JP3724926B2

JP3724926B2 - 回転陽極型ｘ線管

Info

Publication number: JP3724926B2
Application number: JP19117697A
Authority: JP
Inventors: 秀郎阿武
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: JPH1140090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転陽極型Ｘ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転陽極型Ｘ線管は、電子ビームを放出する陰極や、Ｘ線を発生する陽極ターゲットなどを真空容器内に配置した構造をしている。陽極ターゲットは、軸受を形成する回転体と固定体によって支えられ、真空容器外に配置したステータコイルから与えられる回転磁界の働きで回転するようになっている。陽極ターゲットを支える軸受には、通常、ボールベアリングのようなころがり軸受、あるいは液体金属潤滑剤を用いた動圧式すべり軸受が用いられる。
【０００３】
動圧式すべり軸受は、回転体と固定体の各軸受面を２０μｍ程度の狭い間隙に保ち、また、ラジアル方向およびスラスト方向の例えば固定体の軸受面に、ヘリンボンパターンのらせん溝を形成している。そして、ガリウム（Ｇａ）や、ガリウム−インジウムー錫（Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ）合金など回転動作時に液状となる金属潤滑剤を軸受面の間隙、およびらせん溝に満たした構造になっている。
【０００４】
なお、動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型Ｘ線管の例は、特公平３−７７６１７号、特開平２−２４４５４５号、特開平２−２２７９４７号、特開平２−２２７９４８号、および特開平８−２４１６８６号の各公報に開示されている。
【０００５】
ところで、動圧式すべり軸受は、玉軸受に比べて回転抵抗が大きいため、動圧式すべり軸受を用いた場合、陽極ターゲットの回転速度は毎分ほぼ３０００回と、比較的低い速度で連続回転させている。回転速度が低いと、陽極ターゲットへの入力負荷を高くすることができないので、大きくて重い、熱容量の大きな陽極ターゲットが使用される。
【０００６】
回転陽極型Ｘ線管を搭載したＸ線撮影装置は、さまざまな方向から被撮影体の撮影を行っている。したがって、撮影方向の素早い転換などで、重量のある陽極ターゲットに大きな加速度が加わり、軸受部分にもいろいろな方向から不規則に大きな荷重が加わってくる。このように大きくて不規則な荷重に対応するために、動圧式すべり軸受を構成する固定体の径の一部を大きくした構造のものが実用化されている。
【０００７】
ここで、固定体の一部の径を大きくした動圧式すべり軸受を用いた従来の回転陽極型Ｘ線管について図３を参照して説明する。符号３１は、Ｘ線を発生する陽極ターゲットで、陽極ターゲット３１は第１回転体３２に連結されている。第１回転体３２はほぼ円筒状に形成され、上方部分は径の小さい径小部３２ａに形成され、下方部分は径が大きい径大部３２ｂに形成されている。そして、下方部分の径大部３３ｂに円筒状の第２回転体３３に連結されている。第２回転体３３は、熱および電気の伝導度の高い銅で形成されている。
【０００８】
また、第１回転体３２の内部空間に円柱状の固定体３４が配置され、第２回転体３３の内部空間には、固定体３４に連結された筒状の陽極支持部材３５が位置している。
【０００９】
固定体３４は、その上方部分Ｕは径が小さい径小部３４ａに形成され、中間部分Ｍは径が大きい径大部３４ｂに形成され、また、下方部分Ｌは径が小さく形成され、陽極支持部材３５との連結部３４ｃになっている。
【００１０】
径小部３４ａは、環状の凹部３６を挟んで上方と下方の２つの領域に分けられ、それぞれの領域に、ラジアル方向軸受を構成するヘリンボンパターンのらせん溝Ａ１、Ａ２が形成されている。径大部３４ｂには、図の上下両面に、スラスト方向軸受を構成するサークル状のヘリンボンパターンのらせん溝Ｂ１、Ｂ２が形成されている。
【００１１】
そして、ラジアル方向のらせん溝Ａ１、Ａ２、スラスト方向のらせん溝Ｂ１、Ｂ２、および第１回転体３２と固定体３４の各軸受面の間隙にＧａ合金等の液体金属潤滑剤が満たされ動圧式すべり軸受が構成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転陽極型Ｘ線管は、動圧式すべり軸受を用いる場合、固定体３４の径小部３４ａを上方と下方の２つの領域に分け、それぞれの領域にラジアル方向軸受けを構成するらせん溝Ａ１、Ａ２を形成している。また、径大部３４ｂの上下両面にそれぞれ、スラスト方向軸受を構成するらせん溝Ｂ１、Ｂ２を形成している。
【００１３】
そして、回転する陽極ターゲット３１の半径方向の動きをらせん溝Ａ１、Ａ２などによるラジアル方向軸受の軸受機能で支持し、また、軸方向の動きをらせん溝Ｂ１、Ｂ２などによるスラスト方向軸受の軸受機能で支持している。この場合、陽極ターゲット３１の回転軸が傾かないようにするためには、ラジアル方向軸受のらせん溝を、例えば２箇所に設ける必要がある。
【００１４】
そのため、従来の回転陽極型Ｘ線管は、固定体３４の径小部３４ａを上下の２つの領域に分け、それぞれの領域にラジアル方向軸受のらせん溝Ａ１、Ａ２を形成している。
【００１５】
このように、固定体３４の径小部３４ａに２組のらせん溝Ａ１、Ａ２を設けた場合、固定体３４の径小部３４ａの軸方向の長さが長くなり、全体の構造が大きくなってしまう。
【００１６】
この発明は、上記した欠点を解決するもので、小型で回転が円滑な回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、径が異なる径小部および径大部を有する固定体と、この固定体との間に軸受間隙を保って嵌合され、かつ陽極ターゲットが固定された回転体と、前記固定体の径小部と前記回転体との間に形成された第１のラジアル方向の動圧式すべり軸受と、前記固定体の径大部と前記回転体との間に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受と、ラジアル方向およびスラスト方向の前記各動圧式すべり軸受、および前記軸受間隙に供給された動作中に液状となる金属潤滑剤とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記固定体の径大部と前記回転体との間に第２のラジアル方向の動圧式すべり軸受を形成したことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態について図１を参照して説明する。符号１１は、Ｘ線を発生する円盤状の陽極ターゲットで、重金属で形成されている。陽極ターゲット１１はナット１２によって回転軸１３に固定され、また、回転軸１３は回転体１４の一端に連結されている。回転体１４は全体がほぼ有底円筒状で、鉄合金からなる内側円筒１４ａと、銅からなる外側円筒１４ｂとを嵌め合わせ、一体に固着した構造になっている。回転体１４の内側には、回転体１４の内面との間に２０μｍ程度の狭い軸受間隙を保って、鉄合金からなる円柱状の固定体１５が挿入されている。また、回転体１４の下端部を実質的に閉じるようにスラストリング１６が設けられている。
【００１９】
固定体１５は、図の上方部分Ｕは径の小さい径小部１５ａに形成され、中間部分Ｍは径が大きい径大部１５ｂに形成され、また、下方部分Ｌは陽極支持部１５ｃになっている。
【００２０】
そして、図の上下方向に延びる径小部１５ａと回転体１４との軸受間隙部分および径大部１５ｂと回転体１４との軸受間隙部分には、それぞれ図１（ｂ）の符号Ａおよび符号Ｂで示すようなラジアル方向の動圧式すべり軸受１７、１８を構成するヘリンボンパターンのらせん溝が２０μｍ程度の深さで同じ向きに形成されている。
【００２１】
また、図の左右方向に延びる径大部１５ｂの上下両面と回転体１４との軸受間隙部分には、図１（ｃ）の符号Ｃで示すようなスラスト方向の動圧式すべり軸受１９、２０を構成するヘリンボンパターンのらせん溝が２０μｍ程度の深さでサークル状に形成されている。
【００２２】
また、固定体１５には、その中心部が軸方向に沿ってくり抜かれリザーバ２１が形成されている。そして、リザーバ２１から放射方向に通路２２が設けられている。通路２２は、スラスト方向軸受１９、２０が形成された固定体１５の径大部１５ｂの上下両面に通じ、例えば、径大部１５ｂの上下両面との間にそれぞれ、例えば９０度間隔で４個ずつ設けられている。
【００２３】
上記した構成において、回転体１４と固定体１５との軸受間隙や、ヘリンボンパターンのらせん溝、リザーバ２１、通路２２などに液体金属潤滑剤が充填される。
【００２４】
この場合、回転体１４が回転状態に入ると、リザーバ２１に充填されていた液体金属潤滑剤の一部は、リザーバ２１上端の開口２１ａから回転体１４との間隙Ｓを経て、固定体１５の径小部１５ａと回転体１４との間に形成されたラジアル方向軸受１７に供給される。また、リザーバ２１に収納された液体金属潤滑剤の一部は、放射方向の通路２２を通して固定体１５の径大部１５ｂの上下両面に形成されたスラスト方向軸受１９、２０に送られ、さらに、固定体１５の径大部１５ｂに形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受１８へと送られる。
【００２５】
なお、動圧式すべり軸受１９、２０が形成された面に接続する通路２２の位置は、液体金属潤滑剤が外側へと移動するため、できるだけ内側、例えば径小部１５ａに接する位置が効果的である。
【００２６】
次に、この発明の他の実施形態について図２を参照して説明する。図２では、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略している。
この実施形態では、固定体１５の径大部１５ｂの上下両面を結ぶ垂直方向の通路２３が、リザーバ２１を囲んで例えば９０度間隔に４個形成されている。この構成の場合も、通路２３は液体金属潤滑剤を収納する機能を有し、また、通路２３に収納された液体金属潤滑剤は固定体１５の径大部１５ｂに形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受１９、２０に送られ、そこから、さらに固定体１５の径大部１５ｂに形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受１８へと送られる。この場合も、液体金属潤滑剤は外側へと移動するため、通路２３を設ける位置はできるだけ内側、例えば径小部１５ａに接する位置が効果的である。
【００２７】
上記した各実施の形態では、固定体の径大部と回転体との間にラジアル方向の動圧式すべり軸受を形成している。このため、固定体の径小部に形成するラジアル方向の動圧式すべり軸受は１つでよく、固定体の径小部が短くなり、全体の構造を小形にできる。
【００２８】
また、回転体が回転する中心軸に沿って固定体に潤滑剤用のリザーバを形成し、このリザーバと、スラスト方向の動圧式すべり軸受が形成された固定体の径大部の面とを結ぶ通路を形成している。この場合、固定体に形成されたリザーバや通路に液体金属潤滑剤が収容される。そして、リザーバや通路に収納された液体金属潤滑剤が固定体の径大部に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受に供給される。これによって、スラスト方向の軸受機能の低下が防止され、円滑な回転が維持される。
【００２９】
また、スラスト滑り軸受が形成された固定体の径大部の２つの面を結ぶ通路を形成した場合も、液体金属潤滑剤が通路に収容され、通路から、固定体の径大部に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受に液体金属潤滑剤が供給される。これによって、スラスト方向の軸受機能の低下が防止され、円滑な回転が維持される。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によれば、径小部および径大部にそれぞれラジアル方向軸受のらせん溝が形成されているので、特に軸方向の長さを短くでき、小型で回転が円滑な回転陽極型Ｘ線管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を説明する概略の断面図である。
【図２】この発明の他の実施形態を説明する概略の断面図である。
【図３】従来例を説明する概略の断面図である。
【符号の説明】
１１…陽極ターゲット
１２…ナット
１３…回転軸
１４…回転体
１４ａ…内側円筒
１４ｂ…外側円筒
１５…固定体
１５ａ…径小部
１５ｂ…径大部
１６…スラストリング
１７、１８…ラジアル方向の動圧式すべり軸受
１９、２０…スラスト方向の動圧式すべり軸受
２１…リザーバ
２２…通路

Claims

径が異なる径小部および径大部を有する固定体と、この固定体との間に軸受間隙を保って嵌合され、かつ陽極ターゲットが固定された回転体と、前記固定体の径小部と前記回転体との間に形成された第１のラジアル方向の動圧式すべり軸受と、前記固定体の径大部と前記回転体との間に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受と、ラジアル方向およびスラスト方向の前記各動圧式すべり軸受、および前記軸受間隙に供給された動作中に液状となる金属潤滑剤とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記固定体の径大部と前記回転体との間に第２のラジアル方向の動圧式すべり軸受を形成したことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
固定体の径小部と回転体との間、および、固定体の径大部と前記回転体との間に形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受は、それぞれ１つずつである請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
回転体が回転する中心軸に沿って固定体に潤滑剤リザーバが形成され、かつ、前記リザーバとスラスト方向の動圧式すべり軸受が形成された前記固定体の径大部の面とを結ぶ通路が形成されている請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
スラスト方向の動圧式すべり軸受が形成された固定体の径大部の２つの面を結ぶ通路が形成されている請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。