筒の開口部側は、開口部閉塞体16の軸受面16b
およびこれに近接する固定体肩状端面の軸受面の間のわ
ずかな軸受間隙に同様に少なくとも動作中は液状である
金属潤滑剤が充填、介在され、他方のスラスト方向すべ
り軸受部19c が構成されている。なお、回転体及び固定
体の両軸受面は、およそ20マイクロメートルの軸受間
隙をもって嵌合し合っている。
【0011】なお、固定体15には、その中心部が軸方向
にくり抜かれて透孔とされた軸方向の潤滑剤収容室22が
設けられている。この軸方向潤滑剤収容室22の図示上端
開口は、固定体先端のスラスト軸受の軸受間隙およびそ
れを経て固定体外周側のラジアル軸受の軸受間隙に連通
している。また、この固定体15にはその中間部外周壁が
わずかにテーパ状に削られた径小部23が形成されてい
て、潤滑剤収容室22からこの径小部23に通じる3つの放
射方向通路24が 120度間隔で軸対称的に形成されてい
る。さらに、スラスト方向すべり軸受部19c の内側に
は、径小な円周溝26が形成されている。
【0012】さて、組み立て工程において、有底円筒を
もつ回転体12を図1の状態とは天地逆にし、内部空間に
液体金属潤滑剤を所定量注入し、それに固定体15をゆっ
くり挿入する。そして、固定体径小部15a 側から、図5
に示すMo製開口部閉塞体16を、同図の状態とはやはり
天地逆にして、回転体の開口部を塞ぐように嵌合する。
さらに、開口部閉塞体16の上に例えば鉄合金製の薄円板
27を載せる。この薄円板27には、開口部閉塞体16の各ボ
ルト挿入用透孔16d に対応する位置に、同様のボルト挿
入用透孔27e が形成されている。この薄円板27を間に挟
んで各ボルト挿入用透孔27e,16d に各ボルト25を挿入
し、図6に示すように一緒に締結する。各ボルト25は、
薄円板27と溶接容易な、例えば鉄合金で構成されてい
る。
【0013】次に、図6に矢印Bで示すように各ボルト
25と薄円板27とをヘリ・アーク溶接、あるいはレーザ・
ビーム溶接法などにより部分的に溶着する。この溶着部
を図7に符号28であらわしている。両者は、いずれも鉄
合金製であるため、スポット溶接により容易且つ確実に
溶着できる。なお、この溶接の際、Mo製開口部閉塞体
16の溶融如何にかかわらず、各ボルト25と薄円板27とが
固着されるので、その後の動作中に各ボルトが緩んだり
することが皆無であり、したがって回転体と開口部閉塞
体との結合具合が劣化するおそれがない。
【0014】このように組み立てた回転機構部を、真空
容器内に装着し、排気工程を経てX線管を完成する。そ
して、真空容器18の外側の回転体12に対応する位置に、
図示しないステータの電磁コイルを配置して回転磁界を
生じさせ、回転陽極を矢印Pの如く高速回転させる。そ
して、図示しない陰極から放出された電子ビームが陽極
ターゲット11に射突してX線が発生させられる。
【0015】図8に示す実施例は、中心部に陽極ターゲ
ット11と一体で回転する回転円柱31を配置したものであ
る。固定体15は、下部に陽極支持部17のフランジ部17a
が固着された固定体有底円筒32でその主要部が構成され
ている。フランジ部17a の上面にはらせん溝21b が形成
されている。また、回転体12を構成する回転円柱31の外
周に、複数の突起33で保たれる断熱用間隙34を介して内
側回転軸受円筒35が、下部31a でろう接されて一体化さ
れている。この回転軸受円筒の外周面および上面には、
らせん溝20,21aが形成されている。固定体有底円筒32の
内側に回転円柱31と回転軸受円筒35との組立体が挿入さ
れ、上部にリング状のMo製開口部閉塞体16が嵌合さ
れ、薄円板27を間に挟んで複数個のボルト25で締結され
ている。そして、これら各ボルト25と薄円板27とが一部
溶着されて固定されている。なお、各らせん溝を含む軸
受面間に、Ga合金潤滑剤が注入されている。固定体有
底円筒32の外側には、銅円筒12c を有するロータ円筒12
b が非接触で嵌合され、その上部が回転軸13に固着され
ている。
【0016】この実施例においても、有底円筒とその開
口部を塞ぐリング状閉塞体とを連結する複数個のボルト
が、薄円板にそれぞれ溶着されているので、X線管の長
時間動作でも各ボルトが緩むことがない。なお、ボルト
および薄円板は、機械的強度が比較的高く、相互の溶接
が確実、容易な金属材料であれば、鉄合金以外の金属で
もよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
X線管の長時間の高速回転動作でもボルトが緩むことが
防止され、したがって、スラスト軸受部付近の液状金属
潤滑剤に回転体の高速回転で遠心力が作用しても、この
スラスト軸受部を構成するリング状閉塞体と有底円筒開
口部との連結部から液状金属潤滑剤が漏出するおそれが
なく、信頼性の高いX線管の回転機構部が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】図1の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図3】図2の3−3における上面図である。
【図4】図1の一部を示す上面図である。
【図5】その各部品を示す部分縦断面図である。
【図6】その組み立て状態を示す縦断面図である。
【図7】図6の7−7における断面図である。
【図8】この発明の他の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
11…陽極ターゲット、 12…回転体、 12a,32…有底円筒 15…固定体、 18…真空容器、 16…開口部閉塞体、 20,21a,21b…らせん溝、 25…ボルト、 27…薄円板、 19a,19b,19c …すべり軸受部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−227947(JP,A) 特開 平1−249274(JP,A) 実開 昭62−127380(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 35/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一部に陽極ターゲットが固定された回転
    体と、この回転体と嵌合し合い該回転体を回転可能に保
    持する固定体と、前記回転体および固定体の嵌合部に設
    けられたヘリンボン・パターンのらせん溝を有するラジ
    アル方向及びスラスト方向の動圧式すべり軸受部と、前
    記各すべり軸受部に供給された少なくとも動作中は液状
    である金属潤滑剤とを具備する回転陽極型X線管におい
    て、 上記回転体または固定体の一方が有底円筒をなして他方
    がその内側に挿入され、前記有底円筒の開口部に上記ス
    ラスト方向のすべり軸受部を構成するためのリング状開
    口部閉塞体が前記開口部を塞ぐようにサークル状に配列
    された複数の金属製ボルトにより連結固定され、これら
    サークル状に配列された各ボルトの頭部と前記開口部閉
    塞体との間に前記各ボルトのロッド部が貫通した透孔を
    有する連続した金属製薄円板が介在され、且つ前記各ボ
    ルトと薄円板とは相互に溶接容易な金属材料で構成され
    るとともに各ボルトの頭部の一部が前記薄円板に部分的
    に溶接されてなることを特徴とする回転陽極型X線管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01249274A (ja) * 1988-03-31 1989-10-04 Yamakawa Ind Co Ltd 溶接ボルト取付方法
DE3900729A1 (de) * 1989-01-12 1990-07-19 Philips Patentverwaltung Drehanoden-roentgenroehre mit einem gleitlager, insbesondere einem spiralrillenlager

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