JP3045906B2 - Rotating anode X-ray tube - Google Patents

Rotating anode X-ray tube

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JP3045906B2
JP3045906B2 JP5277243A JP27724393A JP3045906B2 JP 3045906 B2 JP3045906 B2 JP 3045906B2 JP 5277243 A JP5277243 A JP 5277243A JP 27724393 A JP27724393 A JP 27724393A JP 3045906 B2 JP3045906 B2 JP 3045906B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、とくにその陽極ターゲットを支える回転機構に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating anode type X-ray tube, and more particularly to a rotating mechanism for supporting an anode target.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転陽極型X線管は、周知のように、円
板状の陽極ターゲットを、相互間に軸受を有する回転体
および固定体で支え、真空容器外に配置したステータ電
磁コイルを付勢し高速回転させながら陰極から電子ビー
ムを放出して陽極ターゲットに当ててX線を放出する。
軸受は、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
金のような液体金属を潤滑剤として用いた動圧すべり軸
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60−9753
6号、特開昭60−117531号、特開昭61−29
14号、あるいは特開昭60−287555号の各公報
に開示されている。
2. Description of the Related Art As is well known, a rotating anode type X-ray tube includes a stator electromagnetic coil in which a disk-shaped anode target is supported by a rotating body and a fixed body having a bearing therebetween and arranged outside a vacuum vessel. An electron beam is emitted from the cathode while being energized and rotated at a high speed, and the X-ray is emitted by hitting the anode target.
Rolling bearings such as ball bearings, helical grooves on the bearing surface and gallium (Ga)
Alternatively, it is constituted by a dynamic pressure bearing using a liquid metal such as a gallium-indium-tin (Ga-In-Sn) alloy as a lubricant. Examples using the latter plain bearing are disclosed, for example, in JP-B-60-21463 and JP-A-60-9753.
No. 6, JP-A-60-117531, JP-A-61-29
No. 14, or JP-A-60-287555.

【0003】ところで、陽極ターゲットを支える回転体
は通常、電気伝導度の高い銅からなる外側円筒のロータ
ーをろう接により一体的に接合したターゲット支持部を
備えた構成になっている。このローターに、管外のステ
ータ電磁コイルから回転磁界を作用させ、誘導電動機の
原理で高速回転させるものである。
The rotating body supporting the anode target usually has a target supporting portion in which an outer cylindrical rotor made of copper having high electric conductivity is integrally joined by brazing. A rotating magnetic field is applied to this rotor from a stator electromagnetic coil outside the tube, and the rotor is rotated at a high speed by the principle of an induction motor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
によると、次のような不都合がある。すなわち、液体金
属を潤滑剤として使用した場合には、軸受の磨耗が少な
く、回転音がほとんど生じない特長があるが、陽極ター
ゲットを支える回転体や固定体は、ターゲットから伝導
する熱のために高温になる。ところが、前記した液体金
属の潤滑剤は非常に活性であるため、軸受構成材料と反
応を起こし、軸受の間隙が徐々に変わって回転特性が劣
化してしまうおそれがある。この不都合を解消するた
め、冷媒を軸受構成部材の内部に送り込んで強制冷却す
る構造も知られている。しかしながら、このようなX線
管では、冷媒循環装置を付加する必要があり、X線装置
が複雑化してしまう。
The prior art described above has the following disadvantages. In other words, when liquid metal is used as a lubricant, the bearing has little wear and there is almost no rotation noise.However, the rotating body and fixed body that support the anode target are It gets hot. However, since the liquid metal lubricant is very active, it reacts with the bearing constituent material, and the gap between the bearings may gradually change to deteriorate the rotation characteristics. In order to solve this inconvenience, there is also known a structure in which a refrigerant is fed into a bearing component to perform forced cooling. However, in such an X-ray tube, it is necessary to add a refrigerant circulation device, which complicates the X-ray device.

【0005】この発明は、以上のような不都合を解決す
るものであり、軸受部分の温度上昇を抑えて長期に亘り
安定した回転特性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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotating anode type X-ray tube capable of suppressing a rise in temperature of a bearing portion and maintaining stable rotating characteristics for a long period of time. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、液体金属で
潤滑される動圧すべり軸受を介して陽極ターゲットが固
定された回転体を回転可能に保持する固定体が、高熱伝
導材からなる芯部の表面部すなわちすべり軸受面となる
表面部に、芯部の材料及び潤滑剤を構成する金属とは異
なる他の金属元素が所定深さまで拡散されて高硬度の軸
受面が構成されている回転陽極型X線管である。或いは
また、固定体が高熱伝導材からなる芯部とすべり軸受の
軸受面となる表面部の高硬度材とが途中で徐々に含有量
の変化する傾斜機能材で構成されている回転陽極型X線
管である。
According to the present invention, a fixed body for rotatably holding a rotating body to which an anode target is fixed via a dynamic pressure sliding bearing lubricated with a liquid metal is provided by a high heat transfer.
The surface of the core made of conductive material, that is, the sliding bearing surface
The surface is different from the core material and the metal that constitutes the lubricant.
The other hard metal element is diffused to a predetermined depth, and the axis of high hardness
It is a rotating anode type X-ray tube having a receiving surface . Or
In addition, the fixed body is made of a core made of high thermal conductive material and a sliding bearing.
The content of the hard material on the surface that becomes the bearing surface gradually increases
Anode type X-rays composed of functionally gradient materials
Tube.

【0007】[0007]

【作用】この発明は、固定体に達する熱が速やかに管外
に放散されるので、軸受部分の温度上昇が抑制され長期
に亘り安定した軸受回転性能が維持され、且つ陽極ター
ゲットへの熱入力を増大させることができる。また、固
定体の芯部とすべり軸受面となる表面部とが剥離したり
するおそれがなく、信頼性の高い動圧すべり軸受を有す
るX線管が得られる。
According to the present invention, since the heat reaching the fixed body is quickly radiated to the outside of the tube, the temperature rise of the bearing portion is suppressed, the stable bearing rotation performance is maintained for a long time , and the anode
The heat input to the get can be increased. Also,
The core part of the fixed body and the surface part that becomes the sliding bearing surface peel off or
Has a highly reliable hydrodynamic sliding bearing
X-ray tube is obtained.

【0008】[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及び図2に
完成状態及び使用状態を示す。この実施例の回転陽極型
X線管10は、重金属からなる円盤状陽極ターゲット1
1が円筒状回転体12の一端に突設されたターゲット支
持シャフト13に固定ねじ14により一体的に結合固定
されている。円筒状回転体12の内側には、固定体15
が同軸的に密接して挿入されており、回転体の下端部に
は回転体開口部を閉じるスラストリング16が複数個の
ねじにより固定されている。固定体15の下端部17
は、接続リング18、封着リング19,20を介して真
空容器21のガラス製円筒部22に気密接合されてい
る。真空容器21は陽極ターゲット11を包囲する径大
な金属容器部23を有し、その一部にX線放射窓24が
設けられている。さらにこの真空容器21は、陽極ター
ゲット11に対向して配置された陰極構体25を支える
ガラス製円筒部26を有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The same parts are denoted by the same reference numerals. 1 and 2 show a completed state and a used state. The rotating anode X-ray tube 10 of this embodiment is a disk-shaped anode target 1 made of heavy metal.
1 is integrally connected and fixed by a fixing screw 14 to a target support shaft 13 protruding from one end of the cylindrical rotating body 12. A fixed body 15 is provided inside the cylindrical rotating body 12.
Are inserted coaxially and closely, and a thrust ring 16 for closing the opening of the rotating body is fixed to the lower end of the rotating body with a plurality of screws. Lower end 17 of fixed body 15
Is hermetically joined to a glass cylindrical portion 22 of a vacuum vessel 21 via a connection ring 18 and sealing rings 19 and 20. The vacuum container 21 has a large-diameter metal container 23 surrounding the anode target 11, and an X-ray emission window 24 is provided in a part thereof. Further, the vacuum vessel 21 has a glass cylindrical portion 26 that supports a cathode structure 25 disposed to face the anode target 11.

【0009】そこで、円柱状の固定体15は、好ましい
組立て方法は後述するが、銅のような高熱伝導材からな
る芯部27、その管外延長部27a、及びそのまわり
覆う高速度工具鋼のような高硬度材の表面部28,29
を有している。この高硬度材表面部28,29は、後述
するように、回転体の内面とともに動圧すべり軸受面を
構成するので、例えばSKD−11(JIS規格)のよ
うな高速度工具鋼の如き高い硬度及び高温強度を有する
とともに、Ga合金のような液体金属潤滑剤でよく濡れ
る材料で構成する。
[0009] Therefore, a cylindrical fixed body 15, the preferred method of assembly will be described later, the core portion 27 made of a highly thermal conductive material such as copper, high speed tool covering around the tube outer extension 27a, and its Surface portions 28, 29 of a hard material such as steel
have. As described later, the high-hardness material surface portions 28 and 29 constitute a hydrodynamic sliding bearing surface together with the inner surface of the rotating body, and therefore have a high hardness such as high-speed tool steel such as SKD-11 (JIS standard). And high temperature strength, and well wet with liquid metal lubricant such as Ga alloy
Configured in that wood material.

【0010】そして、該して円筒状の高硬度材表面部2
8の外周面には、2組の動圧式ラジアルすべり軸受3
0,31の一部となる一対のヘリンボンパターンらせん
溝32,33が形成されている。また、この高硬度材表
面部28の中央付近には、第1の潤滑剤リザーバ34を
構成するための円周方向の窪み35が形成されている。
なお、円筒状のまま延長された高硬度材表面部28の図
示下端部17には、鉄合金からなる接続リング18が前
述のようにヘリアーク溶接により気密接合されている。
さらに、円筒状の高硬度材表面部28の図示上端部に
は、縦断面略U字状の高硬度材表面部29の平坦フラン
ジ部29aが気密接合され一体化されている。このU字
状高硬度材表面部29の内側空間は、第2の潤滑剤リザ
ーバ36を構成しており、一方、平坦フランジ部29a
上面には、一方のスラストすべり軸受37となるサーク
ル状ヘリンボンパターンらせん溝38が形成されてい
る。なお、高硬度材表面部28の下方肩部に接するスラ
ストリング16の面には、他方のスラストすべり軸受3
9となるサークル状ヘリンボンパターンらせん溝40が
形成されている。そして、高熱伝導材からなる芯部27
には、同じく高熱伝導材からなる円柱状の管外延長部2
7aが螺合部27bで熱的及び機械的に一体結合されて
いる。この高熱伝導材芯部の外方延長部27aは、高硬
度材表面下端部17の内部に密接して真空容器外に延長
され、銅又はアルミニウムのような高熱伝導材からなる
放熱器41が伝熱的に接続固定されている。なお、高硬
度材表面下端部17に一体的に固着されている接続リン
グ18は、電気絶縁体からなるX線管支持体42により
X線管収容容器43の内部の所定位置に支持固定され
る。
Then, the cylindrical high hardness material surface portion 2 is formed.
8, two sets of dynamic pressure type radial sliding bearings 3
A pair of herringbone pattern helical grooves 32 and 33 that are part of 0 and 31 are formed. In the vicinity of the center of the high-hardness material surface portion 28, a circumferential recess 35 for forming the first lubricant reservoir 34 is formed.
The connection ring 18 made of an iron alloy is hermetically joined to the lower end portion 17 of the hard material surface portion 28 extended in a cylindrical shape by the helic arc welding as described above.
Further, a flat flange portion 29a of a high-hardness material surface portion 29 having a substantially U-shaped vertical section is air-tightly joined to and integrated with an upper end portion of the cylindrical high-hardness material surface portion 28 in the figure. The space inside the U-shaped high hardness material surface portion 29 constitutes a second lubricant reservoir 36, while the flat flange portion 29a
On the upper surface, a circular herringbone pattern spiral groove 38 to be one thrust slide bearing 37 is formed. The surface of the thrust ring 16 in contact with the lower shoulder of the hard material surface portion 28 is provided with the other thrust sliding bearing 3.
Nine circular herringbone pattern spiral grooves 40 are formed. And a core 27 made of a high thermal conductive material.
Has a cylindrical outer extension 2 also made of a high thermal conductive material.
7a is thermally and mechanically integrally connected by a screw portion 27b. The outer extension 27a of the core portion of the high heat conductive material is extended to the outside of the vacuum vessel in close contact with the inside of the lower end portion 17 of the surface of the high hardness material, and the radiator 41 made of a high heat conductive material such as copper or aluminum is transmitted therethrough. It is thermally connected and fixed. The connection ring 18 integrally fixed to the lower end portion 17 of the hard material surface is supported and fixed at a predetermined position inside the X-ray tube container 43 by an X-ray tube support 42 made of an electrical insulator. .

【0011】このような固定体15は、図3及び図4の
ように組立てることができる。すなわちまず、図3の
(a)に示すように、プレス加工或いは切削加工により
2つの円筒状及び縦断面略U字状の高硬度材表面部2
8,29を製作する。そして同図の(b)に示すよう、
これらを組合わせてレーザ溶接により気密接合部Bで一
体結合した上で、断面U字状表面部29が下になるよう
に天地逆にして水素炉中に置き、端部17の上方開口か
ら芯部27となる溶融銅を注入し、銅の融点以上の温度
に所定時間保持して鋳込む。この鋳造法としては、ロス
トワックス法やキャスティング法等を採用できる。
Such a fixed body 15 can be assembled as shown in FIGS. That is, first, as shown in FIG. 3A, two cylindrical and substantially U-shaped high-hardness material surface portions 2 are formed by pressing or cutting.
8, 29 are manufactured. Then, as shown in FIG.
These are combined and integrally joined at a hermetic joint B by laser welding, and then placed in a hydrogen furnace upside down so that the U-shaped cross section 29 faces down. The molten copper to be the part 27 is injected, and the casting is performed while maintaining the temperature at or above the melting point of copper for a predetermined time. As the casting method, a lost wax method, a casting method, or the like can be adopted.

【0012】こうして、高硬度材表面部の内部に銅から
なる芯部を鋳込んだ素材を完成し、次に図4の(a)及
び(b)に示すように、高硬度材表面部28,29の外
周壁を切削やエッチングにより中央の窪み35や各らせ
ん溝32,33,38を形成する。また、芯部27に別
に用意した銅製の管外延長部27aを螺合固着する。こ
の螺合部27bは、ろう接を行ってもよい。こうして、
固定体15を完成する。
In this way, a material in which a core made of copper is cast inside the surface of the high-hardness material is completed, and then, as shown in FIGS. , 29 are formed by cutting or etching to form a central recess 35 and spiral grooves 32, 33, 38. Further, a copper external extension 27a prepared separately is screwed and fixed to the core 27. The screwing portion 27b may perform brazing. Thus,
The fixed body 15 is completed.

【0013】一方、円筒状の回転体12は、陽極ターゲ
ット11がシャフト13を介して一体的に結合された中
間円筒44と、その内側に第1の断熱間隙G1 を保って
嵌合された有底内側円筒45と、さらに中間円筒44の
外周に嵌合された銅製の外側円筒46とを有している。
有底内側円筒45の上端外周には、4個の小さい突起4
5aが形成され、これらが中間円筒44の内周壁に小さ
い接触面積で接して、第1の断熱間隙G1 を維持しつつ
両者の正確な同軸位置関係を保っている。銅製外側円筒
46は、その図示上端部が中間円筒44に部分的に固着
されて一体に回転するようになっており、両者間の大部
分には第2の断熱間隙G2 が設けられている。両断熱間
隙G1,G2 の半径方向の幅寸法は、0.1〜1mmの範
囲、例えば0.5mmである。そして、銅製外側円筒4
6の外周面の下側約3分の2を占める領域には、熱放射
性のすぐれた黒色被膜47が付着されている。
On the other hand, the cylindrical rotating body 12 is fitted with an intermediate cylinder 44 to which the anode target 11 is integrally connected via a shaft 13 while maintaining a first adiabatic gap G1. It has a bottom inner cylinder 45 and a copper outer cylinder 46 fitted around the outer periphery of the intermediate cylinder 44.
Four small projections 4 are provided on the outer periphery of the upper end of the bottomed inner cylinder 45.
5a are formed, which are in contact with the inner peripheral wall of the intermediate cylinder 44 with a small contact area, and maintain a precise coaxial positional relationship between the two while maintaining the first adiabatic gap G1. The copper outer cylinder 46 has its upper end in the figure partially fixed to the intermediate cylinder 44 so as to rotate integrally with the copper outer cylinder 46, and a second adiabatic gap G2 is provided in most of the space therebetween. The width in the radial direction of both adiabatic gaps G1, G2 is in the range of 0.1 to 1 mm, for example, 0.5 mm. And copper outer cylinder 4
In a region occupying about two thirds of the lower side of the outer peripheral surface of No. 6, a black film 47 excellent in heat radiation is attached.

【0014】なお、有底内側円筒45は、その内面の一
部が固定体表面部とともに動圧すべり軸受面を構成する
ので、やはりモリブデン(Mo),ステンレス鋼,ある
いはSKD−11(JIS規格)のような高速度工具鋼
の如き高い硬度及び高温強度を有するとともに、液体金
属潤滑剤でよく濡れる材料で構成する。
Since the inner cylinder 45 with a bottom has a part of the inner surface which constitutes a dynamic pressure sliding bearing surface together with the surface of the fixed body, also the molybdenum (Mo), stainless steel, or SKD-11 (JIS standard). has high hardness and high-temperature strength such as high-speed tool steel, such as, composed of wood fees Ru wetted well with the liquid metal lubricant.

【0015】中間円筒44は、熱伝導率が鈍鉄よりも十
分小さく、0〜500℃の範囲において、0.1(ca
l/cm・sec・℃)以下、より好ましくは0.08
(cal/cm・sec・℃)以下の材料で構成する。
この中間円筒の上端部はシャフト13に固着され、下端
部は陽極ターゲットから伝熱的に遠い方で内側円筒45
に溶接により一体結合されている。この中間円筒44と
しては、例えば、鉄・ニッケルを主体とする合金、鉄・
ニッケル・コバルトを主体とする合金、鉄・クロムを主
体とする合金、鉄・クロム・ニッケルを主体とする合
金、鉄・クロム・炭素・モリブデン又はタングステンを
主体とする工具鋼、又はセラミックスの中から選択され
た材料を使用し得る。なお、これら中間円筒および内側
円筒の少なくとも一方を、強磁性体で構成することが、
ステータ48の回転磁界との磁気作用効率の上から好ま
しい。
The intermediate cylinder 44 has a thermal conductivity sufficiently smaller than that of the dull iron, and is 0.1 (ca) in the range of 0 to 500 ° C.
1 / cm · sec · ° C.) or less, more preferably 0.08
(Cal / cm · sec · ° C.) or less.
The upper end of the intermediate cylinder is fixed to the shaft 13, and the lower end is the inner cylinder 45 that is farther from the anode target in terms of heat transfer.
Are integrally joined by welding. As the intermediate cylinder 44, for example, an alloy mainly composed of iron / nickel,
Alloys mainly composed of nickel / cobalt, alloys mainly composed of iron / chromium, alloys mainly composed of iron / chromium / nickel, tool steel mainly composed of iron / chromium / carbon / molybdenum or tungsten, or ceramics Selected materials may be used. Incidentally, at least one of the intermediate cylinder and the inner cylinder may be formed of a ferromagnetic material.
It is preferable from the viewpoint of the magnetic action efficiency with the rotating magnetic field of the stator 48.

【0016】こうして、回転体12の内側円筒45と固
定体15の高硬度材表面部28,29との間には、およ
そ20μm程度の軸受間隙が保たれるが、前述のように
両者間にラジアル方向及びスラスト方向の動圧すべり軸
受が構成されるので、この軸受部間隙、及び第1、第2
潤滑剤リザーバ34,36にGa合金のような金属潤滑
剤を充填する。なお、潤滑剤の量は潤滑剤リザーバ3
4,36を完全に満たす必要は必ずしもなく、長期間の
軸受動作を保証できる量であればよい。
Thus, a bearing gap of about 20 μm is maintained between the inner cylinder 45 of the rotating body 12 and the hard material surface portions 28, 29 of the fixed body 15, but as described above, between them. Since the radial and thrust dynamic pressure sliding bearings are constructed, the bearing gap, the first and second
The lubricant reservoirs 34 and 36 are filled with a metal lubricant such as a Ga alloy. In addition, the amount of the lubricant is the lubricant reservoir 3
It is not always necessary to completely satisfy 4, 36, but it is sufficient if the amount can guarantee a long-term bearing operation.

【0017】この回転陽極型X線管10が固定されたX
線管収容容器43の内部には、絶縁油が満たされ、図示
しない冷却器及びポンプにより循環されて使用される。
固定体の高熱伝導材外方延長部27aに固定した放熱器
41に冷却された絶縁油を点線矢印の如く当てて強制冷
却するようにすれば、軸受部の冷却作用が高まるのでよ
り一層好ましい。或いは、X線管の製造工程、とくに排
気工程で、固定体外方延長部27aに放熱器又は冷却器
を接続してこれを冷却しながら、陽極ターゲットに電子
ビームを衝突させて高温でガス放出、排気を行うことが
できる。それによって、長期間にわたり真空度のよい、
信頼性の高いX線管動作性能を維持させることができ
る。
The X-ray tube 10 to which the rotating anode type X-ray tube 10 is fixed
The inside of the wire tube housing 43 is filled with insulating oil and is circulated and used by a cooler and a pump (not shown).
It is more preferable that the cooling oil is applied to the radiator 41 fixed to the outward extension 27a of the high thermal conductive material of the fixed body and forcedly cooled by applying the cooling oil as shown by a dotted line arrow because the cooling action of the bearing portion is enhanced. Alternatively, in the manufacturing process of the X-ray tube, particularly in the evacuation process, a radiator or a cooler is connected to the outer extension 27a of the fixed body to cool the same while the electron beam collides with the anode target to release gas at a high temperature. Exhaust can be performed. Thereby, good vacuum for a long time,
X-ray tube operation performance with high reliability can be maintained.

【0018】このようにこの発明の回転陽極型X線管
は、一方において回転体12が陽極ターゲット11で発
生する熱を極力軸受部に達しないようにし、他方におい
て固定体15が軸受部の熱を高熱伝導材からなる芯部で
管外に効率的に伝導、放散するようにしている。それに
よって、この回転陽極型X線管の組立て工程中、或いは
動作中に液体金属潤滑の動圧すべり軸受の温度上昇を抑
制し、軸受面と潤滑剤との不所望な反応促進を効果的に
抑制することができる。
As described above, in the rotating anode type X-ray tube of the present invention, on the one hand, the rotating body 12 prevents the heat generated in the anode target 11 from reaching the bearing portion as much as possible, and on the other hand, the fixed body 15 prevents the heat generated by the bearing portion from being generated. Is efficiently conducted and dissipated outside the tube by a core portion made of a high heat conductive material. As a result, during the assembly process or operation of this rotary anode type X-ray tube, the temperature rise of the liquid metal lubricated hydrodynamic slide bearing is suppressed, and the undesired reaction between the bearing surface and the lubricant is effectively promoted. Can be suppressed.

【0019】なお、固定体15の高熱伝導材芯部27及
びその管外延長部27aは、銅又は銅を主体とする合金
が好ましいが、それに限らず、0〜300℃の範囲にお
ける熱伝導率が0.07(cal/cm・sec・℃)
以上、より好ましくは0.1(cal/cm・sec・
℃)以上の材料で構成する。その具体例としては、アル
ミニウム又はアルミニウムを主体とする合金、純鉄又は
鉄を主体とする合金、ニッケル又はニッケルを主体とす
る合金等である。
The high thermal conductive material core 27 and the external extension 27a of the fixed body 15 are preferably made of copper or an alloy mainly composed of copper, but are not limited thereto. Is 0.07 (cal / cm · sec · ° C)
Above, more preferably 0.1 (cal / cm · sec ·
° C) or higher. Specific examples thereof include aluminum or an alloy mainly composed of aluminum, pure iron or an alloy mainly composed of iron, nickel or an alloy mainly composed of nickel.

【0020】また、高硬度材表面部28,29は、上述
するような高速度工具鋼に限らず、例えばモリブデン
(Mo)又はMo合金,タンタル(Ta)又はTa合
金、ニオブ(Nb)又はNb合金、ステンレス鋼,ある
いは鉄・ニッケルを主体とする合金、鉄・ニッケル・コ
バルトを主体とする合金、鉄・クロムを主体とする合
金、鉄・クロム・ニッケルを主体とする合金、鉄・クロ
ム・炭素・モリブデン又はタングステンを主体とする工
具鋼等を使用し得る。
The surface portions 28 and 29 of the high-hardness material are not limited to high-speed tool steel as described above. For example, molybdenum (Mo) or Mo alloy, tantalum (Ta) or Ta alloy, niobium (Nb) or Nb Alloys, stainless steels, alloys mainly composed of iron / nickel, alloys mainly composed of iron / nickel / cobalt, alloys mainly composed of iron / chromium, alloys mainly composed of iron / chromium / nickel, iron / chromium / Tool steel or the like mainly composed of carbon / molybdenum or tungsten can be used.

【0021】図5に示す実施例は、固定体15の芯部2
7及びその管外延長部27aを高熱伝導材の一体物で製
作し、その少なくとも回転体の内部に位置する部分の表
面部に他の金属元素を所定深さまで含浸させて高硬度材
表面部28としてものである。具体的には、芯部を純鉄
で構成し、その表面部にクロム(Cr)、炭素(C)、
又はボロン(B)の少なくとも1つを、深さ50〜20
0μmまで拡散させる。なお、クロム(Cr)と炭素
(C)とを同時に拡散させることは、とくに有効であ
る。これらの表面層からなる軸受面は、Ga合金との高
温における反応速度が比較的小さく、且つ高温硬度の高
いので、一層好ましい。また、この軸受面は、拡散の前
にらせん溝を形成しておいてもよいし、或いは拡散の後
に表面を切削するとともにエッチングによりらせん溝を
形成してもよい。
The embodiment shown in FIG.
7 and its external extension 27a are made of an integral body of a high thermal conductive material, and at least the surface portion of the portion located inside the rotating body is impregnated with another metal element to a predetermined depth to obtain a high hardness material surface portion 28. As. Specifically, the core is made of pure iron, and the surface of the core is made of chromium (Cr), carbon (C),
Or, at least one of boron (B) has a depth of 50 to 20.
Diffuse to 0 μm. It is particularly effective to simultaneously diffuse chromium (Cr) and carbon (C). The bearing surface composed of these surface layers is more preferable because the reaction speed with the Ga alloy at a high temperature is relatively low and the high-temperature hardness is high. The bearing surface may be formed with a spiral groove before the diffusion, or may be formed by cutting the surface after the diffusion and etching.

【0022】なお、この固定体15の中心軸部には、軸
方向に延びる長穴からなる第2潤滑剤リザーバ36を穿
設してある。また、この第2潤滑剤リザーバ36から半
径方向に延びて第1潤滑剤リザーバとなる窪み35の壁
面に開口する4個の潤滑剤通路36aを形成してある。
それによって、潤滑剤が種々の方向に流動することを可
能にしている。
In addition, a second lubricant reservoir 36 formed of a long hole extending in the axial direction is formed in the center shaft portion of the fixed body 15. Further, four lubricant passages 36a are formed which extend from the second lubricant reservoir 36 in the radial direction and open to the wall surface of the depression 35 serving as the first lubricant reservoir.
This allows the lubricant to flow in different directions.

【0023】この実施例によれば、固定体の軸受面を含
む極く表面部以外の大部分が実質的に高熱伝導材で構成
されるので、軸受部の熱放散性が一層高く、軸受面と潤
滑剤との反応の促進を一層抑制することができる。
According to this embodiment, most of the fixed body other than the very surface portion including the bearing surface is substantially made of a high heat conductive material, so that the heat dissipation of the bearing portion is further enhanced, and the bearing surface is improved. Of the reaction between the lubricant and the lubricant can be further suppressed.

【0024】図6に示す実施例は、固定体15の芯部2
7の高熱伝導材と表面部28の高硬度材とが、途中で徐
々に含有量が変化する傾斜機能材で構成したものであ
る。図中の領域Sは、両材料の含有量が半径方向にわた
って徐々に変化している部分である。
The embodiment shown in FIG.
The high thermal conductive material of No. 7 and the high hardness material of the surface portion 28 are made of a functionally graded material whose content gradually changes on the way. The region S in the figure is a portion where the contents of both materials gradually change in the radial direction.

【0025】これによって、高熱伝導材と高硬度材とが
比較的熱膨張率が異なっていても、両者の差による歪み
が局部的に集中するおそれがなく、安定した軸受性能と
X線管の安定動作を維持することができる。
Thus, even if the high thermal conductive material and the high hardness material have relatively different coefficients of thermal expansion, there is no possibility that the distortion due to the difference between them may be locally concentrated, so that the stable bearing performance and the X-ray tube performance can be improved. Stable operation can be maintained.

【0026】なお、この発明は中心部に陽極ターゲット
と一体結合されて回転する円柱状の回転体を配置し、こ
の回転体12を包囲して略円筒状の固定体を設けた構造
の回転陽極型X線管の固定体にも適用できる。すなわ
ち、その固定体の軸受面となる表面部を高硬度材とし、
それを保持し管外まで延長される主要部に高熱伝導材を
使用して構成する。
It should be noted that the present invention provides a rotary anode having a structure in which a columnar rotating body which is integrally connected to an anode target and rotates is disposed at the center, and a substantially cylindrical fixed body is provided so as to surround the rotating body 12. It can also be applied to a fixed body of a type X-ray tube. That is, the surface of the fixed body as a bearing surface is made of a hard material,
The main part which holds it and extends to the outside of the tube is made of high thermal conductive material.

【0027】なおまた、液体金属潤滑剤は、Ga又はG
a合金に限らず、例えばビスマス(Bi)を相対的に多
く含むBi−In−Pb−Sn合金、あるいはInを相
対的に多く含むIn−Bi合金、又はIn−Bi−Sn
合金を使用し得る。これらは融点が室温以上であるの
で、陽極ターゲットを回転させる前に金属潤滑剤をその
融点以上の温度に予熱したうえで回転させることが望ま
しい。
The liquid metal lubricant is Ga or G
Not limited to the a alloy, for example, a Bi—In—Pb—Sn alloy containing a relatively large amount of bismuth (Bi), an In—Bi alloy containing a relatively large amount of In, or In—Bi—Sn
Alloys may be used. Since these materials have a melting point of room temperature or higher, it is desirable to rotate the metal lubricant after preheating the metal lubricant to a temperature equal to or higher than the melting point before rotating the anode target.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
軸受部の温度上昇が抑制され、したがって、軸受面の素
材と潤滑剤との不所望な反応が抑制されるとともに固定
体の芯部とすべり軸受面となる表面部とが剥離したりす
るおそれがなく、長時間にわたって安定な軸受の回転性
能が維持される。
As explained above, according to the present invention,
Temperature rise of the bearing portion can be suppressed, therefore, Rutotomoni fixed undesired reactions with the bearing surface of the material and lubricant can be suppressed
The core of the body and the surface of the sliding bearing
There is no danger that the bearing's rotational performance will be maintained over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す要部縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention.

【図2】この発明のX線管を装着した装置の例を示す概
略縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of an apparatus equipped with the X-ray tube of the present invention.

【図3】図1の固定体の組立て状態を例示する分解縦断
面図である。
FIG. 3 is an exploded vertical sectional view illustrating an assembled state of the fixed body of FIG. 1;

【図4】同じく図1の固定体の組立て状態を例示する縦
断面図及びその上面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating the assembled state of the fixed body of FIG. 1 and a top view thereof.

【図5】この発明の他の実施例をその一部を拡大して示
す要部側面図である。
FIG. 5 is a partial side view showing another embodiment of the present invention in which a part thereof is enlarged.

【図6】この発明のさらに他の実施例を示す要部縦断面
図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part showing still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…陽極ターゲット 12…回転体 15…固定体 27…芯部 27a…管外延長部 28,29…表面部 30,31,37,39…軸受 41…放熱器DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Anode target 12 ... Rotating body 15 ... Fixed body 27 ... Core part 27a ... Extra-tube extension part 28, 29 ... Surface part 30, 31 , 37, 39 ... Bearing 41 ... Heat sink

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−259445(JP,A) 特開 平2−227947(JP,A) 実開 昭62−140661(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 35/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-259445 (JP, A) JP-A-2-227947 (JP, A) JP-A-62-140661 (JP, U) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 35/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空容器の内部にあって一部に陽極ター
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らせん溝を有する動圧すべ
り軸受と、このすべり軸受の前記らせん及び軸受面相互
間隙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、 上記固定体は、芯部が0℃〜300℃の範囲における熱
伝導率が0.1(cal/cm・sec・℃)以上の高
熱伝導材料からなるとともに端部が直接又は他の高熱伝
導材からなる管外延長部材を介して上記真空容器外に延
長され、且つ上記芯部の表面部に該芯部の材料及び上記
潤滑剤を構成する金属とは異なる他の金属元素が所定深
さまで拡散されて前記芯部よりも高硬度の上記すべり軸
受の軸受面が形成されていることを特徴とする回転陽極
型X線管。
1. A rotating body inside a vacuum vessel having an anode target fixed to a part thereof, a fixed body fitted to the rotating body and rotatably holding the rotating body, the rotating body and the fixed body A dynamic pressure sliding bearing having a spiral groove provided in a fitting portion of the body, and a mutual contact between the spiral and the bearing surface of the sliding bearing;
The metal fluid supplied to the gap and at least liquid during operation
In a rotary anode type X-ray tube comprising a lubricant , the fixed body has a core portion in a temperature range of 0 ° C to 300 ° C.
Conductivity higher than 0.1 (cal / cm · sec · ° C)
It is made of heat conductive material and the end is directly or other high heat transfer
Extending outside the vacuum vessel through an extra-tube extension member made of a conductive material.
The core material and the core material
Another metal element different from the metal that constitutes the lubricant is
The above-mentioned slide shaft which is diffused to a higher degree and has a higher hardness than the core portion
A rotating anode type X-ray tube, wherein a bearing surface of a bearing is formed .
【請求項2】 上記固定体の芯部は純鉄で構成され、前
記芯部の表面部に拡散された金属元素は、クロム、炭
素、又はボロンの中から選択された少なくとも1つの金
属元素である 請求項1記載の回転陽極型X線管。
2. The core of the fixed body is made of pure iron.
The metal elements diffused to the surface of the core are chromium and charcoal.
At least one gold selected from elemental or boron
The rotating anode type X-ray tube according to claim 1, which is a genus element .
【請求項3】 上記金属元素の拡散深さは、50〜20
0μmの範囲である請求項2 記載の回転陽極型X線管。
3. The diffusion depth of the metal element is 50 to 20.
3. The rotating anode type X-ray tube according to claim 2, wherein the diameter is in a range of 0 μm .
【請求項4】 真空容器の内部にあって 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らせん溝を有する動圧すべ
り軸受と、このすべり軸受の前記らせん及び軸受面相互
間隙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、 上記固定体は、高熱伝導材からなる芯部と上記すべり軸
受の軸受面となる表面部の高硬度材とが途中で徐々に含
有量の変化する傾斜機能材で構成されていることを特徴
とする回転陽極型X線管。
4. A rotating body inside the vacuum vessel, a part of which has an anode target fixed thereto, a fixed body fitted to the rotating body and rotatably holding the rotating body, the rotating body and the fixed body A dynamic pressure sliding bearing having a spiral groove provided in a fitting portion of the body, and a mutual contact between the spiral and the bearing surface of the sliding bearing;
The metal fluid supplied to the gap and at least liquid during operation
In a rotary anode type X-ray tube comprising a lubricant , the fixed body comprises a core made of a high thermal conductive material and the slide shaft.
Characterized in that the surface portion of the high-hardness material comprising a bearing surface for receiving is configured with functionally graded material that changes gradually content in the middle
Rotating anode X-ray tube according to.
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