JP3206966U

JP3206966U - 回転陽極型ｘ線管装置

Info

Publication number: JP3206966U
Application number: JP2016003758U
Authority: JP
Inventors: 三橋　隆之; 隆之三橋
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2026-08-02

Abstract

【課題】軸受アセンブリを容易に軸箱に装着することができ、また、フロント軸受の寿命をより長期化することが可能な回転陽極型Ｘ線管装置を提供する。【解決手段】軸受機構は、回転軸１３を収納する凹部が形成された軸箱１７と、回転軸１３に対して回転陽極側の位置で回転軸１３を軸支するフロント軸受１１と、回転軸１３の回転陽極とは逆側の位置で回転軸１３を軸支するリア軸受１２とを備える。フロント軸受１１より回転陽極側の位置には、平板３２を介して、フロント軸受１１を回転陽極とは逆側に付勢するコイルドウェーブスプリング３１が配設されている。また、コイルドウェーブスプリング３１に対して回転陽極側の位置には、平板３３が配設されている。そして、平板３３に対して回転陽極側の位置には、軸箱１７に形成された凹部と係合可能なスナップリング３４が着脱自在に配設されている。【選択図】図２

Description

この考案は、回転軸を中心に回転する回転陽極を備えた回転陽極型Ｘ線管装置に関する。

図３は、このような従来の回転陽極型Ｘ線管装置の概要図である。

この回転陽極型Ｘ線管装置は、真空排気されたガラスまたは金属製の外囲器２６を備える。この外囲器２６内には、図示を省略したフィラメント（カソード）を有し、熱電子１００を発生させる陰極２５と、この陰極２５から放出された熱電子１００を受けてＸ線１０１を発生する回転陽極（アノード）２４とが配設されている。この回転陽極２４は、軸箱１７における凹部内に収納された回転軸１３と、連結軸２３を介して連結されている。この回転軸１３は、スペーサ１６を介して配設されたフロント軸受１１およびリア軸受１２により軸支されている。

回転陽極２４は、軸箱１７の外周部に配設されたモータロータ２１と接続されている。このモータロータ２１は、外囲器２６の外部に配設されたモータステータ２２により回転駆動され、回転陽極２４は、これらのモータロータ２１およびモータステータ２２の作用により高速回転する。高速回転する回転陽極２４から発生したＸ線１０１は、外囲器２６に形成された放射窓を介して外部に放射される。

図４は、図３に示す回転陽極型Ｘ線管装置における回転軸１３を軸支するための、従来の軸受機構の概要図である。

図３および図４に示すように、この従来の軸受機構は、回転軸１３を収納する凹部が形成された軸箱１７と、回転軸１３に対して図３に示す回転陽極２４側（図４における右側）の位置で回転軸１３を軸支するフロント軸受１１と、回転軸１３の回転陽極２４とは逆側（図４における左側）の位置で回転軸１３を軸支するリア軸受１２と、を備える。回転軸１３におけるフロント軸受１１と対応する位置には溝１５が形成されており、リア軸受１２と対応する位置には溝１４が形成されている。フロント軸受１１とリア軸受１２の間には、フロント軸受１１とリア軸受１２とを回転軸１３の軸方向に所定の距離だけ離隔して配置するための円筒状のスペーサ１６が配設されている。

軸箱１７に形成された凹部内のリア軸受１２より回転陽極２４とは逆側の位置には、リア軸受１２を回転陽極２４側に付勢するコイルバネ４１が配設されている。また、フロント軸受１１に対して回転陽極２４側の位置には、軸箱１７に形成された凹部と係合可能なスナップリング４２が着脱自在に配設されている。このため、フロント軸受１１、スペーサ１６およびリア軸受１２は、フロント軸受１１がスナップリング４２と当接する状態で、コイルバネ４１の付勢力により所定の位置に固定される。

以上のような構成を有する回転陽極型Ｘ線管は、特許文献１に開示されている。

なお、フロント軸受１１およびリア軸受１２としては、高温の真空下で使用されることから、潤滑油を使用した潤滑システムは使用し得ないことから、例えば、鉛や銀のような、蒸気圧が比較的低い軟質金属を素材とした固体潤滑層をボールの表面に備えた固体潤滑軸受が採用されている。

特開平７−８５８２４号公報

図３に示す軸受機構を組み立てるときには、回転軸１３、フロント軸受１１、スペーサ１６およびリア軸受１２より構成される軸受アセンブリを、コイルバネ４１の付勢力に対抗する力で軸箱１７における凹部内に押し込み、スナップリング４２を軸箱１７に係合させる必要がある。このとき、コイルバネ４１の付勢力は、例えば、１０ｋｇｆ以上の、回転陽極２４やモータロータ２１の重量を大きく上回る力となっており、しかも、軸箱１７における凹部とフロント軸受１１やリア軸受１２との隙間は、数マイクロメートルから数十マイクロメートル程度しかないことから、軸受アセンブリを軸箱１７の凹部に対して、精度よく垂直に挿入するためには、特別な治具が必要となり、時間と手間がかかる。また、軸受アセンブリと軸箱１７の凹部表面とが接触して傷が生ずる可能性がある。このような傷が生じた場合には、回転軸１３の回転時に騒音が生じる原因となる。

さらに、回転軸１３、フロント軸受１１、スペーサ１６およびリア軸受１２より構成される軸受アセンブリは、Ｘ線管自体の製造時やＸ線照射時に、高温となる。特に、フロント軸受１１は、Ｘ線照射時等において高温となる回転陽極２４からの距離が近くなることから、リア軸受１２と比較して、その温度が高くなる傾向があり、固体潤滑軸受からなるフロント軸受１１における固体潤滑剤が蒸発しやすいという問題を生ずる。このような固体潤滑軸受において鉛を使用した場合においては、摂氏３００度以下で使用することが好ましいが、高出力のＸ線を照射する必要がある場合には、フロント軸受１１の温度がそれ以上となる可能性があり、フロント軸受１１の寿命が短期化するという問題がある。

この考案は上記課題を解決するためになされたものであり、軸受アセンブリを容易に軸箱に装着することができ、また、フロント軸受の寿命をより長期化することが可能な回転陽極型Ｘ線管装置を提供することを目的とする。

第１の考案は、回転陽極の回転中心に接続された回転軸を軸支する軸受機構を備えた回転陽極型Ｘ線管装置において、前記回転軸を収納する凹部が形成された軸箱と、前記回転軸の前記回転陽極側の位置で前記回転軸を軸支するフロント軸受と、前記回転軸の前記回転陽極とは逆側の位置で前記回転軸を軸支するリア軸受と、前記軸箱内において、前記フロント軸受と前記リア軸受とを前記回転軸の軸方向に所定の距離だけ離隔して配置するためのスペーサと、前記回転軸の外周部における前記フロント軸受より前記回転陽極側の位置に配設されたバネと、前記バネが前記フロント軸受を前記回転陽極とは逆側に向けて付勢する状態で、前記バネの前記回転陽極側の端部を固定する固定部材と、を備えたことを特徴とする。

第２の考案は、前記バネと前記フロント軸受との間に、前記回転軸が貫通可能な孔部を有する平板が配設される。

第３の考案は、前記バネは、コイルドウェーブスプリングである回転陽極型Ｘ線管装置。

第４の考案は、前記固定部材は前記軸箱と係合するスナップリングであり、前記スナップリングと前記バネとの間に、前記回転軸が貫通可能な孔部を有する平板が配設される。

第５の考案は、前記フロント軸受および前記リア軸受は、ボールの表面に固体潤滑層を有する固体潤滑軸受である。

第１の考案によれば、フロント軸受に対してバネが回転陽極側に配設されることから、回転軸、フロント軸受、スペーサおよびリア軸受より構成される軸受アセンブリを容易に軸箱における凹部に装着することができ、装置の組み立てを容易に実行できるとともに、軸箱内面の損傷を防止することが可能となる。また、フロント軸受と回転陽極との間にバネが配設されることから、フロント軸受と回転陽極との間の距離が大きくなってフロント軸受の温度上昇を抑制でき、これにより、フロント軸受の寿命をより長期化することが可能となる。

請求項２に記載の考案によれば、バネとフロント軸受との間に平板が配設されていることから、平板を介してフロント軸受を均一に付勢することが可能となる。

請求項３に記載の考案によれば、バネとしてコイルドウェーブスプリングを使用することから、短い圧縮距離でフロント軸受を効率的に付勢することが可能となる。

請求項４に記載の考案によれば、スナップリングと平板とにより、バネと安定した接触関係を維持することができ、バネの一端を正確に固定することが可能となる。

請求項５に記載の考案によれば、温度上昇による固体潤滑層の蒸発を防止することが可能となる。

この考案に係る回転陽極型Ｘ線管装置の概要図である。図１に示す回転陽極型Ｘ線管装置における回転軸１３を軸支するための、この考案に係る軸受機構の概要図である。従来の回転陽極型Ｘ線管装置の概要図である。図３に示す回転陽極型Ｘ線管装置における回転軸１３を軸支するための、従来の軸受機構の概要図である。

以下、この考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この考案に係る回転陽極型Ｘ線管装置の概要図である。なお、上述した従来の回転陽極型Ｘ線管装置と同様の部材については、同一の符号を付している。

この回転陽極型Ｘ線管装置は、真空排気されたガラスまたは金属製の外囲器２６を備える。この外囲器２６内には、図示を省略したフィラメントを有し、熱電子１００を発生させる陰極２５と、この陰極２５から放出された熱電子１００を受けてＸ線１０１を発生する回転陽極２４とが配設されている。この回転陽極２４は、軸箱１７における凹部内に収納された回転軸１３と、連結軸２３を介して連結されている。この回転軸１３は、スペーサ１６を介して配設されたフロント軸受１１およびリア軸受１２により軸支されている。

図２は、図１に示す回転陽極型Ｘ線管装置における回転軸１３を軸支するための、この考案に係る軸受機構の概要図である。

図１および図２に示すように、この軸受機構は、回転軸１３を収納する凹部が形成された軸箱１７と、回転軸１３に対して図１に示す回転陽極２４側（図２における右側）の位置で回転軸１３を軸支するフロント軸受１１と、回転軸１３の回転陽極２４とは逆側（図２における左側）の位置で回転軸１３を軸支するリア軸受１２と、を備える。回転軸１３におけるフロント軸受１１と対応する位置には溝１５が形成されており、リア軸受１２と対応する位置には溝１４が形成されている。フロント軸受１１とリア軸受１２の間には、フロント軸受１１とリア軸受１２とを回転軸１３の軸方向に所定の距離だけ離隔して配置するための円筒状のスペーサ１６が配設されている。

軸箱１７に形成された凹部内のフロント軸受１１より回転陽極２４側の位置には、回転軸１３が貫通可能な孔部を有する平板(ワッシャ)３２を介して、フロント軸受１１を回転陽極２４とは逆側に付勢するコイルドウェーブスプリング３１が配設されている。また、コイルドウェーブスプリング３１に対して回転陽極２４側の位置には、回転軸１３が貫通可能な孔部を有する平板(ワッシャ)３３が配設されている。そして、平板３３に対して回転陽極２４側の位置には、軸箱１７に形成された凹部と係合可能なスナップリング３４が着脱自在に配設されている。このため、フロント軸受１１、スペーサ１６およびリア軸受１２は、コイルドウェーブスプリング３１およびその両側に配設された平板３２、３３の作用により、所定の位置に固定される。

このような構成を有する陽極回転型Ｘ線管装置においては、軸箱１７における凹部に対して、回転軸１３、フロント軸受１１、スペーサ１６およびリア軸受１２より構成される軸受アセンブリを挿入した上で、コイルドウェーブスプリング３１および平板３２、３３を回転軸１３に装着し、しかる後、スナップリング３４を軸箱１７に係合すればよいことから、軸受アッセンブリを、特別な治具を使用することなく、容易に短時間で装着することが可能となる。このため、軸箱１７に傷等を生ずることもない。

また、このような構成を有する陽極回転型Ｘ線管装置においては、フロント軸受１１に対して回転陽極２４側の位置にコイルドウェーブスプリング３１が配設される構成であることから、フロント軸受１１と回転陽極２４との距離を大きくすることができ、フロント軸受１１における温度上昇による固体潤滑層の蒸発を防止することが可能となる。

すなわち、例えば、フロント軸受１１が摂氏３００度となりリア軸受１２が摂氏２５０度となるような軸受設計を行った場合には、製造工程で蒸発する固体潤滑軸受の固体潤滑層の蒸発量は２０％程度異なることが実測されている。固体潤滑層の蒸発が生じた場合には、固体潤滑層の表面に無数の凹凸が生じ、騒音の発生や装置の寿命に影響を与えることから、固体潤滑層の蒸発を最小限とすることが要請されている。これに対して,この考案に係る陽極回転型Ｘ線管装置のように、スナップリング３４とフロント軸受１１との間にコイルドウェーブスプリング３１を配設した場合には、このコイルドウェーブスプリング３１の回転軸１３の軸心方向のサイズが１０ミリメートルであった場合、フロント軸受１１については、従来の構成と比較して１５度から２０度程度の温度上昇の低減が見込まれる。これにより、固体潤滑層の蒸発量を１０％程度低減することができ、フロント軸受１１の寿命を１００時間から２００時間程度延長することが可能となる。

なお、この陽極回転型Ｘ線管装置においては、従来のコイルバネ４１にかえてコイルドウェーブスプリング３１を使用している。このため、例えば１ミリメートル程度の短い圧縮距離でフロント軸受１１を効率的に付勢することが可能となる。これにより、装置の組み立てをより効率的に実行することが可能となる。なお、このコイルドウェーブスプリング３１の材質としては、耐熱性を有するニッケル−クロム系の合金であるインコネル（ＩＮＣＯＮＥＬ：ハンティントンアロイズカナダリミテッドの登録商標）等を使用することが好ましい。

また、この回転陽極型Ｘ線管装置においては。フロント軸受１１とコイルドウェーブスプリング３１との間、および、コイルドウェーブスプリング３１とスナップリング３４との間に、各々、平板３２、３３を配設していることから、これらの平板３２、３３の作用によりフロント軸受１１を含む軸受アセンブリを均一に付勢することが可能となる。

１１フロント軸受
１２リア軸受
１６スペーサ
１７軸箱
２１モータロータ
２２モータステータ
２４回転陽極
２５陰極
２６外囲器
３１コイルドウェーブスプリング
３２平板
３３平板
３４スナップリング

Claims

回転陽極の回転中心に接続された回転軸を軸支する軸受機構を備えた回転陽極型Ｘ線管装置において、
前記回転軸を収納する凹部が形成された軸箱と、
前記回転軸の前記回転陽極側の位置で前記回転軸を軸支するフロント軸受と、
前記回転軸の前記回転陽極とは逆側の位置で前記回転軸を軸支するリア軸受と、
前記軸箱内において、前記フロント軸受と前記リア軸受とを前記回転軸の軸方向に所定の距離だけ離隔して配置するためのスペーサと、
前記回転軸の外周部における前記フロント軸受より前記回転陽極側の位置に配設されたバネと、
前記バネが前記フロント軸受を前記回転陽極とは逆側に向けて付勢する状態で、前記バネの前記回転陽極側の端部を固定する固定部材と、
を備えたことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置において、
前記バネと前記フロント軸受との間に、前記回転軸が貫通可能な孔部を有する平板が配設される回転陽極型Ｘ線管装置。
請求項１または請求項２に記載の回転陽極型Ｘ線管装置において、
前記バネは、コイルドウェーブスプリングである回転陽極型Ｘ線管装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転陽極型Ｘ線管装置において、
前記固定部材は前記軸箱と係合するスナップリングであり、
前記スナップリングと前記バネとの間に、前記回転軸が貫通可能な孔部を有する平板が配設される回転陽極型Ｘ線管装置。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転陽極型Ｘ線管装置において、
前記フロント軸受および前記リア軸受は、ボールの表面に固体潤滑層を有する固体潤滑軸受である回転陽極型Ｘ線管装置。