JP4360952B2 - Rotating anode type X-ray tube device - Google Patents

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Description

この発明は、回転陽極型X線管装置及びその製造方法に関するものであり、特に、超高速スキャン型CTスキャナに適した回転陽極型X線管装置に関する。液体金属潤滑剤を使用した動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型X線管において、大容量の回転陽極が極めて大きな遠心力を受けた場合でも比較的小さな回転トルクで回転陽極を安全に軸支できるように工夫されている。   The present invention relates to a rotary anode X-ray tube apparatus and a method for manufacturing the same, and more particularly to a rotary anode X-ray tube apparatus suitable for an ultra-high speed scan CT scanner. In a rotating anode X-ray tube using a hydrodynamic slide bearing that uses a liquid metal lubricant, the rotating anode can be safely pivotally supported with a relatively small rotational torque even when the large-capacity rotating anode receives a very large centrifugal force. It is devised so that it can.

近年、X線CTスキャナのスキャン時間を短縮することの重要性が益々高まっている。現時点において、最短のスキャン時間は0.37秒程度であり、スキャン時間の更なる短縮が強く求められている。現在大規模に普及しているX線CTスキャナは、機械的に回転する回転架台を有しており、その回転中心軸から74.5cm程度離れた位置に回転陽極型X線管装置を取り付けて回転陽極型X線管装置を前記架台の回転中心軸の周りにスキャン時間内に1回転させるようになっている。従って、重力加速度をGとすると、スキャン時間が0.37秒の時には23G程度の、スキャン時間が0.30秒の時には34G程度の、スキャン時間が0.20秒の時には76G程度の、スキャン時間が0.15秒の時には134G程度の、遠心加速度を受けることになる。これまで、このような大きな遠心加速度に耐える回転陽極型X線管装置が実現できなかったことが、X線CTスキャナのスキャン時間の短縮に対する主な障害の一つになっていた。   In recent years, it has become increasingly important to shorten the scan time of X-ray CT scanners. At present, the shortest scan time is about 0.37 seconds, and further reduction of the scan time is strongly demanded. The X-ray CT scanner that is currently widely used has a rotating base that rotates mechanically, and a rotating anode X-ray tube device is attached at a position about 74.5 cm away from the center axis of rotation. The rotary anode type X-ray tube device is rotated once around the rotation center axis of the gantry within the scanning time. Therefore, if the acceleration of gravity is G, the scan time is about 23G when the scan time is 0.37 seconds, about 34G when the scan time is 0.30 seconds, and about 76G when the scan time is 0.20 seconds. When 0.15 seconds, the centrifugal acceleration of about 134G is received. Until now, it was one of the main obstacles to shortening the scanning time of an X-ray CT scanner that a rotating anode X-ray tube device that could withstand such a large centrifugal acceleration could not be realized.

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及び固定体で円板状のX線ターゲットを真空容器内で回転自在に支え、真空容器外に配置したステータの電磁コイルを付勢してX線ターゲットを真空容器内において高速度で回転させながら、陰極から放出されて加速された電子をX線ターゲットの表面に照射してX線を放射させるようになっている。軸受部は、ボールベアリングのような転がり軸受や、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潤滑剤を軸受隙間に満たした動圧式すべり軸受を用いて構成される。後者のすべり軸受を用いた例は、例えば特公昭60−21463号、特開昭60−97536号、特開昭62−287555号、特開平2−227947号、特開平2−227948号、特開平2−244545号、特開平5−13028号、USP4210371号、USP4562587号、USP5068885号、或いはUSP5077776号、の各公報等に開示されている。   As is well known, a rotary anode type X-ray tube is a stator electromagnetic coil that is arranged outside a vacuum vessel by supporting a disk-shaped X-ray target rotatably in a vacuum vessel with a rotating body and a fixed body having bearings. The X-ray target is radiated to the surface of the X-ray target to emit X-rays while the X-ray target is rotated at a high speed in the vacuum vessel and accelerated and emitted from the cathode. The bearing portion is a rolling bearing such as a ball bearing, or a helical groove formed on the bearing surface and a liquid metal lubricant such as gallium (Ga) or gallium-indium-tin (Ga-In-Sn) alloy. It is constructed using a hydrodynamic slide bearing filled in the gap. Examples of the use of the latter plain bearing include, for example, JP-B-60-21463, JP-A-60-97536, JP-A-62-2287555, JP-A-2-227947, JP-A-2-227948, JP-A-2-227948. No. 2-244545, Japanese Patent Laid-Open No. 5-13028, US Pat. No. 4,210,371, US Pat. No. 4,562,587, USP 5068885, or US Pat. No. 5,077,776.

軸受部にボールベアリングのような転がり軸受を用いた場合には小さな表面に過大な圧力を受ける為に前記のような大きな荷重に耐えることが出来ない。また、従来用いられていた前記動圧式すべり軸受を用いた場合であっても、軸受部分の大きさに制限があることや、回転陽極を回転させる為に必要なトルク、つまり回転トルク、に制限があることなどの理由でこれまで上記のような回転陽極型X線管装置は実現されなかった。前記動圧式すべり軸受を用いた回転陽極型X線管の軸受部分の作用について図を用いて説明する。   When a rolling bearing such as a ball bearing is used for the bearing portion, an excessive pressure is applied to a small surface, so that it cannot withstand such a large load. Even when the conventional hydrodynamic slide bearing is used, there is a limit to the size of the bearing part and the torque required to rotate the rotating anode, that is, the rotational torque. Until now, the above rotating anode X-ray tube apparatus has not been realized. The operation of the bearing portion of the rotary anode X-ray tube using the hydrodynamic slide bearing will be described with reference to the drawings.

図13(a)には、従来用いられてきた、X線管用動圧式すべり軸受の例を、図13(b)には、軽負荷時にこのラジア軸受部分に生じる圧力の軸方向位置における分布を示している。図13(a)の1001は回転陽極の一部を構成する円筒状の軸受回転体であり、1002は軸受回転体1001内に挿入された円柱状の軸受固定体である。軸受固定体1002の表面にはらせん状の軸受溝1003が設けられており、且つ、軸受固定体1002と軸受回転体1001の嵌合部には微小な軸受隙間1004があり、軸受隙間1004には前記液体金属潤滑剤が充填されていて、ラジアル荷重を受ける第1及び第2のラジアル軸受1005、1006を構成している。一般性を持たせる為に、第1のラジアル軸受1005の軸受幅Lb1は第2のラジアル軸受1006の軸受幅Lb2よりも大きい場合を示している。1021,1022は同様に構成された1対のスラスト軸受を表している。軸受回転体1001は図示右方に位置する図示しないX線ターゲットに接続されている。軸受回転体1001が中心軸1008の回りを適当な速度で回転しており、軸受回転体1001に印加される、中心軸1008に直角な外力1007が十分に小さい場合には、軸受回転体1001の中心軸1008は軸受固定体1002の中心軸1009と実質的に一致しており、周方向に均一な圧力が、図13(b)に示すように軸方向に分布する。1011は第1のラジアル軸受1005内の圧力分布であり、1012は第2のラジアル軸受1006内の圧力分布である。Lb1、Lb2はそれぞれの軸受幅を表しており、Lgは軸受間の低圧力領域の幅であり、Ltは軸受全長を表している。それぞれの軸受内の圧力はそれぞれの軸受の中央で最高となっている。 FIG. 13 (a) shows an example of a conventional dynamic pressure slide bearing for an X-ray tube, and FIG. 13 (b) shows the distribution of the pressure generated in the radial bearing portion at a light load at the axial position. Show. In FIG. 13A, reference numeral 1001 denotes a cylindrical bearing rotating body constituting a part of the rotating anode, and reference numeral 1002 denotes a columnar bearing fixed body inserted into the bearing rotating body 1001. A spiral bearing groove 1003 is provided on the surface of the bearing fixed body 1002, and a small bearing gap 1004 is provided at a fitting portion between the bearing fixed body 1002 and the bearing rotating body 1001. The liquid metal lubricant is filled to constitute first and second radial bearings 1005 and 1006 that receive a radial load. In order to give generality, the case where the bearing width Lb1 of the first radial bearing 1005 is larger than the bearing width Lb2 of the second radial bearing 1006 is shown. Reference numerals 1021 and 1022 denote a pair of thrust bearings configured similarly. The bearing rotating body 1001 is connected to an X-ray target (not shown) located on the right side of the figure. When the bearing rotating body 1001 rotates around the center axis 1008 at an appropriate speed and the external force 1007 perpendicular to the center axis 1008 applied to the bearing rotating body 1001 is sufficiently small, the bearing rotating body 1001 The central shaft 1008 substantially coincides with the central shaft 1009 of the bearing fixed body 1002, and a uniform pressure in the circumferential direction is distributed in the axial direction as shown in FIG. Reference numeral 1011 denotes a pressure distribution in the first radial bearing 1005, and reference numeral 1012 denotes a pressure distribution in the second radial bearing 1006. Lb1 and Lb2 represent the respective bearing widths, Lg represents the width of the low pressure region between the bearings, and Lt represents the total bearing length. The pressure in each bearing is highest at the center of each bearing.

軸受回転体1001に印加される外力1007が大きくなった場合の作用を説明する為に図13の軸受隙間部分を拡大した図を図14に示している。図14ではスラスト軸受は省略している。図14(a)は、重心座標、つまり、ラジアル軸受1005の図示右端からの距離、がL1である位置に軸受回転体1001を含む回転陽極の回転部分全体の重心GXがあり、重心GXに印加される外力1007が十分に小さい場合の状態を模式的に表している。この場合、軸受回転体1001の中心軸1008は軸受固定体1002の中心軸1009と実質的に一致している。軸受回転体1001の中心軸1008に直角な方向に印加された外力1007が増大した場合には、USP3602555号公報に記されているように、軸受回転体1001の中心軸1008が軸受固定体1002の中心軸1009に対して傾斜する。   FIG. 14 shows an enlarged view of the bearing gap portion of FIG. 13 in order to explain the operation when the external force 1007 applied to the bearing rotating body 1001 increases. In FIG. 14, the thrust bearing is omitted. FIG. 14A shows the center of gravity GX of the entire rotating portion of the rotating anode including the bearing rotating body 1001 at the position where the center of gravity coordinates, that is, the distance from the right end of the radial bearing 1005 in the drawing, is L1, and is applied to the center of gravity GX. The state when the external force 1007 to be performed is sufficiently small is schematically shown. In this case, the center axis 1008 of the bearing rotating body 1001 substantially coincides with the center axis 1009 of the bearing fixed body 1002. When the external force 1007 applied in a direction perpendicular to the center axis 1008 of the bearing rotating body 1001 increases, the center axis 1008 of the bearing rotating body 1001 is not connected to the bearing fixed body 1002 as described in US Pat. No. 3,602,555. Inclined with respect to the central axis 1009.

従来の回転陽極型X線管では軸受回転体1001と軸受固定体1002の対向する表面が互いに平行に構成されており、軸受隙間1004は回転中心軸の方向に一様に分布している。従って、外力1007が大きくなると、図14(b)に模式的に示しているように、回転中心軸1008の移動と傾斜が発生して軸受回転体1001の端部の表面が軸受固定体1002の表面に対して傾斜した状態で軸受固定体1001の端部Aの表面に近接し、軸受回転体1001の他端部の表面が軸受固定体1002の反対側の端部Bの表面に対して傾斜した状態でこれに近接する。この様子は、特開平10−172483号公報や特開2002−25483号公報にも記されている。許容される外力1007の限界は、端部A又は端部Bの表面がその表面租度の大きさまで対向面に近接することによって生じる。特開2002−25483号公報では、回転起動時や回転停止時に端部A及び端部Bにおいて対向する表面同士が接触状態になることが記載されているが、外力1007が大きく成った場合も同様の問題があることは自明である。   In the conventional rotary anode X-ray tube, the opposed surfaces of the bearing rotating body 1001 and the bearing fixed body 1002 are configured in parallel with each other, and the bearing gaps 1004 are uniformly distributed in the direction of the rotation center axis. Accordingly, when the external force 1007 is increased, the rotation center shaft 1008 is moved and inclined as schematically shown in FIG. 14B, and the surface of the end portion of the bearing rotating body 1001 is the surface of the bearing fixed body 1002. The surface of the other end portion of the bearing rotating body 1001 is inclined with respect to the surface of the end portion B on the opposite side of the bearing fixing body 1002 in the state of being inclined with respect to the surface. In close proximity to this. This situation is also described in JP-A-10-17283 and JP-A-2002-25483. The limit of the allowable external force 1007 is caused by the fact that the surface of the end A or the end B is close to the facing surface to the size of the surface roughness. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-25483 describes that the surfaces facing each other at the end A and the end B are in contact with each other at the time of starting rotation or stopping, but the same applies when the external force 1007 increases. It is obvious that there is a problem.

従来の回転陽極型X線管では、寸法的な制約から重心座標L1は小さい値になっている。特開2003−51279号公報に示される例のように回転陽極の回転部分全体の重心GXが前記端部Aに対して前記端部Bと反対側に位置する場合、つまり前記重心座標L1が負値の場合がある。この場合には上記の効果はより顕著となる。これらの場合でも、従来の回転陽極型X線管のように外力1007が十分に小さい場合には問題なく使用できる。しかしながら、前記のように超高速スキャン型CTスキャナを実現する目的にはラジアル負荷容量が不足する為に使用できない。   In the conventional rotary anode X-ray tube, the center-of-gravity coordinate L1 is a small value due to dimensional restrictions. When the center of gravity GX of the entire rotating portion of the rotating anode is positioned on the opposite side of the end B with respect to the end A as in the example shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-51279, that is, the center of gravity coordinate L1 is negative. May be a value. In this case, the above effect becomes more remarkable. Even in these cases, when the external force 1007 is sufficiently small as in the conventional rotary anode X-ray tube, it can be used without any problem. However, it cannot be used for the purpose of realizing an ultra-high speed scan type CT scanner as described above because the radial load capacity is insufficient.

一般に、ラジアル負荷容量、つまり、ラジアル軸受が支承できる限界の径方向荷重、は、軸受回転体1001及び軸受固定体1002の直径を増大することや、軸受全長Ltを増大することや、軸受隙間1004を狭くすることによって増大出来る。しかしながら、これらの方法は、超高速スキャン型CTスキャナに用いる回転陽極型X線管としては以下の理由で適当でない。軸受の直径を増大し、又は軸受全長を増大すると、X線管装置全体が大きくなり、これを搭載する架台が過大となる。又、これらの方法は、いずれも回転トルクの増大をきたすこととなる。特に、軸受隙間寸法の影響は、以下に述べるように、重要である。図13及び図14に示した、中心軸方向に一様な軸受隙間1004を有する、従来構造の軸受において、軸受隙間1004の寸法が種々の場合における第1ラジアル軸受1005のラジアル負荷容量と回転トルクとの関係を図15に示している。図15は、軸受回転体1001の直径が60mm、軸受幅Lb1が70mm、全長Ltが112mmで、回転速度が6000rpmの場合に付いて計算した値を示している。   In general, the radial load capacity, that is, the limit radial load that the radial bearing can support, increases the diameter of the bearing rotating body 1001 and the bearing fixed body 1002, increases the total length Lt of the bearing, and the bearing gap 1004. It can be increased by narrowing. However, these methods are not suitable for the following reasons as a rotary anode type X-ray tube used for an ultrafast scanning CT scanner. When the diameter of the bearing is increased or the total length of the bearing is increased, the entire X-ray tube apparatus is increased, and the mount on which the X-ray tube apparatus is mounted becomes excessive. In addition, these methods all increase the rotational torque. In particular, the influence of the bearing clearance dimension is important as described below. The radial load capacity and rotational torque of the first radial bearing 1005 in the conventional structure shown in FIGS. 13 and 14 having a uniform bearing gap 1004 in the central axis direction and various dimensions of the bearing gap 1004. FIG. 15 shows the relationship. FIG. 15 shows values calculated for a case where the diameter of the bearing rotating body 1001 is 60 mm, the bearing width Lb1 is 70 mm, the total length Lt is 112 mm, and the rotational speed is 6000 rpm.

図15によると、ラジアル負荷容量は軸受隙間1004の寸法を小さくすることによって増大することが分かるが、この場合に必要な回転トルクも増大している。X線管の回転トルクは、ロータとステータの隙間が大きい誘導モータによって発生させられる為に、その大きさに制限がある。更に、回転トルクが大きい場合には軸受部分での損失が大きく、軸受部分の発熱が過大となる問題がある。図16には、中心軸方向に一様な軸受隙間1004の寸法と無負荷時の回転トルクとの関係を示している。図16から判るように、軸受隙間1004の寸法が小さくなった場合には、軸受隙間寸法に対する回転トルクの変化率が増大する。例えば、軸受隙間寸法が10μmの場合には軸受隙間寸法が1μm縮小した場合に回転トルクが11%程度増大する。   According to FIG. 15, it can be seen that the radial load capacity increases by reducing the size of the bearing gap 1004, but the rotational torque required in this case also increases. Since the rotational torque of the X-ray tube is generated by an induction motor having a large gap between the rotor and the stator, the magnitude of the rotational torque is limited. Further, when the rotational torque is large, there is a problem that loss at the bearing portion is large and heat generation at the bearing portion becomes excessive. FIG. 16 shows the relationship between the dimension of the bearing gap 1004 that is uniform in the central axis direction and the rotational torque at no load. As can be seen from FIG. 16, when the size of the bearing gap 1004 is reduced, the rate of change in rotational torque with respect to the size of the bearing gap increases. For example, when the bearing gap dimension is 10 μm, the rotational torque increases by about 11% when the bearing gap dimension is reduced by 1 μm.

回転陽極型X線管に使用される前記軸受では、寸法的な制限から軸受がコンパクトに作られており、前記のような大きな外力が与えられたときには軸受回転体1001又は軸受固定体1002に微小な機械的な弾性変形が生じることは避けられない。更に、回転陽極型X線管用軸受にはX線ターゲットからの熱が流入し、且つ、軸受損失による発熱などによって温度上昇が生じ、これによって熱膨張し、軸受隙間寸法が変動する。また、潤滑剤としてGa合金等の液体金属潤滑剤が用いられているので、軸受の表面部材と反応すること等によって軸受隙間寸法が更に変動することがある。特開平8−102277号公報やUSP5483570号公報には、液体金属の酸化、機械的磨耗、化学的腐食等の多数の原因によって破片が生じることが記されている。これらの理由で、軸受隙間寸法を軸受全長Ltにわたって10μm以下に保つのは困難であり、15μm程度以上に保つことが好ましい。この場合には、図15に示すように、前記のような十分大きなラジアル負荷容量を得ることが出来ない。以上説明したように、従来のX線管では前記のような超高速スキャン型CTスキャナに使用できるコンパクトな回転陽極型X線管装置を実現することが出来なかった。
特公昭60−21463号公報 特開昭60−97536号公報 特開昭62−287555号公報 特開平2−227947号公報 特開平2−227948号公報 特開平2−244545号公報 特公平3−77617号公報 特開平5−13028号公報 特開平8−102277号公報 特開平10−172483号公報 特開平11−96949号公報 特開平11−149892号公報 特開平11−224627号公報 特開2002−25483号公報 特開2003−51279号公報 USP3602555号公報 USP4210371号公報 USP4562587号公報 USP4644577号公報 USP4856039号公報 USP5068885号公報 USP5077776号公報 USP5483570号公報
In the bearing used for the rotary anode type X-ray tube, the bearing is made compact due to dimensional limitations. When a large external force as described above is applied, the bearing rotating body 1001 or the bearing fixed body 1002 is minute. It is inevitable that mechanical mechanical deformation occurs. Further, heat from the X-ray target flows into the rotary anode X-ray tube bearing, and temperature rises due to heat generation due to bearing loss, etc., which causes thermal expansion and changes in the bearing gap size. In addition, since a liquid metal lubricant such as a Ga alloy is used as the lubricant, the bearing clearance dimension may further vary due to a reaction with the surface member of the bearing. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-102277 and US Pat. No. 5,483,570 describe that fragments are generated due to a number of causes such as liquid metal oxidation, mechanical wear, and chemical corrosion. For these reasons, it is difficult to keep the bearing gap dimension at 10 μm or less over the entire bearing length Lt, and it is preferable to keep it at about 15 μm or more. In this case, as shown in FIG. 15, a sufficiently large radial load capacity as described above cannot be obtained. As described above, the conventional X-ray tube could not realize a compact rotating anode X-ray tube apparatus that can be used for the above-described ultrahigh-speed scanning CT scanner.
Japanese Patent Publication No. 60-21463 JP-A-60-97536 JP-A-62-287555 JP-A-2-227947 JP-A-2-227948 JP-A-2-244545 Japanese Examined Patent Publication No. 3-77617 Japanese Patent Laid-Open No. 5-13028 JP-A-8-102277 JP-A-10-17283 JP 11-96949 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-149892 Japanese Patent Laid-Open No. 11-224627 JP 2002-25483 A JP 2003-51279 A USP 3602555 gazette US Pat. No. 4,210,371 US Pat. No. 4,562,587 US Pat. No. 4,644,577 USP 4856039 USP 5068885 USP 5077776 US Pat. No. 5,483,570

解決しようとする課題は、超高速スキャン型CTスキャナに使用できる、極めて大きな遠心加速度に耐えられる、コンパクトな回転陽極型X線管装置を提供することである。特に、回転陽極型X線管に用いられる軸受において、ラジアル負荷容量が十分に大きく、回転トルクが十分に小さく、且つ、軸受の機械的変形が許容されるように改善することである。   The problem to be solved is to provide a compact rotating anode X-ray tube device that can be used in an ultra-high speed scanning CT scanner and can withstand extremely high centrifugal acceleration. In particular, in a bearing used for a rotary anode X-ray tube, the radial load capacity is sufficiently large, the rotational torque is sufficiently small, and the mechanical deformation of the bearing is allowed to be improved.

本発明では、回転陽極型X線管の回転機構内に液体金属を潤滑剤とした動圧すべり軸受から成るラジアル軸受を設け、このラジアル軸受を、回転トルクが小さい状態で負荷容量を増すように改善している。この回転陽極型X線管は、好適には、ラジアル荷重を実質的に受ける少なくとも2個のラジアル軸受を含んでおり、この2個のラジアル軸受の互いに隣接する領域に於ける軸受隙間の寸法よりも、前記それぞれのラジアル軸受の他端領域に於ける軸受隙間の寸法は大きくなっている。軸受隙間の、回転中心軸に沿った方向における、平均寸法は大きくなっている為に、ラジアル荷重が小さい場合には回転トルクは十分に小さな値である。ラジアル荷重が増大した場合には、軸受回転体の中心軸が微小な角度をもって傾斜して、対向するそれぞれの軸受面が互いに対向する軸受面との間の傾き角度を減少しながら近接することにより、接近すればするほど大きな圧力が生じる領域の面積が大きくなり、極めて大きなラジアル負荷容量を有するように作用する。つまり、回転中心軸が傾いたときに、傾き角度に対する反発全圧力の増加率が急増する。この場合に、回転トルクは、増大するが、従来構造の場合よりも小さな値であり、許容範囲内の値にできる。又、ラジアル荷重が増大した場合における軸受回転体の中心軸の傾斜角度は極めて小さく、回転陽極型X線管の動作特性に実質的に影響を与えない。   In the present invention, a radial bearing comprising a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal as a lubricant is provided in the rotating mechanism of the rotary anode X-ray tube, and the radial bearing is provided so as to increase the load capacity with a small rotational torque. It has improved. The rotary anode X-ray tube preferably includes at least two radial bearings that are substantially subjected to a radial load. From the dimensions of the bearing gaps in the adjacent regions of the two radial bearings. However, the size of the bearing gap in the other end region of each of the radial bearings is large. Since the average dimension of the bearing gap in the direction along the rotation center axis is large, the rotational torque is sufficiently small when the radial load is small. When the radial load increases, the central axis of the bearing rotating body is inclined at a minute angle, and the opposing bearing surfaces approach each other while decreasing the inclination angle between the opposing bearing surfaces. The closer the area is, the larger the area of the region where a large pressure is generated, which acts to have a very large radial load capacity. That is, when the rotation center axis is tilted, the rate of increase of the total rebound pressure with respect to the tilt angle increases rapidly. In this case, the rotational torque increases, but is a smaller value than that of the conventional structure, and can be within the allowable range. Further, when the radial load increases, the inclination angle of the central axis of the bearing rotating body is extremely small and does not substantially affect the operating characteristics of the rotating anode X-ray tube.

前記のように軸受隙間の寸法が回転中心軸に沿った方向の位置の関数となっており、軸受回転体又は軸受固定体が大きな外力によって機械的に変形した場合でも、これらの表面が、特異な微小部分が異常に近接する等の、不都合を生じないように前記関数が予め定められている。既定の大きなラジアル荷重が印加されて軸受回転体の中心軸が傾斜した場合に、接近した対向する軸受面の部分が、回転中心軸に沿った方向に均一な隙間を保ちながらより一様に接近するようにして、大きな圧力が広い領域で発生するように工夫している。   As described above, the dimension of the bearing gap is a function of the position in the direction along the rotation center axis, and even when the bearing rotating body or the bearing fixed body is mechanically deformed by a large external force, these surfaces are unique. The function is determined in advance so as not to cause inconvenience such as abnormal close proximity of the minute portion. When a predetermined large radial load is applied and the central axis of the bearing rotating body is tilted, the adjacent bearing surface portions that approach each other approach more uniformly while maintaining a uniform gap in the direction along the central axis of rotation. Thus, a great pressure is devised so that it is generated in a wide area.

軸受溝の深さ寸法は、前記軸受隙間の寸法の最大値と最小値の中間になっているのが好ましく、回転中心軸に沿った方向に一様な寸法であっても、位置と共に変化した値であっても良い。この場合には、ラジアル荷重が小さい場合にも、ラジアル荷重が大きい場合にも安定に作動する。以上に述べたように工夫しているので、大きなラジアル荷重が印加された場合でも動作が安定であり、前記の課題は解決されている。本発明において採用されている、より具体的な課題解決手段は以下のとおりである。   The depth dimension of the bearing groove is preferably between the maximum value and the minimum value of the bearing clearance dimension, and even if the dimension is uniform in the direction along the rotation center axis, it varies with the position. It may be a value. In this case, it operates stably both when the radial load is small and when the radial load is large. Since the device has been devised as described above, the operation is stable even when a large radial load is applied, and the above-described problem has been solved. More specific problem-solving means employed in the present invention are as follows.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承するラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記ラジアル軸受の少なくとも1個は、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合に、同一の軸方向位置において周方向内で最も対向面に近づく周方向近接部分が、対向面間の隙間が実質的に無くなる、接触部分を含むように形成されており、この接触部分は、連続的に、又は間欠的に、所定の幅にわたって軸方向に広がっていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、回転陽極に大きな外力が作用して回転陽極の中心軸が前記固定体の中心軸に対して傾斜すればするほど、近づく側にある前記回転体の表面が対向する側にある前記固定体の表面との間で成す角度がより小さくなりながら接近する部分が軸受幅方向に所定の幅を成して存在する為に、より大きな反発圧力が生じる面積が前記傾斜角度と共に増加して大きな反発全圧力を生じる。結果として大きなラジアル負荷容量を得ることに成り、超高速スキャン型CTスキャナに使用できる回転陽極型X線管を実現することが出来る。ここで、前記の周方向近接部分は、軸受溝が設けられた表面にあってはその丘を形成する表面が、軸受溝が設けられていない表面にあってはその表面が、特定の軸方向位置において、軸受の周方向で最も対向面に近接した表面部分を表しており、前記の接触部分は、軸受溝が設けられた表面にあってはその丘を形成する表面が、軸受溝が設けられていない表面にあってはその表面が、その対向する表面との間の隙間が実質的に無くなっている状態の部分を表している。又、前記の傾斜角度は、前記回転体の実質的な中心軸と前記固定体の実質的な中心軸とが成す角度を表しており、前記の許容範囲は、前記回転体が回転していない状態で、前記回転陽極型X線管の実動作条件と同程度の外力が回転陽極の回転部分全体の重心位置に印加されたときの前記傾斜角度を表している。本発明において、前記所定の幅は、前記軸受幅の全体に等しいことが好ましいが、より狭い幅であっても効果はあるので、必要なラジアル負荷容量に対応して決められる。 One of the present invention comprises a vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, the rotation body A rotary anode X-ray tube comprising an attached X-ray target and a radial bearing that substantially supports the rotating body, wherein at least one of the radial bearings includes a first surface of the stationary body. A second surface of the rotating body facing the first surface with a small bearing gap, a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface, And a fluid pressure type sliding bearing containing a liquid metal lubricant filled in the first surface and / or the second surface, wherein the rotating body forms an inclination angle with respect to the fixed body. The same when tilted to the maximum within the allowable range. The circumferential proximity portion that is closest to the opposing surface in the circumferential direction at the directional position is formed to include a contact portion that substantially eliminates the gap between the opposing surfaces, and the contact portion is continuously or The rotary anode X-ray tube is characterized by intermittently spreading in the axial direction over a predetermined width. In this rotary anode X-ray tube, the larger the external force acts on the rotary anode and the more the central axis of the rotary anode is inclined with respect to the central axis of the fixed body, the closer the surface of the rotary body is to the near side. The area where the repulsive pressure is generated is larger because the portion that approaches while the angle formed with the surface of the fixed body on the side to be smaller becomes smaller in the bearing width direction. Increasing with angle produces a large total rebound pressure. As a result, a large radial load capacity is obtained, and a rotating anode type X-ray tube that can be used for an ultrafast scanning CT scanner can be realized. Here, the circumferentially adjacent portion is a surface in which a bearing groove is provided, a surface that forms the hill, and a surface in which no bearing groove is provided, the surface is a specific axial direction. Represents the surface portion closest to the facing surface in the circumferential direction of the bearing, and the contact portion is a surface provided with a bearing groove, and the surface forming the hill is provided with the bearing groove. In the case of an unfinished surface, the surface represents a portion in which the gap between the opposite surfaces is substantially eliminated. Further, the inclination angle represents an angle formed by a substantial central axis of the rotating body and a substantial central axis of the fixed body, and the allowable range is that the rotating body is not rotated. In the state, the inclination angle when the external force equivalent to the actual operation condition of the rotary anode X-ray tube is applied to the center of gravity of the entire rotating portion of the rotary anode is shown. In the present invention, it is preferable that the predetermined width is equal to the entire bearing width, but even a narrower width is effective, and thus is determined according to a required radial load capacity.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承するラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記ラジアル軸受の少なくとも1個は、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合に、前記固定体及び前記回転体の前記傾斜角度を含む断面が前記第1の表面及び前記第2の表面とそれぞれ交わって出来る第1の交線及び第2の交線の、同一の軸方向位置における、それぞれの接線同士が成す接線間角度が前記傾斜角度よりも小さくなるように形成された小傾斜差部分を含んでおり、この小傾斜差部分は、連続的に、又は間欠的に、軸方向に所定の幅にわたって広がっていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、回転陽極に大きな外力が作用して回転陽極の中心軸が前記固定体の中心軸に対して傾斜すればするほど、近づく側にある前記回転体の表面が対向する側にある前記固定体の表面との間で成す角度がより小さくなりながら接近する為に、より大きな反発圧力が生じる面積がより増加して大きな反発全圧力を生じる。結果として大きなラジアル負荷容量を得ることに成り、超高速スキャン型CTスキャナに使用できる回転陽極型X線管を実現することが出来る。前記の傾斜角度は、前記回転体の実質的な中心軸と前記固定体の実質的な中心軸とが成す角度を表しており、前記の許容範囲は、前記回転体が回転していない状態で、前記回転陽極型X線管の実動作条件と同程度の外力が回転陽極の回転部分全体の重心位置に印加されたときの前記傾斜角度を表している。又、傾斜角度を含む断面は、前記固定体の中心軸と、これに対して傾斜した前記回転体の中心軸とを含む平面を表している。本発明において、前記所定の幅は、前記軸受幅の全体に等しいことが好ましいが、より狭い幅であっても効果はあるので、必要なラジアル負荷容量に対応して決められる。 One of the present invention comprises a vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, the rotation body A rotary anode X-ray tube comprising an attached X-ray target and a radial bearing that substantially supports the rotating body, wherein at least one of the radial bearings includes a first surface of the stationary body. A second surface of the rotating body facing the first surface with a small bearing gap, a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface, And a fluid pressure type sliding bearing containing a liquid metal lubricant filled in the first surface and / or the second surface, wherein the rotating body forms an inclination angle with respect to the fixed body. If the maximum tilt is within the allowable range, A cross section including the tilt angle of the body and the rotating body at the same axial position of the first intersecting line and the second intersecting line formed by intersecting the first surface and the second surface, respectively. Includes a small inclination difference portion formed so that an angle between tangents formed by the tangent lines is smaller than the inclination angle. The small inclination difference portion is predetermined in the axial direction continuously or intermittently. It is a rotating anode type X-ray tube characterized in that it extends over the width. In this rotary anode X-ray tube, the larger the external force acts on the rotary anode and the more the central axis of the rotary anode is inclined with respect to the central axis of the fixed body, the closer the surface of the rotary body is to the near side. Since the angle formed with the surface of the fixed body on the side to be fixed approaches closer, the area where a larger repulsive pressure is generated increases and a large total repulsive pressure is generated. As a result, a large radial load capacity is obtained, and a rotating anode type X-ray tube that can be used for an ultrafast scanning CT scanner can be realized. The inclination angle represents an angle formed by a substantial central axis of the rotating body and a substantial central axis of the fixed body, and the allowable range is a state in which the rotating body is not rotating. The inclination angle when an external force equivalent to the actual operating condition of the rotating anode type X-ray tube is applied to the center of gravity of the entire rotating portion of the rotating anode is shown. The cross section including the inclination angle represents a plane including the central axis of the fixed body and the central axis of the rotating body inclined with respect to the fixed body. In the present invention, it is preferable that the predetermined width is equal to the entire bearing width, but even a narrower width is effective, and thus is determined according to a required radial load capacity.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承するラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記ラジアル軸受の少なくとも1個は、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合に、前記動圧式すべり軸受の最端位置以外の軸方向位置において、前記最端位置における程度と同程度以上に対向面に接近するように形成された近接表面部分を含んでおり、この近接表面部分は、連続的に、又は間欠的に、軸方向に所定の幅にわたって広がっていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、回転陽極に大きな外力が作用して回転陽極の中心軸が前記固定体の中心軸に対して傾斜した場合に、軸受の最端部以外でも前記回転体の表面と前記固定体の表面とが所定の幅において同程度以上に接近する為に従来よりも大きな反発圧力が生じる面積が増加して大きな反発全圧力を生じる。また、最端部が最初に近接し過ぎることが無いので、かじり等の不都合が生じ難い。結果として従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。前記の傾斜角度は、前記回転体の実質的な中心軸と前記固定体の実質的な中心軸とが成す角度を表しており、前記の許容範囲は、前記回転体が回転していない状態で、前記回転陽極型X線管の実動作条件と同程度の外力が回転陽極の回転部分全体の重心位置に印加されたときの前記傾斜角度を表している。本発明において、前記所定の幅は、前記軸受幅の全体に等しいことが好ましいが、より狭い幅であっても効果はあるので、必要なラジアル負荷容量に対応して決められる。 One of the present invention comprises a vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, the rotation body A rotary anode X-ray tube comprising an attached X-ray target and a radial bearing that substantially supports the rotating body, wherein at least one of the radial bearings includes a first surface of the stationary body. A second surface of the rotating body facing the first surface with a small bearing gap, a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface, And a fluid pressure type sliding bearing containing a liquid metal lubricant filled in the first surface and / or the second surface, wherein the rotating body forms an inclination angle with respect to the fixed body. If the maximum tilt is within the allowable range, Including an adjacent surface portion formed so as to approach the opposing surface at an axial position other than the endmost position of the plain bearing, at least as much as the extent at the endmost position. The rotary anode X-ray tube is characterized in that it spreads over a predetermined width in the axial direction either periodically or intermittently. In this rotary anode type X-ray tube, when a large external force acts on the rotary anode and the central axis of the rotary anode is inclined with respect to the central axis of the fixed body, the surface of the rotary body other than the endmost part of the bearing And the surface of the fixed body approach at the same level or more in a predetermined width, the area where the repulsive pressure is larger than that in the conventional case increases and a large total repulsive pressure is generated. In addition, since the endmost portion does not approach too much at the beginning, inconvenience such as galling hardly occurs. As a result, a radial load capacity larger than the conventional one can be obtained. The inclination angle represents an angle formed by a substantial central axis of the rotating body and a substantial central axis of the fixed body, and the allowable range is a state in which the rotating body is not rotating. The inclination angle when an external force equivalent to the actual operating condition of the rotating anode type X-ray tube is applied to the center of gravity of the entire rotating portion of the rotating anode is shown. In the present invention, it is preferable that the predetermined width is equal to the entire bearing width, but even a narrower width is effective, and thus is determined according to a required radial load capacity.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合に、前記固定体と前記回転体の、前記回転体の中心軸を含む、断面が前記第1の表面及び前記第2の表面とそれぞれ交わって、前記中心軸に対して同じ側に、出来る第1の交線と第2の交線とが、前記動圧式すべり軸受が1個の場合にあってはその両方の最端部の近傍において、前記動圧式すべり軸受が複数個の場合にあっては互いに離れた側にある両方の最端部の近傍において、前記中心軸に沿ってそれぞれの前記最端部を向いて相対的に広がるように形成された表面部分を含んでいることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記固定体に対して傾斜した場合において、前記ラジアル軸受の一方の最端部において前記回転体の表面が前記固定体の表面に従来よりも大きな面積を有する部分が接近して大きな反発力を生じると共に、前記ラジアル軸受の他方の最端部においても前記回転体の表面と前記固定体の表面とが従来よりも広い面積を有する部分で接近して前記と略反対方向に大きな反発力を生じる。結果として従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。前記第1の交線と第2の交線とが成す角度は前記回転体が前記固定体に対して傾斜できる角度と同程度であると、前記回転体が最大限に傾斜したときに近接した側の対向面同士が平行に成るので、好ましい。   One aspect of the present invention is that in any one of the above-described inventions, the first surface and / or the second surface is formed on the fixed body when the rotating body is positioned coaxially with the fixed body. A first crossing line and a second cross section of the rotating body, including the central axis of the rotating body, intersecting the first surface and the second surface, respectively, on the same side with respect to the central axis. When the number of the hydrodynamic slide bearings is one, in the case where there is a single hydrodynamic slide bearing, in the vicinity of the extreme end of both, the crossing line of 2 A rotary anode type X-ray characterized in that it includes a surface portion formed so as to relatively spread along the central axis toward each of the extreme ends in the vicinity of both extreme ends. It is a tube. In this rotary anode type X-ray tube, when the rotary body is inclined with respect to the fixed body, the surface of the rotary body is larger than the surface of the fixed body at the end of one of the radial bearings. A portion having an area approaches to generate a large repulsive force, and the surface of the rotating body and the surface of the fixed body approach each other at a portion having a larger area than the conventional one at the other end portion of the radial bearing. A large repulsive force is generated in a direction substantially opposite to the above. As a result, a radial load capacity larger than the conventional one can be obtained. The angle formed by the first intersecting line and the second intersecting line is approximately the same as the angle at which the rotating body can be tilted with respect to the fixed body. Since the opposing surfaces on the side are parallel to each other, it is preferable.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受のいずれかは、前記軸受隙間が、最端位置において第1の軸受隙間寸法を有しており、最端位置以外の位置において第1の軸受隙間よりも小さな寸法の第2の軸受隙間寸法を有しており、これらの中間の位置において前記第1の軸受隙間寸法と前記第2の軸受隙間寸法の間で軸受隙間寸法が軸方向位置と共に変化しているように構成されていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記固定体に対して傾斜した場合において、近接する側にある軸受面間の距離の軸受幅方向における変化の割合が従来よりも小さくなり、前記回転体の表面と前記固定体の表面とが、従来よりも相対的に小さな傾きを成して平行度を増したより広い面積を有するの部分で、接近するので大きな反発力を生じる。結果として従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。前記軸受隙間寸法の軸受幅方向での変化の割合は、前記回転体が前記固定体に対して最大限に傾斜した場合において前記軸受面が出来る限り広い範囲で互いに接触する値であることが好ましい。前記第2の軸受隙間寸法は15μm以下、より好ましくは5μm程度、であることが好ましい。前記第1の軸受隙間寸法は15μm以上、より好ましくは40μm程度以上、であることが好ましい。   One aspect of the present invention is that in any one of the above inventions, any one of the dynamic pressure type slide bearings has the bearing gap having a first bearing gap dimension at the extreme end position, and other than the extreme end position. A second bearing gap dimension that is smaller than the first bearing gap at the position, and a bearing gap between the first bearing gap dimension and the second bearing gap dimension at an intermediate position between them. A rotary anode type X-ray tube characterized in that its dimensions change with the axial position. In this rotary anode type X-ray tube, when the rotating body is inclined with respect to the fixed body, the rate of change in the bearing width direction of the distance between the bearing surfaces on the adjacent side becomes smaller than the conventional one. Since the surface of the rotating body and the surface of the fixed body are close to each other at a portion having a larger area with a relatively small inclination and increased parallelism, a large repulsive force is generated. As a result, a radial load capacity larger than the conventional one can be obtained. The rate of change in the bearing width direction of the bearing gap dimension is preferably a value in which the bearing surfaces come into contact with each other in the widest possible range when the rotating body is inclined to the maximum with respect to the fixed body. . The second bearing gap dimension is preferably 15 μm or less, more preferably about 5 μm. The first bearing gap dimension is preferably 15 μm or more, more preferably about 40 μm or more.

本発明の一つは、前記の発明において、前記動圧式すべり軸受のいずれかは、前記軸受隙間が、前記第2の軸受隙間寸法に実質的に保たれて軸受幅方向に所定の幅にわたって続くように構成された部分を含んでいることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記動圧式すべり軸受の全軸受幅にわたって軸受隙間寸法が前記第2の軸受隙間寸法よりも小さくならないように制限されている為に、前記回転体の表面と前記固定体の表面とが部分的に異常接近することが防止されると共に前記のように従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。   One aspect of the present invention is that in any one of the dynamic pressure type plain bearings according to the present invention, the bearing gap is maintained substantially in the size of the second bearing gap and continues over a predetermined width in the bearing width direction. A rotary anode type X-ray tube characterized by including a portion configured as described above. In this rotary anode type X-ray tube, since the bearing gap dimension is limited not to be smaller than the second bearing gap dimension over the entire bearing width of the hydrodynamic slide bearing, the surface of the rotating body and the It is possible to prevent the surface of the fixed body from being partly abnormally approached and to obtain a larger radial load capacity than the conventional one as described above.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1及び第2のラジアル軸受の、軸方向で互いに近い側に位置する領域に於ける、それぞれの前記軸受隙間の寸法よりも、それぞれのラジアル軸受の、互いに遠い側に位置する領域における、前記軸受隙間の寸法がそれぞれの端部に向って軸方向位置と共に順次大きくなるように、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面が、少なくとも部分的に、形成されていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して傾斜した場合において、前記両方のラジアル軸受において対向する軸受面がより平行度を増して接近するようになっており、両方のラジアル軸受が従来よりも大きな全圧力を生じる。結果として従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。前記軸受隙間の寸法の軸方向分布は、前記回転体が前記固定体に対して最大限に傾斜した場合において両方の軸受面が出来るだけ広い範囲で互いに接触するように決められていることが好ましい。   One of the present invention, in any one of the above inventions, includes first and second radial bearings comprising the hydrodynamic slide bearing, wherein the rotating body is positioned coaxially with respect to the fixed body. In the regions of the first and second radial bearings located on the side farther from each other than the dimensions of the bearing gaps in the regions located closer to each other in the axial direction of the first and second radial bearings. The first surface and / or the second surface is formed at least partially such that the dimensions of the bearing gap increase sequentially with the axial position toward the respective ends. It is a featured rotating anode type X-ray tube. In this rotary anode type X-ray tube, when the rotary body is inclined at an inclination angle with respect to the fixed body, the opposing bearing surfaces of both the radial bearings are approached with increased parallelism. Both radial bearings produce a greater total pressure than before. As a result, a radial load capacity larger than the conventional one can be obtained. The axial distribution of the size of the bearing gap is preferably determined so that both bearing surfaces contact each other in the widest possible range when the rotating body is tilted to the maximum with respect to the fixed body. .

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、第1のラジアル軸受を構成する前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記固定体の中心軸に対して一方の側に前記接触部分又は前記小傾斜差部分又は前記近接面部分の少なくともいずれかを含んでおり、前記第2のラジアル軸受を構成する前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記固定体の中心軸に対して反対の側に前記接触部分又は前記小傾斜差部分又は前記近接面部分の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して傾斜した場合において、最も早く互いに接近する表面部分が軸受の両方の端部位置に局在しないように、両方の端部において、対向する軸受面が互いに軸方向に広がっており、その広がりの程度は、前記傾斜角度が許容値内で最大であるときに出来る限り広い範囲で対向する軸受面が接触するように決められるのが好ましい。前記接触部分又は前記小傾斜差部分又は前記近接面部分は前記第1のラジアル軸受及び前記第2のラジアル軸受のそれぞれにおいて、それぞれの所定の幅にわたって軸方向に広がっていることが好ましい。   One of the present invention, in any one of the above-mentioned inventions, includes first and second radial bearings composed of the hydrodynamic slide bearing, and the first surface and / or the first radial bearing and / or The second surface includes at least one of the contact portion, the small inclination difference portion, or the proximity surface portion on one side with respect to the central axis of the fixed body, and the second radial bearing. The constituting first surface and / or the second surface includes at least one of the contact portion, the small inclination difference portion, or the proximity surface portion on the opposite side to the central axis of the fixed body. It is a rotary anode type X-ray tube characterized by the above. In this rotary anode type X-ray tube, when the rotating body is inclined at an inclination angle with respect to the fixed body, the surface portions that are closest to each other are not localized at both end positions of the bearing. Furthermore, the bearing surfaces facing each other at both ends are spread in the axial direction, and the extent of the spread is such that the bearing surfaces facing as wide a range as possible when the inclination angle is within the allowable value. It is preferably determined to contact. It is preferable that the contact portion, the small inclination difference portion, or the proximity surface portion extends in the axial direction over a predetermined width in each of the first radial bearing and the second radial bearing.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、これらそれぞれの軸受は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1及び第2のラジアル軸受が互いに軸方向に隣接する領域に位置する、前記第1のラジアル軸受の一端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径は、前記第1のラジアル軸受の他端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径よりも大きく、前記隣接する領域に位置する、前記第2のラジアル軸受の一端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径は、前記第2のラジアル軸受の他端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径よりも大きく、且つ、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の内表面はこれに対向する前記外表面と平行でない部分を有するように構成されたことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の外径を軸方向に変化させることにより、前記いずれかの発明に係わる回転機構が容易に製作でき、安価でありながら従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。この場合、外側に嵌合された部分の内表面の直径は全軸受幅にわたって一定であるのが、製作をより容易にするので、好ましい。 One aspect of the present invention includes the first and second radial bearings each including the hydrodynamic slide bearing in any one of the above-described inventions. In the case where the first and second radial bearings are positioned in the same axis, the first and second radial bearings are located in regions adjacent to each other in the axial direction. to those who are engaged, the diameter of the outer surface, the other end portion of said first radial bearing, of the person who is fitted inside with one of the fixed body or the rotating body, than the diameter of the outer surface is large, located in the adjacent regions, the at one end portion of the second radial bearing, of the person who has been fitted to the inside in one of the fixed body or the rotating body, the outer surface diameter, said second At the other end of the radial bearing That the fixed body or who the is fitted inwardly of the rotating body, larger than the diameter of the outer surface, and, among those who said being fitted to the outside among the rotating body or the fixed body The rotary anode type X-ray tube is characterized in that the surface has a portion that is not parallel to the outer surface facing the surface. In this rotating anode X-ray tube, by varying the outer diameter of the person who is fitted inside with one of the fixed body or the rotating body in the axial direction, the rotation mechanism is easily related to the one of the invention A large radial load capacity can be obtained as compared with the prior art while being manufactured and inexpensive. In this case, the diameter of the inner surface of the fitting portion on the outer side is constant over the entire bearing width, so making it easier to manufacture, preferred.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、これらそれぞれの軸受は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1及び第2のラジアル軸受が互いに軸方向に隣接する領域に位置する、前記第1のラジアル軸受の一端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径は、前記第1のラジアル軸受の他端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径よりも小さく、前記隣接する領域に位置する、前記第2のラジアル軸受の一端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径は、前記第2のラジアル軸受の他端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径よりも小さく、且つ、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の外表面はこれに対向する前記内表面と平行でない部分を有するように構成されたことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記固定体又は前記回転体のうちで外側に嵌合された方の内径を軸方向に変化させることにより、前記いずれかの発明に係わる回転機構が容易に製作でき、安価でありながら従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。この場合、内側に嵌合された部分の外表面の直径は全軸受幅にわたって一定であるのが、製作をより容易にするので、好ましい。 One aspect of the present invention includes the first and second radial bearings each including the hydrodynamic slide bearing in any one of the above-described inventions. Out of the rotating body or the fixed body at one end of the first radial bearing, where the first and second radial bearings are located in regions adjacent to each other in the axial direction when positioned coaxially of people who have engaged in, the diameter of the inner surface at the other end portion of said first radial bearing, of who the is fitted to the outside among the rotating body or the fixed body, than the diameter of the inner surface is small, located in the adjacent regions, the at one end portion of the second radial bearing, of who the is fitted to the outside among the rotating body or the fixed body, the diameter of the inner surface, the second At the other end of the radial bearing That, towards said fitted and outwardly of the rotating body or the fixed body, smaller than the diameter of the inner surface and the outer of the person who has been fitted to the inside in one of the fixed body or the rotating body The rotary anode type X-ray tube is characterized in that the surface has a portion that is not parallel to the inner surface facing the surface. In this rotating anode X-ray tube, wherein the inner diameter of the person who is engaged outwardly of the fixed body or the rotating body varying in the axial direction, the production either of the rotating mechanism according to the invention is readily It is possible to obtain a larger radial load capacity than the conventional one while being inexpensive. In this case, the diameter of the outer surface of the fitting portion inside a constant over the entire bearing width, so making it easier to manufacture, preferred.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、これらそれぞれの軸受は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1のラジアル軸受と前記第2のラジアル軸受とに軸方向に挟まれた領域の軸方向中央において前記固定体の中心軸に直交する中央断面が前記第2の表面又はその延長面と交わって出来る円から、それぞれのラジアル軸受の遠端部において前記中心軸に直交する端部断面が前記第1の表面と交わって出来る円を、見込んでできる円錐面に実質的に沿うように、前記第1の表面が、少なくとも部分的に、形成されていること、又は、前記中央断面が前記第1の表面又はその延長面と交わって出来る円から、それぞれのラジアル軸受の遠端部において前記中心軸に直交する端部断面が前記第2の表面と交わって出来る円を、見込んでできる円錐面に実質的に沿うように、前記第2の表面が、少なくとも部分的に、形成されていること、を特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して傾斜した場合において、前記第1のラジアル軸受を構成する前記回転体の表面と前記固定体の表面とが前記傾斜角度を含む断面と交差して出来る交線間の、近接する表面側における、半径方向距離の異差が従来よりも小さくなり、且つ、前記第2のラジアル軸受を構成する前記回転体の表面と前記固定体の表面とが前記傾斜角度を含む断面と交差して出来る交線間の、近接する表面側における、半径方向距離の異差が従来よりも小さくなり、両方のラジアル軸受が従来よりも大きな全圧力を生じる。結果として従来よりも大きなラジアル負荷容量を得ることができる。前記円錐面に沿った軸受面と対向する軸受面との成す角度は、前記回転体が前記固定体に対して最大の傾斜角を成して傾斜した場合における最大の傾斜角に実質的に等しいことが好ましい。本発明において、前記の中央断面は、前記軸方向中央位置において固定体の中心軸に直交する平面を表しており、前記の端部断面は、前記軸方向端部位置において固定体の中心軸に直交する平面を表しており、前記の延長面は、それぞれの表面を外挿又は内挿して軸方向に伸ばした面を表している。   One aspect of the present invention includes the first and second radial bearings each including the hydrodynamic slide bearing in any one of the above-described inventions. When positioned coaxially, a central section perpendicular to the central axis of the fixed body at the center in the axial direction of the region sandwiched between the first radial bearing and the second radial bearing is the second radial bearing. From the circle formed by crossing the surface or its extended surface, the circular cross section formed by crossing the first surface at the far end of each radial bearing and intersecting with the first surface is substantially conical. The first surface is formed at least partially so as to be in line with each other, or from the circle in which the central cross-section intersects the first surface or an extension thereof. At least a portion of the second surface is such that an end section perpendicular to the central axis at the far end of the bearing substantially conforms to a conical surface that can be expected to intersect with the second surface. The rotary anode X-ray tube is characterized in that it is formed. In this rotary anode type X-ray tube, when the rotary body is inclined at an inclination angle with respect to the fixed body, the surface of the rotary body and the surface of the fixed body constituting the first radial bearing The rotational difference between the intersections formed by crossing the cross section including the inclination angle on the adjacent surface side is smaller than that in the prior art, and constitutes the second radial bearing. Both radial bearings have a smaller difference in radial distance on the adjacent surface side between intersecting lines formed by crossing the cross section including the inclination angle between the surface of the body and the surface of the fixed body, compared to the conventional case. Produces a greater total pressure than before. As a result, a radial load capacity larger than the conventional one can be obtained. The angle formed between the bearing surface along the conical surface and the bearing surface opposite to the bearing surface is substantially equal to the maximum inclination angle when the rotating body is inclined at a maximum inclination angle with respect to the fixed body. It is preferable. In the present invention, the central cross section represents a plane orthogonal to the central axis of the fixed body at the axial center position, and the end cross section is aligned with the central axis of the fixed body at the axial end position. An orthogonal plane is shown, and the extension surface is a surface obtained by extrapolating or interpolating each surface and extending in the axial direction.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承する第1及び第2のラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記第1及び第2のラジアル軸受のそれぞれは、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記の回転体がその中心軸を前記固定体の中心軸に略一致させて回転するときに前記それぞれのラジアル軸受の軸受隙間内に生じる圧力がそれぞれの軸受の中央部分において最高に成って分布するようにそれぞれの軸受が構成されており、前記回転体を含む回転部分全体の重心は、前記第1のラジアル軸受の軸方向中央位置と前記第2のラジアル軸受の軸方向中央位置とで挟まれた軸方向領域に位置するように構成されたことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体に大きな外力が印加された場合に於ける前記回転中心軸の前記固定体の中心軸に対する傾斜角が小さくなるので、対向した軸受面間距離の軸方向位置による異差が小さくなり、ラジアル負荷容量が増大し易い。 One of the present invention comprises a vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, the rotation body In the rotary anode X-ray tube comprising an X-ray target attached and first and second radial bearings that substantially support the rotary body, each of the first and second radial bearings is A first surface of the fixed body; a second surface of the rotating body facing the first surface with a minute bearing gap; at least one of the first surface and the second surface; A hydrodynamic slide bearing including a spiral groove provided in the liquid metal lubricant and a liquid metal lubricant filled in the spiral groove, and the rotating body substantially coincides with the central axis of the fixed body. Bearing clearance of each radial bearing when rotating The respective bearings are configured so that the pressure generated at the center is distributed at the maximum in the central portion of each bearing, and the center of gravity of the entire rotating portion including the rotating body is the axial center of the first radial bearing. A rotary anode type X-ray tube configured to be located in an axial region sandwiched between a position and an axial center position of the second radial bearing. In this rotary anode type X-ray tube, when a large external force is applied to the rotating body, the inclination angle of the rotating central axis with respect to the central axis of the fixed body becomes small. The difference due to the directional position becomes small, and the radial load capacity tends to increase.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承する第1及び第2のラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記第1及び第2のラジアル軸受のそれぞれは、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1のラジアル軸受の直径及び軸受幅と前記第2のラジアル軸受の直径及び軸受幅がそれぞれ実質的に同一であり、前記回転体を含む回転部分全体の重心が前記第1のラジアル軸受と前記第2のラジアル軸受との間の軸方向の略中央位置に存するように構成されていることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、前記回転体に大きな遠心力が作用した場合に、前記第1及び前記第2のラジアル軸受による回転モーメントが生じず、前記回転体は傾斜することなく半径方向に変位するので互いに近づく前記第1の表面及び前記第2の表面の間で大きな圧力が大きな面積にわたって生じ、大きなラジアル負荷容量を得ることができる。この回転陽極型X線管では前記回転体の表面と固定体の表面とがそれぞれ軸受幅方向に一定であることが、製作が容易であるので、好ましい。また、軸受隙間の寸法は、15μmより大きいことが軽負荷時の回転トルクが小さく出来ることと制作が容易であることから好ましい。前記重心の位置は、前記中央位置と丁度一致するのが好ましいが、前記回転体の傾斜の程度が実質的に無視できる程度に限定できる距離だけ前記中央位置から離れていても許容される。 One of the present invention comprises a vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, the rotation body In the rotary anode X-ray tube comprising an X-ray target attached and first and second radial bearings that substantially support the rotary body, each of the first and second radial bearings is A first surface of the fixed body; a second surface of the rotating body facing the first surface with a minute bearing gap; at least one of the first surface and the second surface; A hydrodynamic slide bearing including a helical groove provided in the liquid crystal and a liquid metal lubricant filled therein, the diameter and the bearing width of the first radial bearing, and the second radial bearing. The diameter and the bearing width are substantially the same, A rotary anode type characterized in that the center of gravity of the entire rotating part including the rotary member is located at a substantially central position in the axial direction between the first radial bearing and the second radial bearing. X-ray tube. In this rotary anode type X-ray tube, when a large centrifugal force acts on the rotating body, no rotational moment is generated by the first and second radial bearings, and the rotating body is not inclined and is not inclined. Due to the displacement, a large pressure is generated over a large area between the first surface and the second surface approaching each other, and a large radial load capacity can be obtained. In this rotary anode type X-ray tube, it is preferable that the surface of the rotating body and the surface of the fixed body are respectively constant in the bearing width direction, because manufacturing is easy. Further, the size of the bearing gap is preferably larger than 15 μm because the rotational torque at light load can be reduced and the production is easy. The position of the center of gravity is preferably exactly the same as the center position, but it is allowed even if the center of gravity is separated from the center position by a distance that can be limited to such an extent that the inclination of the rotating body can be substantially ignored.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成るそれぞれの前記ラジアル軸受の、各軸方向位置に対応する軸受隙間の寸法を、それぞれの軸受幅の全幅にわたって軸方向に平均した値が15μmよりも大きいことを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、軽負荷時の回転トルクが小さく出来ることと、制作が容易であることと、回転体又は前記固定体の変形を許容出来ることと、軸受隙間寸法の経時変化を許容できること、等の特長を持ち、且つ、大きなラジアル負荷容量を得ることができる。   One aspect of the present invention is the method according to any one of the above-described aspects, in which the radial dimension of each radial bearing including the hydrodynamic slide bearing is determined in the axial direction over the entire width of each bearing width. A rotating anode type X-ray tube characterized in that the average value is larger than 15 μm. With this rotating anode type X-ray tube, the rotational torque at light load can be reduced, the production is easy, the deformation of the rotating body or the fixed body can be allowed, and the change in the bearing clearance dimension with time. It has features such as being acceptable, and a large radial load capacity can be obtained.

本発明の一つは、前記いずれかの発明において、前記動圧式すべり軸受から成るそれぞれの前記ラジアル軸受を構成する軸受溝の深さ寸法は、軸受隙間寸法の最小値以上であり、且つ軸受隙間寸法の最大値以下であることを特徴とする回転陽極型X線管である。この回転陽極型X線管では、製作が容易でありながら大きなラジアル負荷容量を得ることができる。また、動作条件が変わっても安定な動作を維持しやすい。前記軸受溝の深さは前記軸受幅全体にわたって実質的に同一の寸法であることが、製作が容易であるので、好ましい。   One of the present invention is the invention according to any one of the above-mentioned inventions, wherein the depth dimension of the bearing groove constituting each of the radial bearings composed of the hydrodynamic slide bearing is equal to or greater than the minimum value of the bearing clearance dimension. It is a rotary anode type X-ray tube characterized by having a dimension less than the maximum value. In this rotary anode type X-ray tube, a large radial load capacity can be obtained while being easy to manufacture. Moreover, it is easy to maintain a stable operation even if the operating conditions change. It is preferable that the depth of the bearing groove be substantially the same dimension over the entire bearing width because it is easy to manufacture.

本発明の一つは、真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、液体金属を潤滑剤とする動圧すべり軸受からなっており前記回転体を実質的に支承する少なくとも1個のラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管の製造方法において、前記固定体は第1の表面を有するように、前記回転体は第2の表面を有するように、前記回転体を前記固定体に正規のとおりに嵌合して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合において、前記固定体と前記回転体の前記傾斜角度を含む断面が前記第1の表面及び前記第2の表面とそれぞれ交わって出来る第1の交線及び第2の交線の、同一の軸方向位置における、それぞれの接線同士が成す接線間角度が前記傾斜角度よりも小さくなる小傾斜差部分が生じ、この小傾斜差部分が、連続的に、又は間欠的に、軸方向に所定の幅にわたって広がるように、前記固定体及び/又は前記回転体を加工する工程と、前記固定体の第1の表面又は前記回転体の第2の表面にらせん溝を形成する工程と、前記固定体と前記回転体とを嵌合した場合にこれらに挟まれて形成される隙間に前記液体金属潤滑剤を供給する工程と、を含むことを特徴とする回転陽極型X線管の製造方法である。特に、前記固定体と前記回転体とを、又は片方を適当な形状の冶工具に代えて、嵌合し、この隙間に研磨剤を充填した状態で、実際の動作時に印加されるのと同等の外力を回転陽極の回転部分全体の重心に位置する場所に印加しつつ、互いに押圧しながら表面加工する工程を含むことが好ましい。この製造方法を採用すると、動作時に対向面間の相対関係が良好になり、極めて大きな遠心力に耐える回転陽極型X線管を容易に生産できる。前記の傾斜角度は、前記回転体の実質的な中心軸と前記固定体の実質的な中心軸とが成す角度を表しており、前記の許容範囲は、前記液体金属潤滑剤が供給されておらず、且つ前記回転体が回転していない状態で、前記回転陽極型X線管の実動作条件と同程度以下の定められた外力が回転陽極の回転部分全体の重心位置に相当する場所に印加されたときの前記傾斜角度を表している。又、傾斜角度を含む断面は、前記固定体の中心軸と、これに対して傾斜した前記回転体の中心軸とを含む平面を表している。正規の通りとは、実使用と同等の相対関係にある状態を表している。 One of the present invention comprises a vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, the rotation body A rotary anode X-ray tube comprising: an attached X-ray target; and at least one radial bearing comprising a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal as a lubricant and substantially supporting the rotating body. in the manufacturing method, the fixed body so as to have a first surface, said rotary body to have a second surface, forming an inclination angle the rotary body fitted in as normal to the fixed body Then, when the tilt is maximized within an allowable range, a first intersection line formed by a cross section including the tilt angle of the fixed body and the rotating body intersecting the first surface and the second surface, respectively. And the second intersection line at the same axial position. A small inclination difference portion in which an angle between tangent lines formed by the respective tangent lines becomes smaller than the inclination angle, and the small inclination difference portion spreads continuously or intermittently over a predetermined width in the axial direction. As described above, the step of processing the fixed body and / or the rotary body, the step of forming a spiral groove on the first surface of the fixed body or the second surface of the rotary body, the fixed body and the rotation a step of supplying the liquid metal lubricant in the gap formed by being sandwiched between the when fitting a body, a method of manufacturing a rotating anode X-ray tube, which comprises a. In particular, the fixed body and said rotating body, or in place of the one in the jigs and tools suitable shape, fitted in a state filled with abrasive into the gap, equivalent to that applied at the time of actual operation It is preferable to include a step of performing surface processing while applying pressure to each other while applying the external force to a place located at the center of gravity of the entire rotating portion of the rotating anode. When this manufacturing method is adopted, the relative relationship between the opposing surfaces becomes good during operation, and a rotating anode X-ray tube that can withstand extremely large centrifugal force can be easily produced. The inclination angle represents an angle formed by a substantial central axis of the rotating body and a substantial central axis of the fixed body, and the allowable range is not supplied with the liquid metal lubricant. In the state where the rotating body is not rotating, a predetermined external force equal to or less than the actual operating condition of the rotating anode type X-ray tube is applied to a place corresponding to the center of gravity position of the entire rotating portion of the rotating anode. It represents the tilt angle when it is done. The cross section including the inclination angle represents a plane including the central axis of the fixed body and the central axis of the rotating body inclined with respect to the fixed body. The regular street represents a state having a relative relation equivalent to actual use.

本発明の一つは、上記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管又は上記の発明に係わる方法で製造された回転陽極型X線管と、この回転陽極型X線管を収納する収納容器と、前記回転陽極型X線管を前記収納容器に固定する保持機構と、前記回転陽極型X線管の前記真空容器の外から前記回転陽極型X線管内の前記回転体に回転トルクを与えるステータと、前記回転陽極型X線管内で電子を放出する陰極に負の高電圧を供給する為の手段とを具備したことを特徴とする回転陽極型X線管装置である。前記高電圧供給手段は、例えば、管内配線や高電圧コネクタや高電圧ケーブル等で構成される。この回転陽極型X線管装置では従来に比べて極端に大きな遠心力に耐えることが出来るので、このX線管装置装置を採用することによって従来実現しなかった超高速スキャン型CTスキャナを実現できる。   One aspect of the present invention is a rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions, or a rotary anode X-ray tube manufactured by the method according to the above invention, and a storage for storing the rotary anode X-ray tube. Rotating torque is applied to the rotating body in the rotating anode X-ray tube from outside the vacuum container of the rotating anode X-ray tube, a holding mechanism for fixing the rotating anode X-ray tube to the storage container, and A rotating anode type X-ray tube device comprising: a stator to be provided; and means for supplying a negative high voltage to a cathode that emits electrons in the rotating anode type X-ray tube. The high voltage supply means includes, for example, an in-pipe wiring, a high voltage connector, a high voltage cable, or the like. Since this rotating anode type X-ray tube device can withstand extremely large centrifugal force as compared with the prior art, the use of this X-ray tube device device makes it possible to realize an ultra-high speed scanning CT scanner that was not previously realized. .

本発明の一つは、前記いずれかの発明に係わる回転陽極型X線管又は前記の発明に係わる方法で製造された回転陽極型X線管又は前記の発明に係わる回転陽極型X線管装置と、これを搭載して中心軸の回りに回転できる回転架台と、この回転架台を回転自在に支承する固定架台と、前記回転陽極型X線管又は前記回転陽極型X線管装置から放射されて被照射体を透過したX線を検出するX線検出器と、このX線検出器の出力を用いて前記被照射体の断面を表示する装置と、を含むことを特徴とするX線CTスキャナである。このX線CTスキャナでは従来よりもスキャン時間を短くしてより時間分解能に優れた断層画像を得ることが出来る。   One aspect of the present invention is a rotary anode X-ray tube according to any one of the above inventions, a rotary anode X-ray tube manufactured by the method according to the above invention, or a rotary anode X-ray tube apparatus according to the above invention. And a rotating gantry that can be rotated about the central axis by mounting it, a stationary gantry that rotatably supports the rotating gantry, and the rotating anode X-ray tube or the rotating anode X-ray tube device. An X-ray CT comprising: an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the irradiated object; and a device that displays a cross section of the irradiated object using an output of the X-ray detector. It is a scanner. With this X-ray CT scanner, it is possible to obtain a tomographic image with better time resolution by shortening the scanning time than before.

本発明を採用すると、陽極熱容量が極めて大きくて、極めて大きな遠心力に耐えられる、コンパクトな回転陽極型X線管装置を、特別な工程や特殊な製造設備を必要とせずに容易に安定して量産することができ、これまでに存在しなかった超高速スキャン型CTスキャナに使用できる回転陽極型X線管装置を提供することが出来る。具体的には、回転陽極に大きな遠心力が作用したときに、回転陽極の中心軸が微小な変位を生じると共に微小な角度を成して傾斜するが、このときに軸受表面が片当りしないため部分的な磨耗が生じないだけでなく、傾斜角度が大きくなるにしたがって、軸受面同士が実質的により平行に近接し、大きな圧力を広い面積にわたって生じる。結果として、同一サイズの従来形軸受を採用した、無負荷時に同一の回転トルクを有する、回転陽極型X線管装置と比較すると7倍程度大きなラジアル負荷容量を得ることが出来る。又、軸受隙間寸法の、回転中心軸に沿った方向での、平均値は大きな値になっているために、回転トルクは十分に小さな値になっている。無負荷時における回転トルクが小さいだけでなく、高負荷時においても軸受両端部の軸受隙間内の面間距離の周方向平均値が大きくなっているので回転トルクは十分に小さな値となる。更に、軸受を構成する軸受回転体又は軸受固定体が大きなラジアル荷重を受けてある程度変形した場合でも十分に安定に作動させることが出来る。逆に、それほど大きな外力が作用しない用途に使用する場合には、回転陽極を従来よりも小型に出来るので、よりコンパクトな回転陽極型X線管装置を提供できる。   By adopting the present invention, a compact rotary anode X-ray tube device that has a very large anode heat capacity and can withstand extremely large centrifugal force can be easily and stably produced without requiring any special process or special manufacturing equipment. It is possible to provide a rotary anode type X-ray tube apparatus that can be mass-produced and can be used for an ultrahigh-speed scanning CT scanner that has not existed before. Specifically, when a large centrifugal force acts on the rotating anode, the central axis of the rotating anode causes a slight displacement and tilts at a minute angle, but at this time the bearing surface does not hit one side. Not only does partial wear occur, but as the angle of inclination increases, the bearing surfaces are brought closer together in a substantially parallel manner, creating a large pressure over a large area. As a result, it is possible to obtain a radial load capacity that is about seven times larger than that of a rotary anode X-ray tube device that employs a conventional bearing of the same size and has the same rotational torque when no load is applied. Further, since the average value of the bearing clearance dimension in the direction along the rotation center axis is a large value, the rotational torque is a sufficiently small value. Not only is the rotational torque at no load small, but also the rotational torque is sufficiently small because the average value in the circumferential direction of the distance between the surfaces of the bearing gaps at both ends of the bearing is large even at high loads. Furthermore, even when the bearing rotating body or the bearing fixed body constituting the bearing is deformed to some extent by receiving a large radial load, it can be operated sufficiently stably. On the other hand, when used in applications where a large external force does not act, the rotary anode can be made smaller than before, so that a more compact rotary anode X-ray tube device can be provided.

本発明に係わる最良の形態の回転陽極型X線管は、液体金属を潤滑剤とした動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受と2個のスラスト軸受とを含んでおり、これらのすべり軸受がそれぞれ回転陽極の回転中心軸に直角の方向及び回転中心軸に沿った方向に軸受力を発生して回転陽極を回転自在に支承する回転機構を含んでいる。前記第1及び第2のラジアル軸受は回転中心軸方向に互いに分離距離を保って同軸に形成されており、これらのラジアル軸受で前記回転陽極の実質的な全ラジアル荷重を受けるようになっている。前記第1及び第2のラジアル軸受はそれぞれ第1及び第2の端部を有しており、第1のラジアル軸受の第2端部は第2のラジアル軸受の第1端部との間に定められた分離距離を保って軸受中間部領域を形成している。前記第1のラジアル軸受の第1端部及び前記第2のラジアル軸受の第2端部とはそれぞれ軸受前端部領域と軸受後端部領域を形成している。前記分離距離が保たれている部分では、液体金属から成る潤滑剤に実質的に圧力が生じないように軸受回転体と軸受固定体の隙間は十分に大きくなっている。   The best mode rotary anode X-ray tube according to the present invention includes first and second radial bearings and two thrust bearings composed of a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal as a lubricant. Each of the plain bearings includes a rotation mechanism for generating a bearing force in a direction perpendicular to the rotation center axis of the rotary anode and a direction along the rotation center axis so as to rotatably support the rotary anode. The first and second radial bearings are coaxially formed with a separation distance from each other in the direction of the rotation center axis, and these radial bearings receive substantially the entire radial load of the rotary anode. . The first and second radial bearings have first and second ends, respectively, and the second end of the first radial bearing is between the first end of the second radial bearing. The bearing intermediate region is formed while maintaining a predetermined separation distance. The first end portion of the first radial bearing and the second end portion of the second radial bearing form a bearing front end region and a bearing rear end region, respectively. In the portion where the separation distance is maintained, the gap between the bearing rotating body and the bearing fixed body is sufficiently large so that substantially no pressure is generated in the lubricant made of liquid metal.

前記第1のラジアル軸受及び前記第2のラジアル軸受は前記軸受中間部領域の近傍に於ける軸受隙間の寸法が例えば5μm程度に小さくなっている。前記軸受隙間の寸法は前記軸受前端部領域及び前記軸受後端部領域に向って徐々に大きくなっており、前記軸受前端部領域の最端部では例えば40μm程度の大きさになっている。軸受隙間寸法の中心軸方向における変化は、前記軸受回転体の前記軸受前端部領域に存する一部分の表面が対向する前記軸受固定体の表面に接触し、前記軸受回転体の前記軸受後端部領域に存する一部分の表面が反対方向において対向する前記軸受固定体の表面に接触するように、回転中心軸が許容された最大限度まで傾斜した場合に、前記軸受回転体の表面と前記軸受固定体の表面とが最近接した側においてこれらの表面が実質的に互いに平行に成るように決められている。つまり、前記軸受回転体が最大限度まで任意の方向に傾斜した場合に局部的な領域にある表面のみが接触することが無く、軸受幅全体において同じように接近するようになっている。   In the first radial bearing and the second radial bearing, the size of the bearing gap in the vicinity of the bearing middle region is as small as about 5 μm, for example. The size of the bearing gap gradually increases toward the bearing front end region and the bearing rear end region, and is about 40 μm at the outermost end of the bearing front end region. The change in the axial direction of the bearing clearance dimension is such that a part of the surface of the bearing rotating body in the front end region of the bearing contacts the surface of the bearing fixed body facing, and the bearing rear end region of the bearing rotating body. When the rotation center axis is tilted to the maximum allowable level so that the surface of a part of the bearing is in contact with the surface of the bearing fixing body facing in the opposite direction, the surface of the bearing rotating body and the bearing fixing body On the side closest to the surfaces, these surfaces are determined to be substantially parallel to each other. That is, when the bearing rotating body is tilted in an arbitrary direction to the maximum extent, only the surface in the local region does not come into contact, and the entire bearing width approaches the same.

前記軸受回転体及び前記軸受固定体の表面は例えば1μm以上の鋭利な凹凸を持たないように極めて平坦になっており、互いに近接した場合に凹凸の一部分が局部的に接触せずに、広い面積を有して面接触するようになっている。このようにして、前記軸受回転体を最大限に傾斜させた場合に広い面積を保った状態で面接触するようになっている。したがって、大きな外力を受けて、前記回転陽極の回転部分全体の重心が変位すると共に、前記軸受回転体の中心軸が前記軸受固定体の中心軸に対して傾斜した場合に、前記軸受回転体の表面の一部分がほぼ平行な隙間を保ちながら対向する前記軸受固定体の表面に接近するので、潤滑剤から広い表面にわたって極めて大きな反発圧力を受け、前記軸受回転体が更に変位又は傾斜しようとする場合には他端部分が近接するようになり、前記と同様に広い表面にわたってきわめて大きな反発圧力を受けて平衡に至る。この場合に前記軸受回転体の中心軸の傾斜角度の最大値は十分に小さな値であり、回転陽極型X線管の特性に実質的に何らの悪影響をも与えない。   The surfaces of the bearing rotating body and the bearing fixed body are extremely flat so as not to have sharp irregularities of, for example, 1 μm or more, and when they are close to each other, a part of the irregularities is not locally contacted and has a large area. It has a surface contact. In this way, when the bearing rotating body is tilted to the maximum extent, surface contact is made with a large area maintained. Accordingly, when the center of gravity of the entire rotating portion of the rotating anode is displaced due to a large external force and the center axis of the bearing rotating body is inclined with respect to the center axis of the bearing fixing body, the bearing rotating body When a part of the surface approaches the surface of the bearing fixed body facing the surface while maintaining a substantially parallel gap, the bearing rotating body tends to be further displaced or inclined due to an extremely large repulsive pressure from a lubricant over a wide surface. , The other end portion comes close to each other, and in the same manner as described above, a very large repulsive pressure is applied over a wide surface to reach equilibrium. In this case, the maximum value of the inclination angle of the central axis of the bearing rotating body is a sufficiently small value, and does not substantially have any adverse effect on the characteristics of the rotary anode type X-ray tube.

上記の作用は、前記軸受回転体の中心軸に沿った方向に一様な寸法の軸受隙間を有する従来の軸受において、前記軸受回転体の中心軸と前記軸受固定体の中心軸が平行を保った状態で前記軸受回転体の表面が前記軸受固定体の表面に接近した場合に類似している。しかしながら、このように中心軸が互いに平行状態を保ちながら変位するのは、前記第1のラジアル軸受と前記第2の軸受とが同一の特性を有し、前記回転陽極の回転部分全体の重心が両ラジアル軸受の丁度中間位置に一致する特殊な場合に限られる。実際の回転陽極型X線管ではこのような条件を満たすのは容易ではなく、且つ、一般的でない。上記にような軸方向に傾斜した軸受隙間を設けた場合には、実際の回転陽極型X線管でよくあるように、前記回転陽極の回転部分全体の重心が軸受の端部又は軸受を外れた位置にあっても、十分に大きなラジアル負荷容量を持つことになり、コンパクトで大きなラジアル負荷容量を持つ回転陽極型X線管を容易に実現できる。   In the conventional bearing having a bearing gap of a uniform dimension in the direction along the central axis of the bearing rotating body, the above-described action is achieved by keeping the central axis of the bearing rotating body and the central axis of the bearing fixing body parallel. This is similar to the case where the surface of the bearing rotating body approaches the surface of the bearing fixing body in a state of being in a state of being in a closed state. However, the central axes are displaced while being kept parallel to each other in this way because the first radial bearing and the second bearing have the same characteristics, and the center of gravity of the entire rotating portion of the rotating anode is Only in special cases where the radial position of both radial bearings is exactly the same. In an actual rotating anode X-ray tube, it is not easy and general to satisfy such a condition. When the bearing gap inclined in the axial direction as described above is provided, the center of gravity of the entire rotating portion of the rotating anode deviates from the end of the bearing or the bearing, as is the case with an actual rotating anode X-ray tube. Even if it is in the position, it will have a sufficiently large radial load capacity, and a rotary anode X-ray tube having a compact and large radial load capacity can be easily realized.

前記軸受回転体又は前記軸受固定体が予定のラジアル荷重を受けた場合に弾性変形を生じることが分かっている場合には、予定のラジアル荷重を受けた場合において、前記のように、前記軸受回転体の表面と前記軸受固定体の表面とが実質的に同じ間隔を保ちながら接近するように、予め軸受隙間の寸法の軸方向分布が前記弾性変形を考慮した軸方向位置の関数となるように決められる。したがって、前記軸受回転体又は軸受固定体の剛性を必要以上に大きくする必要が無く、コンパクトな回転陽極を実現できる。   When it is known that the bearing rotating body or the bearing fixed body undergoes elastic deformation when subjected to a predetermined radial load, the bearing rotation as described above is performed when the predetermined radial load is received. The axial distribution of the size of the bearing gap is a function of the axial position in consideration of the elastic deformation so that the surface of the body and the surface of the bearing fixed body approach each other while maintaining substantially the same distance. It is decided. Therefore, it is not necessary to increase the rigidity of the bearing rotating body or the bearing fixed body more than necessary, and a compact rotating anode can be realized.

以上に述べたよう軸受部分を構成すると、回転トルクを小さく保った状態で極めて大きなラジアル負荷容量を有するラジアル軸受を実現でき、超高速スキャン型CTスキャナに使用できる回転陽極型X線管を提供することができる。以下に、実施例を用いて本発明の実施形態及び作用についてより具体的且つ詳細に説明する。 When constituting the bearing part as described above, can be realized radial bearing with a very large radial load capacity while maintaining small rotational torque, provides a rotating anode X-ray tube which can be used for ultra high-speed scan type CT scanner can do. Hereinafter, the embodiment and operation of the present invention will be described more specifically and in detail using examples.

図1及び図2を参照して本発明の回転陽極型X線管の構造及び構成について説明する。これらの図において、同じ部分は同じ番号を付して表している。図1は、本発明に係わる回転陽極型X線管の要部を表す断面図であって、1は内部の真空空間1aを高真空に保つ真空容器であり、2は真空容器1内に在って電子を放出する陰極であり、3は陰極2から放出された電子が入射してX線を放出するX線ターゲットであり、4はX線ターゲット3から放出されたX線を真空容器1の外部に取り出す為のX線照射窓である。図1において、10はX線ターゲット3を回転自在に支承する回転機構であり、20は回転機構10の内でX線ターゲット3を回転する為の回転構造体であり、30は回転構造体20に一部分が嵌合されて回転構造体20を回転自在に支承する固定構造体であり、40は真空容器1の外から回転構造体20に回転力を付与するステータである。 The structure and configuration of the rotary anode X-ray tube of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part of a rotary anode X-ray tube according to the present invention, wherein 1 is a vacuum vessel for keeping the internal vacuum space 1a at a high vacuum, and 2 is in the vacuum vessel 1. The cathode 3 emits electrons, 3 is an X-ray target that emits X-rays when electrons emitted from the cathode 2 are incident, and 4 is an X-ray target that emits X-rays from the X-ray target 3. It is the X-ray irradiation window for taking out outside. In FIG. 1, 10 is a rotation mechanism for rotatably supporting the X-ray target 3, 20 is a rotation structure for rotating the X-ray target 3 in the rotation mechanism 10 , and 30 is a rotation structure 20. a portion is a fixed structure for rotatably supporting the rotary structure 20 is fitted, 40 is a stator for imparting a rotational force to the rotary structure 20 from the outside of the vacuum container 1.

回転構造体20は、X線ターゲット3を同軸的に取り付けたターゲット支持体21と、ターゲット支持体21に同軸的に接合された第1の回転体部材22と、第1の回転体部材22に同軸的に取り付けられた第2の回転体部材23と、第2の回転体部材23に同軸的に取り付けられた第3の回転体部材24とを含んでいる。モリブデン合金でできたターゲット支持体21の先端部にX線ターゲット3が陽極固定ネジ5によって取り付けられており、ターゲット支持体21の他端部は第1の回転体部材22の一端部22aに溶接等により接続されており、第1の回転体部材22の他端部22bは第2の回転体部材23の一端部23aにネジ等で接続されており、第2の回転体部材23の他端部23bは第3の回転体部材24の一部分24aに図示しないネジ等により接続されている。更に、ターゲット支持体21にはX線ターゲット3からの輻射熱を遮蔽する為の遮蔽筒6が同軸的に取り付けられている。 The rotary structure 20 includes a target support 21 to which the X-ray target 3 is coaxially attached, a first rotary body member 22 that is coaxially joined to the target support 21, and a first rotary body member 22. A second rotating body member 23 that is coaxially attached and a third rotating body member 24 that is coaxially attached to the second rotating body member 23 are included. The X-ray target 3 is attached to the tip of a target support 21 made of molybdenum alloy by an anode fixing screw 5, and the other end of the target support 21 is welded to one end 22 a of the first rotary member 22. The other end 22b of the first rotating member 22 is connected to one end 23a of the second rotating member 23 with a screw or the like, and the other end of the second rotating member 23 The portion 23b is connected to a part 24a of the third rotating member 24 by screws or the like (not shown). Further, a shielding cylinder 6 for shielding radiation heat from the X-ray target 3 is coaxially attached to the target support 21.

第1の回転体部材22の外側にロータ26が第1の回転体部材22と同軸的に設けられており、第1の回転体部材22の一端部22aの近傍で溶接等によって接合されている。第3の回転体部材24の図示上端部は回転体径小部24bを形成しており、その図示上端部分には回転蓋27がネジ等によって接続されており、図示下端部には2分割された回転環状体28がネジ等によって接続されている。ロータ26は銅等のように電気伝導率の大きな材質でできており、ロータ26の図示下半分は図示上半分よりも径が大きくなっている。ステータ40の回転磁束によりロータ26の図示下半分は回転構造体20に大きな回転トルクを与えるようになっている。第1の回転体部材22は、純鉄等の磁性材料でできており、ロータ26との上記接合部以外で隙間を保って実質的に平行に構成されており、上記回転磁束の通路を形成している。第2の回転体部材23は50重量%の鉄と50重量%のニッケルの合金(TNF)等の熱伝導率が小さな材質でできており、第1の回転体部材22と第3の回転体部材24とは前記それぞれの接続部分以外で隙間を保っている。第3の回転体部材24及び回転蓋27は鉄合金工具鋼SKD11(JIS規格)等のすべり軸受に適した材質でできており、第1の回転体部材22及び第2の回転体部材23との間に前記接続部分以外で隙間を保って非接触に構成されている。X線ターゲット3の熱はターゲット支持体21と第1の回転体部材22と第2の回転体部材23とを経由してすべり軸受が形成された第3の回転体部材24に伝導されるようになっている。 A rotor 26 is provided on the outer side of the first rotating body member 22 coaxially with the first rotating body member 22, and is joined by welding or the like in the vicinity of one end 22a of the first rotating body member 22. . The upper end portion of the third rotating body member 24 shown in the figure forms a rotating body diameter small portion 24b. A rotating lid 27 is connected to the upper end portion of the drawing by a screw or the like, and the lower end portion of the third rotating body member 24 is divided into two parts. The rotating annular bodies 28 are connected by screws or the like. The rotor 26 is made of a material having a high electrical conductivity such as copper, and the lower half of the rotor 26 in the drawing has a diameter larger than that of the upper half in the drawing. The lower half of the rotor 26 shown in the figure gives a large rotational torque to the rotating structure 20 by the rotating magnetic flux of the stator 40. The first rotating member 22 is made of a magnetic material such as pure iron, and is configured to be substantially parallel with a gap other than the joint portion with the rotor 26 to form the passage of the rotating magnetic flux. is doing. The second rotating member 23 is made of a material having a small thermal conductivity such as an alloy of 50 wt% iron and 50 wt% nickel (TNF), and the first rotating member 22 and the third rotating member. A gap is maintained between the member 24 and other than the connecting portions. The third rotary member 24 and the rotary lid 27 are made of a material suitable for a sliding bearing such as iron alloy tool steel SKD11 (JIS standard), and the first rotary member 22 and the second rotary member 23 Between these, it is comprised without contact, maintaining a clearance gap except for the said connection part. The heat of the X-ray target 3 is conducted through the target support 21, the first rotating member 22 and the second rotating member 23 to the third rotating member 24 in which a slide bearing is formed. It has become.

固定構造体30には、図示中央部に固定胴体部分31が、固定胴体部分31の図示上端部に上方肩部31aと固定体径小部分31bが、固定胴体部分31の図示下端部に陽極固定部分31cとが形成されている。固定体径小部分31bには、上方肩部31aと中心軸C−C’に沿った方向に離れて対向するように軸受円板32が同軸的に取り付けられている。軸受円板32は固定胴体部分31に対して相対的に回転できないが、固定胴体部分31の中心軸C−C’に対して小さな角度で傾斜できるように固定体径小部分31bに取り付けられている。固定胴体部分31と軸受円板32とはSKD11等のすべり軸受に適した材質でできている。陽極固定部分31cの端部周辺部が封止リング1cを介して真空容器1の絶縁体部分1bに気密に接続され、内部が排気されて真空空間1aを形成する。本実施例では、陽極固定胴体部分31と真空容器1とは絶縁体部分1bと絶縁体8で電気的に分離されており、中性点接地方式の高電圧電源が使用できる。陽極接地方式の電源を使用できるようにするのは容易である。 The fixed structure 30 has a fixed body portion 31 at the center of the figure, an upper shoulder 31a and a small fixed body diameter part 31b at the upper end of the fixed body part 31, and an anode fixed at the lower end of the fixed body part 31 in the figure. A portion 31c is formed. A bearing disc 32 is coaxially attached to the small fixed body diameter portion 31b so as to face the upper shoulder portion 31a in the direction along the central axis CC ′. The bearing disc 32 cannot be rotated relative to the fixed body portion 31 but is attached to the small fixed body portion 31b so as to be inclined at a small angle with respect to the central axis CC ′ of the fixed body portion 31. Yes. The fixed body portion 31 and the bearing disc 32 are made of a material suitable for a sliding bearing such as SKD11. The periphery of the end of the anode fixing portion 31c is hermetically connected to the insulator portion 1b of the vacuum vessel 1 through the sealing ring 1c, and the inside is evacuated to form the vacuum space 1a. In this embodiment, the anode fixing body portion 31 and the vacuum vessel 1 are electrically separated by the insulator portion 1b and the insulator 8, and a neutral voltage grounding type high voltage power supply can be used. It is easy to use an anode grounding type power supply.

陽極固定部分31cの図示下端部には陽極固定金具7が、径が大きい円周上に配列された、図示しない、ネジによって周辺部で接続されており、陽極固定金具7は絶縁体8を介して、ステータを固定したステータ固定金具9に接続されている。ステータ固定金具9は、真空容器1に接続された金具9aに接続されており、金具9aは真空容器支持金具9bに接続されている。これらは大きな剛性をもっており、大きな遠心力に耐えるように構成されているので絶縁体部分1b等に過大な応力が生じないようになっている。これらは、X線管の保持機構としての役割をもっており、絶縁油を収容した図示しない回転陽極型X線管の収納容器に固定されて回転陽極型X線管装置を構成している。   The anode fixing bracket 7 is connected to the lower end portion of the anode fixing portion 31c on the periphery with a screw (not shown) arranged on a circumference having a large diameter, and the anode fixing bracket 7 is interposed via an insulator 8. The stator is fixed to the stator fixing bracket 9 that fixes the stator. The stator fixing fitting 9 is connected to a fitting 9a connected to the vacuum vessel 1, and the fitting 9a is connected to a vacuum vessel support fitting 9b. Since these have large rigidity and are configured to withstand a large centrifugal force, excessive stress is not generated in the insulator portion 1b and the like. These have a role as a holding mechanism of the X-ray tube, and are fixed to a storage container of a rotary anode X-ray tube (not shown) that contains insulating oil to constitute a rotary anode X-ray tube device.

固定胴体部分31と陽極固定金具7の中央部には冷却穴31fが設けられており、陽極固定金具7の側壁から導入された冷却管7aが冷却穴31f内に挿入されている。動作時には冷却管7aの陽極固定金具7の側壁側から流入した絶縁油が冷却管7aの図示上端から噴出して冷却管7aの外側と冷却穴31fの内壁との間を通り、陽極固定金具7の側壁に設けられた複数の通過穴7bを通過して真空容器1の外壁等を冷却するように流れる。このようにして、後述する軸受部分が十分に冷却されるようになっている。   A cooling hole 31f is provided in the central portion of the fixed body portion 31 and the anode fixing bracket 7, and a cooling pipe 7a introduced from the side wall of the anode fixing bracket 7 is inserted into the cooling hole 31f. In operation, the insulating oil flowing in from the side wall side of the anode fixing bracket 7 of the cooling pipe 7a is ejected from the upper end of the cooling pipe 7a and passes between the outside of the cooling pipe 7a and the inner wall of the cooling hole 31f. It flows so as to cool the outer wall and the like of the vacuum vessel 1 through a plurality of through holes 7b provided in the side wall of the vacuum vessel 1. In this way, a bearing portion described later is sufficiently cooled.

次に、図1の主要部を拡大して断面表示し、固定構造体30の一部のみを非断面表示した図2を参照して軸受部分についてより詳しく説明する。軸受円板32の図示右面及び図示左面にはヘリンボーン形状のらせん溝GA1及びGA2が設けられており、軸受円板32の図示右面は回転蓋27の周辺部分の図示左面と20μm程度の軸受隙間を保って対向しており、軸受円板32の図示左面は第3の回転体部材24の一部分が環状に内部に突出した回転体突出部24cの図示右面と20μm程度の軸受隙間を保って対向している。それぞれのらせん溝GA1、GA2内及びそれぞれの軸受隙間には、動作時に液体であるガリウム-インジウム-錫(Ga−In−Sn)合金から成る液体金属潤滑剤LMが満たされており、それぞれが、互いに反対方向の、中心軸C−C’に沿った方向に動圧を発生する2個のスラスト軸受BA1、BA2を形成している。見やすくする為に液体金属潤滑剤LMは図示していない。回転体突出部24cの図示左面と固定胴体部分31の図示右面とは1mm程度の大きな隙間を保って対向しており、液体金属潤滑剤LMが供給されている。固定体径小部分31bの図示右端部表面と回転蓋27の中央部分の表面とは最小0.5mm程度の隙間を保って対向しておりこの隙間には液体金属潤滑剤LMが供給されている。 Next, the bearing portion will be described in more detail with reference to FIG. 2 in which the main part of FIG. 1 is enlarged and displayed in cross section, and only a part of the fixed structure 30 is displayed in non-cross section. Herringbone-shaped spiral grooves GA1 and GA2 are provided on the right and left surfaces of the bearing disc 32 in the drawing, and the right surface of the bearing disc 32 has a bearing gap of about 20 μm from the left surface in the peripheral portion of the rotary lid 27. The left surface of the bearing disk 32 is opposed to the right surface of the rotating member protrusion 24c in which a part of the third rotating member 24 protrudes in an annular shape while maintaining a bearing clearance of about 20 μm. ing. Each helical groove GA1, GA2 and each bearing gap is filled with a liquid metal lubricant LM made of a gallium-indium-tin (Ga-In-Sn) alloy which is liquid during operation, Two thrust bearings BA1 and BA2 are formed that generate dynamic pressure in directions opposite to each other and along the central axis CC ′. The liquid metal lubricant LM is not shown for the sake of clarity. The illustrated left surface of the rotating body protrusion 24c and the illustrated right surface of the fixed body portion 31 are opposed to each other with a large gap of about 1 mm, and the liquid metal lubricant LM is supplied thereto. The surface of the right end portion of the fixed body small diameter portion 31b shown in the figure and the surface of the central portion of the rotary lid 27 are opposed to each other with a gap of about 0.5 mm minimum, and the liquid metal lubricant LM is supplied to the gap. .

固定胴体部分31は概略円柱状の形状であり、この円筒状の外表面には2組のヘリンボーン形状のらせん溝から成る軸受溝GR1、GR2が設けられており、5〜40μmの範囲で軸方向位置と共に寸法が変化する軸受隙間を保って第3の回転体部材24の内表面と対向しており、軸受溝GR1、GR2及び前記軸受隙間には液体金属潤滑剤LMが供給されており、径方向に動圧を発生する第1及び第2のラジアル軸受BR1、BR2を構成している。第1及び第2のラジアル軸受BR1、BR2の間及びそれぞれの端部に位置して環状で深い溝から成る環状深溝DR1、DR2、DR3が固定胴体部分31に形成されている。環状深溝DR1、DR2、DR3は第3の回転体部材24の円筒状内表面で覆われて、これらは内部に液体金属潤滑剤LMが充填されて環状リザーバを構成している。   The fixed body portion 31 has a substantially columnar shape, and bearing grooves GR1 and GR2 including two sets of herringbone-shaped spiral grooves are provided on the outer surface of the cylindrical shape, and the axial direction is in the range of 5 to 40 μm. A bearing gap whose dimensions change with the position is maintained to face the inner surface of the third rotating member 24, and a liquid metal lubricant LM is supplied to the bearing grooves GR1, GR2 and the bearing gap. First and second radial bearings BR1 and BR2 that generate dynamic pressure in the direction are configured. An annular deep groove DR1, DR2, DR3, which is an annular deep groove, is formed in the fixed body portion 31 between the first and second radial bearings BR1, BR2 and at the respective end portions. The annular deep grooves DR1, DR2, DR3 are covered with a cylindrical inner surface of the third rotating member 24, and these are filled with a liquid metal lubricant LM to form an annular reservoir.

図2に示すように、固定胴体部分31の図示左方部に各ラジアル軸受BR1、BR2から径を実質的に同一に保って伸びた固定体延長部分31dがあり、その終端にステップ状に半径が小さくなった左方径小部分31eがあり、左方径小部分31eは径が大きい前記陽極固定部分31cに繋がっている。図2において、図示左方に位置する環状深溝DR3の図示左方壁DR3Wよりも図示左方に位置する固定体延長部分31dの表面における所定の幅、例えば5mm、の帯状部分及びこれに0.1mm程度の微小な隙間を保って対向する第3の回転体部材24の表面における所定の幅、例えば5mm、の帯状部分は前記のような液体金属潤滑剤LMで濡れない表面と成っており、液体金属潤滑剤LMの表面張力によりその通過を妨げるように作用する環状禁止帯PR1を構成している。この部分の隙間は、各ラジアル軸受BR1、BR2の軸受隙間よりも大きくなっており、機械的に接触することがないが、回転構造体20が静止しているときの液体金属潤滑剤LMの漏出を防止するのに十分な表面張力が有効に働く大きさと成っている。 As shown in FIG. 2, there is a fixed body extension 31d extending from the radial bearings BR1 and BR2 at substantially the same diameter from the radial bearings BR1 and BR2 on the left side of the fixed body 31 as shown in FIG. There is a small left diameter portion 31e, and the small left diameter portion 31e is connected to the anode fixing portion 31c having a large diameter. In FIG. 2, a belt-like portion having a predetermined width, for example, 5 mm, on the surface of the fixed body extension portion 31d located on the left side of the illustrated deep wall DR3W of the annular deep groove DR3 positioned on the left side of the drawing and 0. A belt-like portion having a predetermined width, for example, 5 mm, on the surface of the third rotating member 24 facing with a minute gap of about 1 mm is a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant LM as described above. An annular forbidden band PR1 is formed which acts to prevent the passage of the liquid metal lubricant LM due to the surface tension thereof. The gap in this portion is larger than the bearing gaps of the radial bearings BR1 and BR2, and there is no mechanical contact, but leakage of the liquid metal lubricant LM when the rotating structure 20 is stationary. The surface tension is sufficient to prevent the occurrence of the damage.

図2において、環状禁止帯PR1の図示左方に位置する固定体延長部分31dの表面にらせん溝GR3があり、この表面は第3の回転体部材24の表面と微小な隙間を保って対向しており、この中の一部分に液体金属潤滑剤LMが充填されており、第3のラジアル軸受BR3を構成している。らせん溝GR3のうち図示右方に位置する軸受溝GR3aは図示左方に位置する軸受溝GR3bよりも狭い範囲にできている。従って、回転構造体20が回転しているときに新たなる液体金属潤滑剤LMの追加供給が無い場合にはらせん溝GR3の図示右方に位置する軸受溝GR3aと軸受溝GR3bの一部分から成る領域BR3aのみに液体金属潤滑剤LMが補足されている。第3のラジアル軸受BR3内に液体金属潤滑剤LMが追加されると、らせん溝GR3の図示左方の軸受溝GR3bでのポンプ作用の増加によって図示右方に押し出す力を生じる。このようにして液体金属潤滑剤LMが環状禁止帯PR1を通過して漏出するのは阻止される。前記回転体のラジアル荷重は実質的に前記第1及び第2のラジアル軸受によって支承されており、前記第3のラジアル軸受は補助的な軸受力を発生するにすぎない。 In FIG. 2, there is a spiral groove GR3 on the surface of the fixed body extension 31d located on the left side of the annular forbidden band PR1, and this surface is opposed to the surface of the third rotating member 24 with a minute gap. A portion of this is filled with the liquid metal lubricant LM and constitutes a third radial bearing BR3. Of the spiral groove GR3, the bearing groove GR3a located on the right side of the drawing is formed in a narrower range than the bearing groove GR3b located on the left side of the drawing. Therefore, when there is no additional supply of a new liquid metal lubricant LM when the rotating structure 20 is rotating, a region formed of a part of the bearing groove GR3a and the bearing groove GR3b located on the right side of the spiral groove GR3 in the drawing. Only BR3a is supplemented with the liquid metal lubricant LM. When the liquid metal lubricant LM is added to the third radial bearing BR3, a force pushing the spiral groove GR3 to the right in the drawing is generated due to an increase in pumping action in the bearing groove GR3b on the left in the drawing. In this way, the liquid metal lubricant LM is prevented from leaking through the annular forbidden band PR1. The radial load of the rotating body is substantially supported by the first and second radial bearings, and the third radial bearing only generates an auxiliary bearing force.

図2において、第3の回転体部材24の図示左端部には、固定胴体部分31の表面と0.1mm程度の隙間を保って対向した表面を有する回転環状体28が図示しないネジ等によって取り付けられている。回転環状体28は取り付けを容易にする為に縦方向に2分割されている。回転環状体28は、固定胴体部分31に対向する回転環状体28の表面は液体金属潤滑剤LMで濡れない表面となっている。これらの表面に隙間を保って対向する固定胴体部分31の左方径小部分31eの表面も濡れない表面が形成されている。これらの隙間は前記スラスト軸受BA1、BA2及び第1及び第2のラジアル軸受BR1、BR2の軸受隙間よりも大きい為に互いに対向する表面はどのような状態においても機械的に接触することがないようになっている。回転環状体28が固定胴体部分31の側面に対向する表面には大きな圧力を生じないらせん溝GA3を設けても良い。   In FIG. 2, a rotating annular body 28 having a surface facing the surface of the fixed body portion 31 with a clearance of about 0.1 mm is attached to the left end portion of the third rotating body member 24 with screws or the like (not shown). It has been. The rotating annular body 28 is divided into two in the longitudinal direction for easy mounting. In the rotating annular body 28, the surface of the rotating annular body 28 facing the fixed body portion 31 is a surface that is not wetted by the liquid metal lubricant LM. The surfaces of the left-side small-diameter portions 31e of the fixed body portions 31 facing each other with a gap between these surfaces are also formed so as not to get wet. Since these gaps are larger than the bearing gaps of the thrust bearings BA1 and BA2 and the first and second radial bearings BR1 and BR2, the surfaces facing each other are not mechanically contacted in any state. It has become. A spiral groove GA3 that does not generate a large pressure may be provided on the surface of the rotating annular body 28 facing the side surface of the fixed body portion 31.

回転構造体20の回転中心軸の角度が微小にずれた場合に軸受円板32は固定構造体30の中心軸C−C’に対して傾くことができるので、スラスト軸受BA1及びスラスト軸受BA2のそれぞれの軸受隙間は径方向に傾斜する必要が無く、安定な動作が保証される。この効果は、第1及び第2のラジアル軸受BR1、BR2の間隔が相対的に短い場合や、第1及び第2のラジアル軸受BR1、BR2の軸受面間の隙間が相対的に大きい場合や、スラスト軸受BA1、BA2の直径が相対的に大きい場合等に顕著に現れる。更に、スラスト軸受BA1、BA2のそれぞれの軸受面間の隙間を従来よりも狭くしても対向する軸受面が常に平行に保たれるので安定して大きな軸受圧力を生じるようになっている。従って、スラスト軸受BA1、BA2のそれぞれの軸受隙間を従来よりも狭くできるので、回転構造体20の管軸C−C’方向の移動量をより小さく制限することができる。 Since the bearing disc 32 can be tilted with respect to the central axis CC ′ of the fixed structure 30 when the angle of the rotation center axis of the rotary structure 20 is slightly shifted, the thrust bearing BA1 and the thrust bearing BA2 Each bearing gap need not be inclined in the radial direction, and stable operation is guaranteed. This effect is obtained when the distance between the first and second radial bearings BR1 and BR2 is relatively short, or when the gap between the bearing surfaces of the first and second radial bearings BR1 and BR2 is relatively large, This is noticeable when the diameter of the thrust bearings BA1 and BA2 is relatively large. Furthermore, even if the gap between the respective bearing surfaces of the thrust bearings BA1 and BA2 is narrower than in the prior art, the bearing surfaces facing each other are always kept in parallel so that a large bearing pressure is stably generated. Therefore, since the bearing gaps of the thrust bearings BA1 and BA2 can be made narrower than in the past, the amount of movement of the rotary structure 20 in the tube axis CC ′ direction can be limited to be smaller.

次に、第1のラジアル軸受BR1及び第2のラジアル軸受BR2の構造について、図2の一部を拡大して模式的に表示した図3と、軸受隙間Gの寸法関係を表した図4を参照して詳細に説明する。以下の説明において簡単の為に固定胴体部分31を単に軸受固定体31と、第3の回転体部材24を単に軸受回転体24と称する。図3(a)は、本発明を説明する為に軸受隙間Gを径方向に拡大して軽負荷時のラジアル軸受BR1、BR2の構造と様態を模式的に表している。図3(b)は、本発明を説明する為に軸受隙間Gを径方向に拡大して重負荷時のラジアル軸受BR1、BR2の構造と様態を模式的に表している。図3(c)は軸受固定体31の中心軸C−C’に沿った特定の位置における軸受固定体31の外表面T及び軸受回転体24の内表面Sと軸受隙間Gの断面を模式的に表している。これらの図において、軸受固定体31の外表面Tにはヘリンボーン形状の軸受溝GR1、GR2が設けられており、これらを縞模様のみで表している。実際には、軸受溝の深さは10μm程度であり、軸受隙間の寸法は5〜40μm程度であるが、軸受溝GR1、GR2の深さは省略して表して軸受隙間Gの寸法の分布を表している。従って、軸受固定体31の外表面Tは軸受溝の丘を外挿して表した外表面を示している。   Next, with respect to the structures of the first radial bearing BR1 and the second radial bearing BR2, FIG. 3 schematically showing an enlarged part of FIG. 2 and FIG. 4 showing the dimensional relationship of the bearing gap G. Details will be described with reference to FIG. In the following description, for the sake of simplicity, the fixed body portion 31 is simply referred to as a bearing fixed body 31 and the third rotating body member 24 is simply referred to as a bearing rotating body 24. FIG. 3A schematically shows the structure and mode of the radial bearings BR1 and BR2 at the time of light load by expanding the bearing gap G in the radial direction in order to explain the present invention. FIG. 3B schematically illustrates the structure and mode of the radial bearings BR1 and BR2 under heavy load by expanding the bearing gap G in the radial direction in order to explain the present invention. FIG. 3C schematically shows a cross section of the outer surface T of the bearing fixing body 31 and the inner surface S of the bearing rotating body 24 and the bearing gap G at specific positions along the central axis CC ′ of the bearing fixing body 31. It represents. In these drawings, the outer surface T of the bearing fixing body 31 is provided with herringbone-shaped bearing grooves GR1 and GR2, which are represented only by a stripe pattern. Actually, the depth of the bearing groove is about 10 μm, and the size of the bearing gap is about 5 to 40 μm. However, the depth of the bearing grooves GR1 and GR2 is omitted, and the distribution of the size of the bearing gap G is expressed. Represents. Therefore, the outer surface T of the bearing fixed body 31 indicates the outer surface represented by extrapolating the hills of the bearing groove.

図3(a)を参照してラジアル軸受の構造について説明する。概略円柱形状の軸受固定体31の外周に概略円筒形状の軸受回転体24が嵌合されており、これらの対向する表面には軸受面が設けられている。軸受回転体24の内表面Sは滑らかな円筒状の表面であり、軸受固定体31の外表面Tには深さ10μm程度の軸受溝GR1、GR2が設けられ、それぞれの対向する表面が軸受面を構成しており、これら軸受面の間の隙間は軸受隙間Gを構成している。軸受隙間Gには、少なくとも動作時には液体である液体金属潤滑剤LMが供給されている。軸受固定体31の中心軸C−C’に沿った方向をZ軸とし、これに直角な方向をR軸、Z軸に直角な面内の回転角度をθとする。図3(a)において、z=z1からz=z3までの部分が軸受幅Lb1を有する第1のラジアル軸受BR1を構成しており、z=z4からz=z6までの部分が軸受幅Lb2を有する第2のラジアル軸受BR2を構成している。軸受固定体31のz=z3からz=z4までの位置に、分離距離がLgである、環状深溝DR2が有り、この部分では圧力が実質的に生じないようになっている。 The structure of the radial bearing will be described with reference to FIG. Bearing rotating body 24 of substantially cylindrical shape on the outer periphery of the bearing fixing member 31 of approximately cylindrical shape are fitted, the bearing surface is provided on these opposing surfaces. The inner surface S of the bearing rotating body 24 is a smooth cylindrical surface, and the outer surface T of the bearing fixing body 31 is provided with bearing grooves GR1 and GR2 having a depth of about 10 μm. The gap between these bearing surfaces constitutes a bearing gap G. The bearing gap G is supplied with a liquid metal lubricant LM that is liquid at least during operation. A direction along the central axis CC ′ of the bearing fixed body 31 is a Z axis, a direction perpendicular to the Z axis is an R axis, and a rotation angle in a plane perpendicular to the Z axis is θ. In FIG. 3A, a portion from z = z1 to z = z3 constitutes a first radial bearing BR1 having a bearing width Lb1, and a portion from z = z4 to z = z6 has a bearing width Lb2. The second radial bearing BR2 is configured. There is an annular deep groove DR2 having a separation distance Lg at a position from z = z3 to z = z4 of the bearing fixed body 31, and pressure is not substantially generated in this portion.

前記ラジアル軸受BR1、BR2の軸受隙間Gの寸法関係について図4を参照して説明する。図4は図3(a)の軸受隙間Gを更に拡大して断面を表しており、図中の直線Sは軸受回転体24の内表面Sを表し、図中の折線Tは、軸受固定体31の中心軸C−C’が軸受回転体24の中心軸C1−C1’と一致した状態に於ける軸受固定体31の表面上の軸受溝の丘を外挿して表した外表面Tを示している。軸受固定体31の中心軸C-C’をZ軸とすると、図中において、断面z=z1と断面z=z3と内表面Sと外表面Tで囲まれた領域が第1のラジアル軸受BR1を表しており、断面z=z4と断面z=z6と内表面Sと外表面Tで囲まれた領域が第2のラジアル軸受BR2を表している。断面z=z1内にあり内表面Sと外表面Tで挟まれた領域は、第1のラジアル軸受BR1の図示右端における、軸受隙間寸法G1を有する、軸受隙間となっている。この軸受隙間寸法G1は例えば40μm程度であって、従来の一様な軸受隙間の寸法よりも大きな値になっている。前記環状深溝DR2の中央の断面z=(z3+z4)/2と内表面Sとが交わって出来る円Uと、断面z=z1と外表面Tとが交わって出来る円Vと含む円錐面は外表面Tの一部分を含んでおり、その延長面が内表面Sと成す角度をαとするとき、円Uを通り、断面z=z6側で内表面Sと角度αを成し、内表面Sの内側にある円錐面と断面z=z6とが交わってできる円をWとする。円Wと円Uを含む円錐面は外表面Tの一部を構成している。内表面Sの半径よりも最小軸受隙間寸法G2だけ小さな半径を有する同心円筒面と、円Vと円Uとを通る円錐面とが交わってできる円U1は断面z=z2に含まれる。同様に、内表面Sの半径よりも最小軸受隙間寸法G2だけ小さな半径を有する円筒面と、円Wと円Uとを通る円錐面とが交わってできる円U2は断面z=z5に含まれる。この場合、角度αは、軸受回転体24が軸受固定体31に対して成す最大の傾斜角度である。 The dimensional relationship of the bearing gap G between the radial bearings BR1 and BR2 will be described with reference to FIG. 4 shows a further enlarged cross-sectional view of the bearing gap G in FIG. 3A. The straight line S in the figure represents the inner surface S of the bearing rotating body 24, and the broken line T in the figure represents the bearing fixed body. 31 shows an outer surface T expressed by extrapolating a hill of a bearing groove on the surface of the bearing fixing body 31 in a state where the central axis CC ′ of 31 coincides with the central axis C1-C1 ′ of the bearing rotating body 24. It is . Assuming that the central axis CC ′ of the bearing fixed body 31 is the Z axis, in the drawing, a region surrounded by the cross section z = z1, the cross section z = z3, the inner surface S, and the outer surface T is the first radial bearing BR1. The area surrounded by the cross section z = z4, the cross section z = z6, the inner surface S, and the outer surface T represents the second radial bearing BR2. A region within the cross section z = z1 and sandwiched between the inner surface S and the outer surface T is a bearing gap having a bearing gap dimension G1 at the illustrated right end of the first radial bearing BR1. The bearing gap dimension G1 is, for example, about 40 μm, and is larger than the conventional uniform bearing gap dimension. The conical surface including the circle U formed by the cross section z = (z3 + z4) / 2 at the center of the annular deep groove DR2 and the inner surface S and the circle V formed by the cross section z = z1 and the outer surface T are the outer surface. Including a part of T, when the angle formed by the extended surface with the inner surface S is α, it passes through the circle U and forms an angle α with the inner surface S on the side of the cross section z = z6. Let W be the circle formed by the intersection of the conical surface and the cross section z = z6. The conical surface including the circle W and the circle U forms part of the outer surface T. A cross section z = z2 includes a circle U1 formed by a concentric cylindrical surface having a radius smaller than the radius of the inner surface S by the minimum bearing gap dimension G2 and a conical surface passing through the circle V and the circle U. Similarly, a cross section z = z5 includes a circle U2 formed by the intersection of a cylindrical surface having a radius smaller than the radius of the inner surface S by the minimum bearing gap dimension G2 and a conical surface passing through the circle W and the circle U. In this case, the angle α is the maximum inclination angle that the bearing rotating body 24 forms with respect to the bearing fixed body 31.

従って、前記第1のラジアル軸受BR1の軸受隙間寸法は、z=z1からz=z2までは大きな軸受隙間寸法G1から最小の軸受隙間寸法G2まで位置zと共に直線的に変化しており、z=z2からz=z3までは一様な軸受隙間寸法G2に保たれている。同様に、前記第2のラジアル軸受BR2の軸受隙間寸法は、z=z4からz=z5までは一様な軸受隙間寸法G2に保たれており、z=z5からz=z6までは最小の軸受隙間寸法G2から大きな軸受隙間寸法G6まで位置zと共に直線的に変化している。環状深溝DR2が在る領域、z=z3からz=z4まで、に位置する離距離Lgが十分に大きい場合にはz2とz3、z4とz5とが一致して、外表面Tと内表面Sとが平行になる部分が生じない場合も有る。分離距離Lgは5mm程度であっても30mmを越していても良い。外表面TとZ軸とが成す角度が不連続に変化する部分、z=z2及びz=z5、では、図示していないが、緩やかな角度変化をするように丸めることが好ましい。 Therefore, the bearing clearance dimension of the first radial bearing BR1 varies linearly with the position z from the large bearing clearance dimension G1 to the minimum bearing clearance dimension G2 from z = z1 to z = z2, and z = From z2 to z = z3, a uniform bearing gap dimension G2 is maintained. Similarly, the bearing clearance dimension of the second radial bearing BR2 is maintained at a uniform bearing clearance dimension G2 from z = z4 to z = z5, and the smallest bearing from z = z5 to z = z6. The gap dimension G2 changes linearly with the position z from the large bearing gap dimension G6. Area annular deep groove DR2 is present, z = z3 from to z = z4, if separation distance Lg is located is sufficiently large to match the z2 and z3, z4 and z5, outer surface T and the inner surface There is a case where a portion where S is parallel is not generated. The separation distance Lg may be about 5 mm or may exceed 30 mm. In the portion where the angle formed by the outer surface T and the Z axis changes discontinuously, z = z2 and z = z5, rounding is preferably performed so as to change gradually.

実際に、このような軸受は以下のようにして製作できる。軸受回転体24の内表面Sは予め定めた一様な半径で削り取るように加工する。軸受固定体31は、円柱状素材を予め決められた半径の円Vと円Uとを結ぶ円錐面に沿って切削し、次に、上記のように予め決められた半径の円Wと円Uとを結ぶ円錐面に沿って切削し、次に、前記円錐面に同軸で、内表面Sと平行で隙間が最小軸受隙間寸法G2に一致する半径を有する円筒表面を形成するように切削加工して作られる。更に、表面の傾斜が十分に連続になるようにz=z2及びz=z5の周辺を丸め切削加工して外表面Tを仕上げる。次に、外表面Tのz=z1からz=z3の間の部分及びz=z4からz=z6の部分に深さ10μm程度のらせん溝を設ける。軸受隙間寸法G1は40μm程度、軸受隙間寸法G2は5μm程度、軸受隙間寸法G6は22μm程度が好ましい。この場合、軸受全長Ltを112mmとすると、回転中心軸の傾斜角度は0.03度程度以下であり、又、CTスキャナに使用する場合において、一定速度でのスキャン中には回転中心軸が一定しているので、X線管の特性には実質的に影響を与えない。   In fact, such a bearing can be manufactured as follows. The inner surface S of the bearing rotating body 24 is processed so as to be scraped off with a predetermined uniform radius. The bearing fixing body 31 cuts the cylindrical material along a conical surface connecting the circle V and the circle U having a predetermined radius, and then, the circle W and the circle U having the predetermined radius as described above. Are then cut so as to form a cylindrical surface that is coaxial with the conical surface, parallel to the inner surface S, and has a radius that matches the minimum bearing gap dimension G2. Made. Further, the outer surface T is finished by rounding and cutting the periphery of z = z2 and z = z5 so that the inclination of the surface is sufficiently continuous. Next, a spiral groove having a depth of about 10 μm is provided in a portion of the outer surface T between z = z1 and z = z3 and a portion of z = z4 to z = z6. The bearing gap dimension G1 is preferably about 40 μm, the bearing gap dimension G2 is about 5 μm, and the bearing gap dimension G6 is preferably about 22 μm. In this case, if the total bearing length Lt is 112 mm, the inclination angle of the rotation center axis is about 0.03 degrees or less, and when used in a CT scanner, the rotation center axis is constant during scanning at a constant speed. Therefore, it does not substantially affect the characteristics of the X-ray tube.

このように構成されたラジアル軸受BR1、BR2を有するX線管の作用について図3(a)、図3(b)、図3(c)、図5、及び、図6を参照して説明する。軸受回転体24は予め定められた回転速度、例えば6000rpm、で回転しており、X線ターゲット3を含む回転体全体の重心GXに外力Fが印加されているものとする。外力Fが十分に小さい場合には、図3(a)に示すように軸受固定体31の中心軸C−C’と軸受回転体24の中心軸C1−C1’は実質的に一致した状態が保たれている。この場合、軸受隙間Gの大きさはZ軸方向に変化しており、Z方向での平均値が大きな値であるので必要な回転トルク及び軸受損失は十分に小さな値となっている。又、軸受剛性も適切な値に設定されている。   The operation of the X-ray tube having the radial bearings BR1 and BR2 configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c), 5 and 6. FIG. . It is assumed that the bearing rotating body 24 rotates at a predetermined rotation speed, for example, 6000 rpm, and an external force F is applied to the center of gravity GX of the entire rotating body including the X-ray target 3. When the external force F is sufficiently small, as shown in FIG. 3A, the center axis C-C 'of the bearing fixed body 31 and the center axis C1-C1' of the bearing rotating body 24 substantially coincide with each other. It is kept. In this case, the size of the bearing gap G changes in the Z-axis direction, and since the average value in the Z direction is a large value, the necessary rotational torque and bearing loss are sufficiently small values. The bearing rigidity is also set to an appropriate value.

外力Fが十分に大きい場合には、重心GXが外力Fの方向と角度を成した方向に変位すると共に、重心GXの周りで傾斜する。これらの様子を計算した結果を図5及び図6に示している。図5において、横軸は、外力Fに平行な方向への重心GXの変位量を表しており、縦軸は、軸受回転体24の中心軸C1−C1’と外力Fとに直角な方向への重心GXの変位量を表している。図5から分かるとおり、重心座標L1の大きさによって重心GXの変位量及び変位方向が変化する。重心GXの変位量は、同一の外力Fが印加された場合において、重心座標L1が小さい場合に大きく、重心座標L1が第1ラジアル軸受BR1と第2ラジアル軸受BR2の両端間の距離、つまり軸受全長Lt、の中央位置近傍で最小になり、重心座標L1が更に大きい場合に大きくなる。   When the external force F is sufficiently large, the center of gravity GX is displaced in a direction that forms an angle with the direction of the external force F and tilts around the center of gravity GX. The results of calculating these states are shown in FIGS. In FIG. 5, the horizontal axis represents the amount of displacement of the center of gravity GX in the direction parallel to the external force F, and the vertical axis represents the direction perpendicular to the center axis C1-C1 ′ of the bearing rotating body 24 and the external force F. Represents the displacement of the center of gravity GX. As can be seen from FIG. 5, the displacement amount and the displacement direction of the center of gravity GX change depending on the size of the center of gravity coordinate L1. The displacement of the center of gravity GX is large when the same external force F is applied and the center of gravity coordinate L1 is small. The center of gravity coordinate L1 is the distance between both ends of the first radial bearing BR1 and the second radial bearing BR2, that is, the bearing. It becomes the minimum near the center position of the total length Lt, and becomes larger when the barycentric coordinate L1 is larger.

図6において、横軸は、外力Fに平行な方向を中心とした、重心GXの回りにおける軸受回転体24の中心軸C1−C1’の傾斜角度を表しており、縦軸は、重心Gを通り、軸受回転体24の中心軸C1−C1’及び外力Fの両方向に直角な軸の回りにおける軸受回転体24の中心軸C1−C1’の傾斜角度を表している。図6から分かるとおり、重心座標L1の大きさによって前記回転中心軸C1−C1’の傾斜角度及び傾斜方向が変化する。回転中心軸C1−C1’の傾斜角度は、重心座標L1が小さい場合に大きく、重心座標L1が前記軸受全長Ltの中央位置近傍で最小であり、重心座標L1が更に大きい場合に大きいことが分かる。図6は、重心座標L1がどの値であっても外力Fが大きくなると回転中心軸C1−C1’の傾斜が大きくなることを示している。   In FIG. 6, the horizontal axis represents the inclination angle of the central axis C1-C1 ′ of the bearing rotating body 24 around the center of gravity GX with the direction parallel to the external force F as the center, and the vertical axis represents the center of gravity G. As shown, the inclination angle of the central axis C1-C1 ′ of the bearing rotating body 24 around the axis perpendicular to both directions of the central axis C1-C1 ′ of the bearing rotating body 24 and the external force F is shown. As can be seen from FIG. 6, the tilt angle and tilt direction of the rotation center axis C1-C1 'vary depending on the size of the barycentric coordinate L1. It can be seen that the inclination angle of the rotation center axis C1-C1 ′ is large when the center of gravity coordinate L1 is small, the center of gravity coordinate L1 is the minimum near the center position of the bearing total length Lt, and is large when the center of gravity coordinate L1 is larger. . FIG. 6 shows that the inclination of the rotation center axis C1-C1 'increases as the external force F increases regardless of the value of the center of gravity coordinate L1.

外力Fを増すと、前記したように、重心GXが外力Fとθ方向に角度を成して変位すると共に、外力Fの方向を向いた軸の回りの回転モーメント及び外力Fの方向に垂直な方向を向いた軸の回りに回転モーメントが生じ、軸受固定体31の外表面Tと軸受回転体24の内表面Sとが部分的に近接し、近接した部分での軸受圧力は増加して軸受回転体24の中心軸C1−C1’の位置及び傾きが修正される。外力Fが更に増加した場合には、軸受回転体24の傾斜角度は最大となり、図3(b)に示すように、内表面S及び外表面Tのz=z1からz=z2までの間の部分は実質的に平行に近接し、z=z5からz=z6までの間の部分はこれと反対方向において実質的に平行に近接する。この様子を図3(c)に断面で表示している。図3(c)において、Sは、軸受回転体24が軸受固定体31に対して最大傾斜角度αを成して傾斜した場合の軸受回転体24の内表面であり、S’は、軸受回転体24が軸受固定体31に対して傾斜しない場合の軸受回転体24の内表面である。図3(c)の点A1及び点A2は第1のラジアル軸受BR1内の軸方向位置z=z1及び軸方向位置z=z2に於ける周方向内で最も対向面に近づく周方向近接部分にある外表面T上の点を表しており、点B1及び点B2は第2のラジアル軸受BR2内の軸方向位置z=z6及び軸方向位置z=z5に於ける周方向内で最も対向面に近づく周方向近接部分にある外表面T上の点を表している。これらの点は対向面間の隙間が実質的に無くなる接触部分にも含まれている。この接触部分は、第1のラジアル軸受BR1内で軸方向位置z=z1から軸方向位置z=z2までと、第2のラジアル軸受BR2内で軸方向位置z=z5から軸方向位置z=z6まで軸方向に広がっている。又、軸方向位置z=z1から軸方向位置z=z2までの間、及び軸方向位置z=z5から軸方向位置z=z6までの間において、軸受回転体24の内表面Sの軸方向接線と軸受回転体31の外表面Tの軸方向接線との接線間角度が、実質的に零値であり、最大傾斜角度αより小さくなっている小傾斜差部分となって軸方向に広がっている。更に、点A2は、第1のラジアル軸受BR1の最端位置z=z1以外の軸方向位置z=z2において、最端位置z=z1における程度と同程度に対向面に接近するように形成された近接表面部分に含まれており、この近接表面部分は軸方向位置z=z1から軸方向位置z=z2まで軸方向に広がっている。同様に、点B2は、第2のラジアル軸受BR2の最端位置z=z6以外の軸方向位置z=z5において、最端位置z=z6における程度と同程度に対向面に接近するように形成された近接表面部分に含まれており、この近接表面部分は軸方向位置z=z5から軸方向位置z=z6まで軸方向に広がっている。   When the external force F is increased, the center of gravity GX is displaced at an angle in the θ direction with the external force F as described above, and the rotational moment around the axis facing the external force F and the direction of the external force F are perpendicular. A rotational moment is generated around the direction-oriented shaft, the outer surface T of the bearing fixed body 31 and the inner surface S of the bearing rotating body 24 are partially close to each other, and the bearing pressure in the adjacent portion is increased and the bearing is increased. The position and inclination of the central axis C1-C1 ′ of the rotating body 24 are corrected. When the external force F further increases, the inclination angle of the bearing rotating body 24 becomes the maximum, and as shown in FIG. 3B, the inner surface S and the outer surface T are between z = z1 and z = z2. The portions are substantially parallel and the portions between z = z5 and z = z6 are substantially parallel in the opposite direction. This state is shown in cross section in FIG. In FIG. 3C, S is an inner surface of the bearing rotating body 24 when the bearing rotating body 24 is inclined with respect to the bearing fixed body 31 at a maximum inclination angle α, and S ′ is the bearing rotation. This is the inner surface of the bearing rotating body 24 when the body 24 is not inclined with respect to the bearing fixed body 31. The points A1 and A2 in FIG. 3 (c) are the circumferentially adjacent portions that are closest to the opposing surface in the circumferential direction at the axial position z = z1 and the axial position z = z2 in the first radial bearing BR1. A point on an outer surface T is represented, and the points B1 and B2 are the most opposed surfaces in the circumferential direction at the axial position z = z6 and the axial position z = z5 in the second radial bearing BR2. It represents a point on the outer surface T that is near the circumferentially adjacent portion. These points are also included in the contact portion where the gap between the opposing surfaces is substantially eliminated. The contact portions are located in the first radial bearing BR1 from the axial position z = z1 to the axial position z = z2, and in the second radial bearing BR2, the axial position z = z5 to the axial position z = z6. Extends in the axial direction. Further, the axial tangent of the inner surface S of the bearing rotating body 24 between the axial position z = z1 and the axial position z = z2 and between the axial position z = z5 and the axial position z = z6. And the axial tangent of the outer surface T of the outer surface T of the bearing rotating body 31 are substantially zero values, and are spread in the axial direction as a small inclination difference portion that is smaller than the maximum inclination angle α. . Further, the point A2 is formed so as to approach the facing surface as much as the degree at the end position z = z1 at the axial position z = z2 other than the end position z = z1 of the first radial bearing BR1. The adjacent surface portion extends in the axial direction from the axial position z = z1 to the axial position z = z2. Similarly, the point B2 is formed so as to approach the facing surface as much as the extent at the end position z = z6 at the axial position z = z5 other than the end position z = z6 of the second radial bearing BR2. The adjacent surface portion extends in the axial direction from the axial position z = z5 to the axial position z = z6.

軸受回転体24が回転速度6000rpmで回転し、外力Fが印加されて軸受回転体24の中心軸が傾斜した場合について、断面z=z1内に於ける軸受回転体24の変位量と、第1ラジアル軸受BR1のラジアル負荷容量との関係を計算して図7に曲線(1)で示している。図3(c)の点A1,A2の近傍では、軸受回転体24が傾斜したとき、軸受回転体24の内表面Sと軸受固定体31の外表面Tの対向面間距離の差を減少しながら互いに近づく。これらの表面間の距離が小さくなると圧力が大きくなるが、これらの表面が十分に近接した状態では実質的に平行を保ちながら更に近づくので軸受回転体24の内表面Sが受ける全圧力は極めて大きくなる。図7には、比較の為に、同一サイズであり、軸受隙間Gの寸法が軸方向に一様な従来の軸受を用いた場合の、軸受回転体24の端部における変位量と、第1ラジアル軸受BR1のラジアル負荷容量との関係を曲線(2)で示している。曲線(2)は、軸受隙間Gの寸法が軸受の全領域Ltで一定な値、15μm、の場合を示しており、低負荷時の軸受特性が曲線(1)の場合と同等になっている。曲線(2)の場合には、軸受回転体24が傾斜した場合に、互いの軸受面が成す角度を増加しながら、両方の軸受面が互いに近づくので、隙間が狭くて圧力が増えた領域の面積は小さく、十分な全圧力の増加が得られないままで一部分が機械的に接触し、ラジアル負荷容量が小さな値に制限される。   When the bearing rotator 24 rotates at a rotational speed of 6000 rpm and the external force F is applied and the central axis of the bearing rotator 24 is inclined, the displacement amount of the bearing rotator 24 in the cross section z = z1 and the first The relationship with the radial load capacity of the radial bearing BR1 is calculated and is shown by a curve (1) in FIG. In the vicinity of points A1 and A2 in FIG. 3C, when the bearing rotating body 24 is inclined, the difference in the distance between the opposing surfaces of the inner surface S of the bearing rotating body 24 and the outer surface T of the bearing fixed body 31 is reduced. While approaching each other. As the distance between these surfaces decreases, the pressure increases. However, when these surfaces are sufficiently close together, they are further approached while being substantially parallel, so the total pressure received by the inner surface S of the bearing rotor 24 is extremely large. Become. For comparison, FIG. 7 shows the amount of displacement at the end of the bearing rotating body 24 when a conventional bearing having the same size and a uniform bearing gap G dimension in the axial direction is used. The relationship with the radial load capacity of the radial bearing BR1 is shown by a curve (2). Curve (2) shows a case in which the size of the bearing gap G is a constant value of 15 μm in the entire region Lt of the bearing, and the bearing characteristics at low load are the same as in the case of curve (1). . In the case of the curve (2), when the bearing rotating body 24 is inclined, both bearing surfaces approach each other while increasing the angle formed between the bearing surfaces, so that the gap is narrow and the pressure is increased. The area is small, partly in mechanical contact without a sufficient increase in total pressure, and the radial load capacity is limited to a small value.

本発明の回転陽極型X線管における第1ラジアル軸受BR1の回転トルクとラジアル負荷容量との関係を、第1ラジアル軸受BR1の直径が60mmで、軸受幅Lb1が70mmの場合について、図8に例示している。図8において、曲線(0A)、曲線(1A)、曲線(2A)、曲線(3A)、及び曲線(4A)は、それぞれ回転陽極の回転速度が、9000rpm、6000rpm、3000rpm、1500rpm、及び750rpmの場合の特性である。曲線(0A)と(1A)とは十分に大きなラジアル負荷容量を有しており、図8においてはスケールアウトしている。比較の為に、軸受隙間の寸法が15μmの従来型X線管における第1ラジアル軸受BR1の特性を曲線(0B)から曲線(4B)で例示している。図8において、曲線(0B)、曲線(1B)、曲線(2B)、曲線(3B)、及び曲線(4B)は、それぞれ回転陽極の回転速度が、9000rpm、6000rpm、3000rpm、1500rpm、及び750rpmの場合の特性である。いずれの場合も、本発明の回転陽極型X線管では、軽負荷時の軸受特性が従来型X線管と同等である場合に、高負荷時のラジアル負荷容量が7倍程度改善されていることが分かる。
FIG. 8 shows the relationship between the rotational torque of the first radial bearing BR1 and the radial load capacity in the rotary anode X-ray tube of the present invention when the diameter of the first radial bearing BR1 is 60 mm and the bearing width Lb1 is 70 mm. Illustrated. In FIG. 8, the curve (0A), the curve (1A), the curve (2A), the curve (3A), and the curve (4A) are respectively the rotation speeds of the rotating anode of 9000 rpm, 6000 rpm, 3000 rpm, 1500 rpm, and 750 rpm. The case characteristics. Curves (0A) and (1A) have a sufficiently large radial load capacity and are scaled out in FIG. For comparison, the characteristics of the first radial bearing BR1 in a conventional X-ray tube having a bearing clearance dimension of 15 μm are illustrated from the curve (0B) to the curve (4B). In FIG. 8, the curve (0B), the curve (1B), the curve (2B), the curve (3B), and the curve (4B) indicate that the rotation speed of the rotating anode is 9000 rpm, 6000 rpm, 3000 rpm, 1500 rpm, and 750 rpm, respectively. The case characteristics. In any case, with the rotating anode X-ray tube of the present invention, the radial load capacity at high load is improved to about 7 times when the bearing characteristics at light load are equivalent to those of the conventional X-ray tube. I understand that.

図8には、回転陽極の回転部分全体の質量がおよそ15kgの回転陽極を有するX線管を軌道半径74.5cmの回転架台に取り付けて回転させた場合に遠心力を第1ラジアル軸受BR1のみで受けると仮定した場合において、1回転に要する時間、即ちスキャン時間、を参考の為に記している。これは、本発明を適用すればスキャン時間が0.2秒よりも短い超高速CTを実現できることを示している。従来の回転陽極型X線管で0.17秒スキャンを実現しようとすると、図15から分かるとおり、軸受隙間Gの寸法を全軸受長Ltにわたって8μm程度に保つことと、回転速度を6000rpm以上に、回転トルクを0.8N・m以上に保つことが必要である。これは、前記の理由で極めて困難である。これに反して、本発明を適用した、前記の構造の回転陽極X線管で0.17秒スキャンを実現しようとすると、図8から分かるとおり、軸受隙間Gを前記の寸法にし、回転速度が3000〜6000rpmのときに、回転トルクを0.6N・m程度に保つことでよい。従来の回転陽極型X線管よりも回転トルクが小さいので、回転トルクに同一制限がある場合に、本発明の回転陽極型X線管では回転速度をより大きく出来るのは当然である。図8から分かるとおり、本発明の回転陽極型X線管では回転速度が小さい場合であっても大きなラジアル負荷容量をもっているので回転開始時や回転停止時の不都合が生じにくく、安定した動作が期待できる。   FIG. 8 shows the centrifugal force applied only to the first radial bearing BR1 when an X-ray tube having a rotating anode with a mass of approximately 15 kg of the rotating anode is attached to a rotating mount with a track radius of 74.5 cm and rotated. In this case, the time required for one rotation, that is, the scan time is described for reference. This indicates that if the present invention is applied, ultra-high speed CT with a scan time shorter than 0.2 seconds can be realized. When trying to realize a 0.17 second scan with a conventional rotating anode X-ray tube, as can be seen from FIG. 15, the size of the bearing gap G should be maintained at about 8 μm over the entire bearing length Lt, and the rotational speed should be 6000 rpm or more. It is necessary to keep the rotational torque at 0.8 N · m or more. This is extremely difficult for the reasons described above. On the other hand, if it is attempted to realize a 0.17 second scan with the rotary anode X-ray tube having the above-described structure to which the present invention is applied, the bearing gap G is set to the above dimensions and the rotation speed is as shown in FIG. The rotational torque may be maintained at about 0.6 N · m at 3000 to 6000 rpm. Since the rotational torque is smaller than that of the conventional rotary anode X-ray tube, it is natural that the rotational speed of the rotary anode X-ray tube of the present invention can be increased when the rotational torque has the same limitation. As can be seen from FIG. 8, the rotating anode X-ray tube of the present invention has a large radial load capacity even when the rotation speed is low, so that it is difficult to cause inconveniences at the start and stop of rotation and stable operation is expected. it can.

図9を参照して他の実施例について説明する。図9において図3と同じ働きの部分には同じ番号を付している。図9(a)は予め定められた回転速度で回転する軸受回転体24が軽負荷を受けた場合における軸受回転体24と軸受固定体31の様態を模式的に表しており、図9(b)は軸受回転体24が大きな外力を受けて軸受回転体24の中心軸が最大限に傾斜した場合の様態を表している。本実施例では、軸受固定体31の外表面Tが同一半径を有するように形成されており、軸受回転体24の内表面Sがz=z1からz=z2までとz=z5からz=z6までの領域で軸受固定体31の外表面Tとの間で角度αを成しており、前記と同様な相対関係を有するように外側に傾斜している。軸受面の相対関係は実施例1の場合と同様であるが、軸受固定体31の外表面Tの直径が中心軸C−C’の方向に一定であり、軸受回転体24の内表面Sが実施例1の場合に於ける軸受固定体31の外表面Tと逆の方向に傾斜している。軸受面間の相対関係が実施例1の場合と同様であり、同様に作用するので詳細な説明を省略する。   Another embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, parts having the same functions as those in FIG. FIG. 9A schematically shows the state of the bearing rotating body 24 and the bearing fixed body 31 when the bearing rotating body 24 rotating at a predetermined rotational speed receives a light load. ) Represents a state where the bearing rotating body 24 receives a large external force and the central axis of the bearing rotating body 24 is tilted to the maximum. In this embodiment, the outer surface T of the bearing fixed body 31 is formed to have the same radius, and the inner surface S of the bearing rotating body 24 is from z = z1 to z = z2 and from z = z5 to z = z6. The angle α is formed with the outer surface T of the bearing fixed body 31 in the region up to and is inclined outward so as to have the same relative relationship as described above. The relative relationship of the bearing surfaces is the same as in the first embodiment, but the diameter of the outer surface T of the bearing fixed body 31 is constant in the direction of the central axis CC ′, and the inner surface S of the bearing rotating body 24 is It is inclined in the direction opposite to the outer surface T of the bearing fixed body 31 in the first embodiment. The relative relationship between the bearing surfaces is the same as in the case of the first embodiment and operates in the same manner, so detailed description thereof is omitted.

図10を参照して他の実施例について説明する。図10において、図3と同じ働きの部分には同じ番号を付している。本実施例では、極めて大きな外力が印加された場合に軸受回転体24又は軸受固定体31が湾曲等の、弾性の限界内での、変形が生じる場合において、定格外力が印加された場合の変形量を予め求めておき、定格外力が印加された場合に軸受面の最近接部分が局在しないように軸受固定体31の外表面T又は/及び軸受回転体24の内表面Sを軸方向位置の関数として予め湾曲させた例である。この場合には、定格外力が印加された状態で軸受固定体31の外表面Tと軸受回転体24の内表面Sの相対関係が最適になる。このように、軸受固定体31又は軸受回転体24が弾性変形する場合にも十分に大きなラジアル負荷容量を得ることが出来る。これを簡単に実現する為に、前述した通り、合わせ加工するのも良い。本実施例の詳細な構造及び作用は実施例1と同様であるので詳細な説明を省略する。   Another embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 10, parts having the same functions as those in FIG. In this embodiment, when a very large external force is applied, the bearing rotating body 24 or the bearing fixed body 31 is deformed within a limit of elasticity, such as bending, and deformation when a rated external force is applied. The amount is determined in advance, and the outer surface T of the bearing fixed body 31 and / or the inner surface S of the bearing rotating body 24 is positioned in the axial direction so that the closest portion of the bearing surface is not localized when a rated external force is applied. This is an example in which the curve is previously curved as a function of In this case, the relative relationship between the outer surface T of the bearing fixed body 31 and the inner surface S of the bearing rotating body 24 is optimized in the state where the rated external force is applied. Thus, even when the bearing fixed body 31 or the bearing rotating body 24 is elastically deformed, a sufficiently large radial load capacity can be obtained. In order to easily realize this, it is also possible to perform a matching process as described above. Since the detailed structure and operation of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

図11を参照して他の実施例について説明する。図11において図3と同じ働きの部分は同じ番号を付している。本実施例では、第1ラジアル軸受BR1と第2ラジアル軸受BR2とが実質的に同一の構造と実質的に同一の寸法を有して構成されており、回転陽極の回転部分全体の重心GXがこれらラジアル軸受BR1、BR2の丁度中間位置、つまりz=(z3+z4)/2の位置に一致する場合の様態を表している。この場合には、軸受隙間Gの寸法は15μmよりも大きな一定の値になっており、低負荷時の回転トルクは小さな値である。図6には図示していないが、第1ラジアル軸受BR1と第2ラジアル軸受BR2とが同一の寸法であり、重心GXの位置が丁度中間点にある場合つまり、L1=Lt/2である特殊な場合について図6と同様に計算した結果、回転中心軸C1−C1’は固定体中心軸C−C’と平行に変位するとの結果を得た。この場合には、外力Fが大きくなった場合に、軸受回転体24の中心軸C1−C1’は軸受固定体31の中心軸C−C’と平行を保ちながら変位するので、軸受隙間Gの寸法は位置zに関係なく実質的に一定に形成されているのが好ましい。この場合には、外力Fが大きくなると最近接部分の面積が大きい状態で軸受面同士が接近するので大きなラジアル負荷容量を有することになる。実際の回転陽極型X線管でこのように、回転部分全体の重心GXをラジアル軸受BR1、BR2の丁度中間に位置させるのは困難であるが、例えば図12のように構成することによって実現できる。好ましくは無いが、前記重心GXの位置が前記中間位置に厳密に一致していなくても、実質的に一致しておれば、類似の効果が得られる。図12において、図1の各部に相当する部分には同じ番号を付して表している。図12において、X線ターゲット3は中心部分に大きな穴があり、この穴の部分は折り返し金具100の一端に固定されており、折り返し金具100の他端はターゲット支持体21に固定されている。更に、軸受回転体24の他端にある回転環状体28をタングステン等の高密度材料で構成する。X線ターゲット3や回転環状体28の質量や取付け位置を適正化することによって図11に示す実施例を実現することが出来る。   Another embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 11, parts having the same functions as those in FIG. In the present embodiment, the first radial bearing BR1 and the second radial bearing BR2 are configured to have substantially the same structure and substantially the same dimensions, and the center of gravity GX of the entire rotating portion of the rotating anode is obtained. This shows a state in which the radial bearings BR1 and BR2 are exactly in the middle position, that is, the position of z = (z3 + z4) / 2. In this case, the dimension of the bearing gap G is a constant value larger than 15 μm, and the rotational torque at low load is a small value. Although not shown in FIG. 6, the first radial bearing BR1 and the second radial bearing BR2 have the same dimensions, and the position of the center of gravity GX is exactly at the middle point, that is, a special case where L1 = Lt / 2 As a result of calculation in the same manner as in FIG. 6, it was obtained that the rotation center axis C1-C1 ′ was displaced in parallel with the fixed body center axis CC ′. In this case, when the external force F becomes large, the center axis C1-C1 ′ of the bearing rotating body 24 is displaced while being kept parallel to the center axis C-C ′ of the bearing fixed body 31, so It is preferable that the dimensions are substantially constant regardless of the position z. In this case, when the external force F increases, the bearing surfaces approach each other in a state where the area of the closest part is large, so that a large radial load capacity is obtained. In an actual rotating anode X-ray tube, it is difficult to position the center of gravity GX of the entire rotating portion just in the middle of the radial bearings BR1 and BR2, but this can be realized by, for example, the configuration shown in FIG. . Although it is not preferable, even if the position of the center of gravity GX does not exactly match the intermediate position, a similar effect can be obtained as long as it substantially matches. In FIG. 12, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 12, the X-ray target 3 has a large hole in the center portion, and this hole portion is fixed to one end of the folded metal fitting 100, and the other end of the folded metal fitting 100 is fixed to the target support 21. Further, the rotating annular body 28 at the other end of the bearing rotating body 24 is made of a high-density material such as tungsten. The embodiment shown in FIG. 11 can be realized by optimizing the masses and mounting positions of the X-ray target 3 and the rotating annular body 28.

本発明を実施形態及び実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。例えば、図1に示す構造で、回転部分全体の重心GXの位置は、図3に於けるz=z1の位置よりもz=z3の位置と反対側にあっても良いし、z=z1の位置とz=z3の間の位置にあってもよい。又、好ましくはないが、ラジアル軸受を1個で構成し、1個のラジアル軸受の内部で軸受隙間の寸法を中心軸方向に互いに反対方向に傾斜することによっても同様の効果を生じさせることが出来る。更に、一方のラジアル軸受は図9に示すように回転体の表面が傾斜しており、他方のラジアル軸受は図3に示すように固定体の表面が傾斜していても良いことは当然である。軸受固定体が円筒状であり、軸受回転体がその内部で嵌合された円柱状のものであっても本発明に含まれるのは当然である。図1及び図2において、スラスト軸受を構成する軸受回転体32は軸受固定体31に不動に固定されていても良いことは当然である。また、軸受溝の形状や軸受溝の角度等は色々と変更されていても良いことは当然である。本発明において、「回転体」は回転する部分の総称であって、「軸受回転体」等を含んだ概念を表している。同様に、「固定体」は回転しない部分の総称であって、「軸受固定体」等を含んだ概念を表している。本発明において、「軸受面」は軸受面が有る表面においては軸受溝の丘の表面を外挿した面を表しており、「軸受隙間」は対向する軸受面に挟まれた軸受内の領域を表しており、「軸受隙間寸法」又は「軸受隙間の寸法」は軸受面間の半径差を周方向に平均した値を表している。
Although the invention has been described with reference to embodiments and examples, the invention is not limited to the embodiments and examples illustrated herein, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It should be understood that various embodiments are possible and that various changes and modifications can be made. For example, in the structure shown in FIG. 1, the position of the center of gravity GX of the entire rotating part may be on the opposite side of the position of z = z3 from the position of z = z1 in FIG. It may be in a position between the position and z = z3. Although not preferred, the same effect can be obtained by forming a single radial bearing and inclining the bearing clearance dimension in the direction of the central axis in the opposite direction to each other within the single radial bearing. I can do it. Further, as shown in FIG. 9, the surface of the rotating body may be inclined in one radial bearing, and the surface of the stationary body may be inclined in the other radial bearing as shown in FIG. . A bearing fixed body cylindrical, the bearing rotating body is also included in the present invention be those fitted to the cylindrical therein it is natural. In FIG. 1 and FIG. 2, the bearing rotating body 32 constituting the thrust bearing may naturally be fixed to the bearing fixing body 31. Of course, the shape of the bearing groove, the angle of the bearing groove, and the like may be changed in various ways. In the present invention, “rotating body” is a general term for rotating parts and represents a concept including “bearing rotating body” and the like. Similarly, “fixed body” is a general term for parts that do not rotate, and represents a concept including “bearing fixed body” and the like. In the present invention, the “bearing surface” represents a surface on which the bearing surface is provided and the surface of the hill of the bearing groove is extrapolated, and the “bearing clearance” refers to a region in the bearing sandwiched between the opposing bearing surfaces. The “bearing gap dimension” or “bearing gap dimension” represents a value obtained by averaging the radial differences between the bearing surfaces in the circumferential direction.

本発明の回転陽極型X線管及び回転陽極型X線管装置はX線CTスキャナ用及びその他の放射線機器用のX線発生源として有効に利用できる。特に、ラジアル軸受が極めて大きなラジアル負荷容量を得ることができるので、陽極熱容量が大きく、且つ高速度で公転させられる高速スキャン型のX線CTスキャナ用X線管装置に適している。従来報告されているこの種の回転陽極型X線管では、大きなラジアル負荷容量を得る為には、軸受隙間を狭くすること等が必要で、それに伴って大きな回転トルクが必要とされたことや高精度な寸法維持が必要であった事等の理由で実用できなかったが、本発明の回転陽極型X線管では、小さな回転トルクで大きなラジアル負荷容量を得ることが出来ると共に高精度維持を必要としないので上記の高速スキャン型のX線CTスキャナ用X線管装置として十分に実用できる。高負荷時の回転中心軸の傾斜角度は、十分に小さな値に限定されており実使用上問題にならない。また、軸受隙間は特定の限られた範囲以外は大きな寸法となっており、軸受部分の変形が許容されるので、安価で、信頼性が高く、極めて大容量であり、極めて大きな遠心加速度に耐える、回転陽極型X線管を提供することができ、超高速スキャン型CTスキャナのスキャン時間を短縮できるなど、産業上の利用価値は高い。   The rotary anode type X-ray tube and rotary anode type X-ray tube apparatus of the present invention can be effectively used as an X-ray generation source for an X-ray CT scanner and other radiation equipment. In particular, since the radial bearing can obtain an extremely large radial load capacity, it is suitable for an X-ray tube apparatus for a high-speed scanning X-ray CT scanner that has a large anode heat capacity and is revolved at a high speed. In this type of rotary anode X-ray tube that has been reported in the past, it is necessary to narrow the bearing gap in order to obtain a large radial load capacity, and accordingly, a large rotational torque is required. Although it could not be put into practical use because it was necessary to maintain high-precision dimensions, the rotary anode X-ray tube of the present invention can obtain a large radial load capacity with a small rotational torque and maintain high precision. Since it is not necessary, it can be sufficiently put into practical use as the X-ray tube apparatus for the high-speed scanning X-ray CT scanner. The inclination angle of the rotation center shaft at high load is limited to a sufficiently small value and does not cause a problem in actual use. In addition, the bearing gap has a large size outside a specific limited range, and deformation of the bearing is allowed, so it is inexpensive, highly reliable, has a very large capacity, and can withstand extremely large centrifugal acceleration. In addition, it is possible to provide a rotary anode type X-ray tube and to shorten the scanning time of the ultra-high speed scanning CT scanner, and thus the industrial utility value is high.

本発明に係わる回転陽極型X線管装置の一部分を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of rotary anode type X-ray tube apparatus concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いる回転機構の一部分を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows a part of rotation mechanism used for the rotating anode type | mold X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いる回転機構の一部分を模式的に表した部分縦断面図及び横断面図である。FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view and a transverse sectional view schematically showing a part of a rotating mechanism used in a rotating anode type X-ray tube according to the present invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いるラジアル軸受の構成を説明する為の図面である。It is drawing for demonstrating the structure of the radial bearing used for the rotating anode type | mold X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の主要部の動作を説明する為の特性図である。It is a characteristic view for demonstrating operation | movement of the principal part of the rotating anode type | mold X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の主要部の動作を説明する為の特性図である。It is a characteristic view for demonstrating operation | movement of the principal part of the rotating anode type | mold X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いるラジアル軸受の特性をあらわす図である。It is a figure showing the characteristic of the radial bearing used for the rotating anode type X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管に用いるラジアル軸受の特性をあらわす図である。It is a figure showing the characteristic of the radial bearing used for the rotating anode type X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の他の実施例を模式的に表す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view which represents typically the other Example of the rotating anode type X-ray tube concerning this invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の更に他の実施例を模式的に表す部分縦断面図である。FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view schematically showing still another embodiment of the rotary anode type X-ray tube according to the present invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管の更に他の実施例を模式的に表す部分縦断面図である。FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view schematically showing still another embodiment of the rotary anode type X-ray tube according to the present invention. 本発明に係わる回転陽極型X線管装置の他の実施例の一部分を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of other Example of the rotating anode type X-ray tube apparatus concerning this invention. 従来の回転陽極型X線管の主要部の構成を示す部分縦断面図及び特性を示す図である。It is the figure which shows the fragmentary longitudinal cross-section which shows the structure of the principal part of the conventional rotary anode type | mold X-ray tube, and a characteristic. 従来の回転陽極型X線管の主要部の構成及び様態を模式的に表す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view which represents typically the structure and aspect of the principal part of the conventional rotating anode type | mold X-ray tube. 従来の回転陽極型X線管の主要部の動作を説明する為の特性図である。It is a characteristic view for demonstrating operation | movement of the principal part of the conventional rotary anode type | mold X-ray tube. 従来の回転陽極型X線管の主要部の動作を説明する為の特性図である。It is a characteristic view for demonstrating operation | movement of the principal part of the conventional rotary anode type | mold X-ray tube.

符号の説明Explanation of symbols

1 真空容器
1a 内部空間
2 陰極
3 X線ターゲット
4 X線照射窓
5 陽極固定ネジ
6 遮蔽筒
10 回転機構
20 回転構造体
21 ターゲット支持体
22 第1の回転体部材
22a 回転体一端部
22b 回転体他端部
23 第2の回転体部材
23a 回転体一端部
23b 回転体他端部
24 第3の回転体部材(軸受回転体)
24a 回転体一部分
24b 回転体径小部
24c 回転体突出部
26 ロータ
27 回転蓋
28 回転環状体
30 固定構造体
31 固定胴体部分(軸受固定体)
31a 上方肩部
31b 固定体径小部分
31c 陽極固定部分
31d 固定体延長部分
31e 左方径小部分
31f 冷却穴
32 軸受円板
40 ステータ
BA1 スラスト軸受
BA2 スラスト軸受
BR1 第1のラジアル軸受
BR2 第2のラジアル軸受
BR3 第3のラジアル軸受
BR3a 第3のラジアル軸受の領域
DR1 環状深溝
DR2 環状深溝
DR3 環状深溝
DR3W 環状深溝DR3の図示左方壁
F 外力
G 軸受隙間
G1〜G6 軸受隙間寸法
GA1 スラスト軸受溝
GA2 スラスト軸受溝
GR1 ラジアル軸受溝
GR2 ラジアル軸受溝
GR3 ラジアル軸受溝
GR3a ラジアル軸受溝
GR3b ラジアル軸受溝
Lb1 軸受幅
Lb2 軸受幅
Lg 低圧力領域の幅(分離距離)
Lt 軸受全長
LM 液体金属潤滑剤
PR1 環状禁止帯
S 軸受回転体24の内表面
T 軸受固定体31の外表面
GX 回転陽極の重心
1001 軸受回転体
1002 軸受固定体
1003 軸受溝
1004 軸受隙間
1005 第1のラジアル軸受
1006 第2のラジアル軸受
1007 外力
1008 軸受回転体の中心軸
1009 軸受固定体の中心軸
1011 圧力分布
1012 圧力分布
1021 スラスト軸受
1022 スラスト軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 1a Internal space 2 Cathode 3 X-ray target 4 X-ray irradiation window 5 Anode fixing screw 6 Shielding cylinder
10 rotation mechanism
20 Rotating Structure 21 Target Support Body 22 First Rotating Body Member 22a Rotating Body One End 22b Rotating Body Other End 23 Second Rotating Body Member 23a Rotating Body One End 23b Rotating Body Other End 24 Third Rotating Body Member (bearing rotating body)
24a Rotating body part 24b Rotating body diameter small portion 24c Rotating body projecting portion 26 Rotor 27 Rotating lid 28 Rotating annular body
30 fixed structure 31 fixed body part (bearing fixed body)
31a Upper shoulder portion 31b Small fixed body diameter portion 31c Anode fixed portion 31d Fixed body extended portion 31e Small left diameter portion 31f Cooling hole 32 Bearing disc 40 Stator BA1 Thrust bearing BA2 Thrust bearing BR1 First radial bearing BR2 Second Radial bearing BR3 Third radial bearing BR3a Third radial bearing region DR1 Annular deep groove DR2 Annular deep groove DR3 Annular deep groove DR3W Annular deep groove DR3 left wall shown in the figure
F external force
G Bearing clearance
G1 to G6 Bearing clearance dimensions GA1 Thrust bearing groove GA2 Thrust bearing groove GR1 Radial bearing groove GR2 Radial bearing groove GR3 Radial bearing groove GR3a Radial bearing groove GR3b Radial bearing groove
Lb1 Bearing width
Lb2 Bearing width
Lg Width of low pressure area (separation distance)
Lt Bearing total length LM Liquid metal lubricant PR1 Annular forbidden band S Inner surface of bearing rotating body T Outer surface of bearing fixing body GX Center of gravity of rotating anode 1001 Bearing rotating body 1002 Bearing fixing body 1003 Bearing groove 1004 Bearing gap 1005 First Radial bearing 1006 second radial bearing 1007 external force 1008 central axis of bearing rotating body 1009 central axis of bearing fixed body 1011 pressure distribution 1012 pressure distribution 1021 thrust bearing 1022 thrust bearing

Claims (18)

真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承するラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記ラジアル軸受の少なくとも1個は、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合に、同一の軸方向位置において周方向内で最も対向面に近づく周方向近接部分が、対向面間の隙間が実質的に無くなる、接触部分を含むように形成されており、この接触部分は、連続的に、又は間欠的に、所定の幅にわたって軸方向に広がっており、
前記動圧式すべり軸受のいずれかは、前記軸受隙間が、最端位置において第1の軸受隙間寸法を有しており、最端位置以外の位置において第1の軸受隙間よりも小さな寸法の第2の軸受隙間寸法を有しており、これらの中間の位置において前記第1の軸受隙間寸法と前記第2の軸受隙間寸法の間で軸受隙間寸法が軸方向位置と共に変化しているように構成されていることを特徴とする回転陽極型X線管。
A vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having a portion fitted coaxially with the fixed body, and an X-ray target attached to the rotating body, A rotary anode type X-ray tube substantially supporting the rotary body, wherein at least one of the radial bearings is provided on the first surface of the fixed body and the first surface. A second surface of the rotating body facing with a minute bearing gap, a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface, and liquid metal lubrication filled therein And the first surface and / or the second surface is a maximum within an allowable range in which the rotating body forms an inclination angle with respect to the fixed body. At the same axial position when tilted to the limit. The circumferentially adjacent portion that is closest to the facing surface in the circumferential direction is formed to include a contact portion that substantially eliminates the gap between the facing surfaces, and the contact portion is continuously or intermittently formed. , Spread axially over a predetermined width ,
In any of the hydrodynamic slide bearings, the bearing gap has a first bearing gap dimension at the extreme end position, and a second dimension smaller than the first bearing gap at a position other than the extreme end position. The bearing clearance dimension is configured such that the bearing clearance dimension changes with the axial position between the first bearing clearance dimension and the second bearing clearance dimension at an intermediate position between them. rotating anode X-ray tube, characterized in that is.
真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承するラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記ラジアル軸受の少なくとも1個は、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合に、前記固定体及び前記回転体の前記傾斜角度を含む断面が前記第1の表面及び前記第2の表面とそれぞれ交わって出来る第1の交線及び第2の交線の、同一の軸方向位置における、それぞれの接線同士が成す接線間角度が前記傾斜角度よりも小さくなるように形成された小傾斜差部分を含んでおり、この小傾斜差部分は、連続的に、又は間欠的に、軸方向に所定の幅にわたって広がっており、
前記動圧式すべり軸受のいずれかは、前記軸受隙間が、最端位置において第1の軸受隙間寸法を有しており、最端位置以外の位置において第1の軸受隙間よりも小さな寸法の第2の軸受隙間寸法を有しており、これらの中間の位置において前記第1の軸受隙間寸法と前記第2の軸受隙間寸法の間で軸受隙間寸法が軸方向位置と共に変化しているように構成されていることを特徴とする回転陽極型X線管。
A vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having a portion fitted coaxially with the fixed body, and an X-ray target attached to the rotating body, A rotary anode type X-ray tube substantially supporting the rotary body, wherein at least one of the radial bearings is provided on the first surface of the fixed body and the first surface. A second surface of the rotating body facing with a minute bearing gap, a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface, and liquid metal lubrication filled therein And the first surface and / or the second surface is a maximum within an allowable range in which the rotating body forms an inclination angle with respect to the fixed body. The fixed body and the rotation when tilted to the limit The tangent lines at the same axial position of the first intersection line and the second intersection line formed by the cross-section including the inclination angle intersecting the first surface and the second surface, respectively, are formed. It includes a small inclination difference portion formed so that an angle between tangents is smaller than the inclination angle, and this small inclination difference portion spreads over a predetermined width in the axial direction continuously or intermittently. And
In any of the hydrodynamic slide bearings, the bearing gap has a first bearing gap dimension at the extreme end position, and a second dimension smaller than the first bearing gap at a position other than the extreme end position. The bearing clearance dimension is configured such that the bearing clearance dimension changes with the axial position between the first bearing clearance dimension and the second bearing clearance dimension at an intermediate position between them. rotating anode X-ray tube, characterized in that is.
真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承するラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記ラジアル軸受の少なくとも1個は、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合に、前記動圧式すべり軸受の最端位置以外の軸方向位置において、前記最端位置における程度と同程度以上に対向面に接近するように形成された近接表面部分を含んでおり、この近接表面部分は、連続的に、又は間欠的に、軸方向に所定の幅にわたって広がっていることを特徴とする回転陽極型X線管。 A vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, and the X-ray target which is attached to the rotary member A rotary anode type X-ray tube substantially supporting the rotary body, wherein at least one of the radial bearings is provided on the first surface of the fixed body and the first surface. A second surface of the rotating body facing with a minute bearing gap, a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface, and liquid metal lubrication filled therein And the first surface and / or the second surface is a maximum within an allowable range in which the rotating body forms an inclination angle with respect to the fixed body. Of the hydrodynamic slide bearing It includes a proximity surface portion formed so as to approach the facing surface at an axial position other than the end position so as to approach the facing surface at a level equal to or greater than the extent at the extreme end position, and the proximity surface portion is continuous or intermittent. In particular, the rotary anode X-ray tube is characterized by spreading over a predetermined width in the axial direction. 前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合に、前記固定体と前記回転体の、前記回転体の中心軸を含む、断面が前記第1の表面及び前記第2の表面とそれぞれ交わって、前記中心軸に対して同じ側に、出来る第1の交線と第2の交線とが、前記動圧式すべり軸受が1個の場合にあってはその両方の最端部の近傍において、前記動圧式すべり軸受が複数個の場合にあっては互いに離れた側にある両方の最端部の近傍において、前記中心軸に沿ってそれぞれの前記最端部を向いて相対的に広がるように形成された表面部分を含んでいることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。   The first surface and / or the second surface includes a central axis of the rotating body of the fixed body and the rotating body when the rotating body is positioned coaxially with respect to the fixed body, The first and second intersecting lines that are formed on the same side with respect to the central axis crossing the first surface and the second surface, respectively, are the hydrodynamic slide bearing 1 If there are a plurality of hydrodynamic slide bearings in the vicinity of both ends, in the case of a plurality of pieces, in the vicinity of both ends on the side away from each other, The rotary anode type X according to any one of claims 1 to 3, further comprising a surface portion formed so as to be relatively widened toward each of the extreme ends along the surface. Wire tube. 前記動圧式すべり軸受のいずれかは、前記軸受隙間が、最端位置において第1の軸受隙間寸法を有しており、最端位置以外の位置において第1の軸受隙間よりも小さな寸法の第2の軸受隙間寸法を有しており、これらの中間の位置において前記第1の軸受隙間寸法と前記第2の軸受隙間寸法の間で軸受隙間寸法が軸方向位置と共に変化しているように構成されていることを特徴とする請求項3に記載した回転陽極型X線管。 In any of the hydrodynamic slide bearings, the bearing gap has a first bearing gap dimension at the extreme end position, and a second dimension smaller than the first bearing gap at a position other than the extreme end position. The bearing clearance dimension is configured such that the bearing clearance dimension changes with the axial position between the first bearing clearance dimension and the second bearing clearance dimension at an intermediate position between them. The rotary anode type X-ray tube according to claim 3 , wherein 前記動圧式すべり軸受のいずれかは、前記軸受隙間が、前記第2の軸受隙間寸法に実質的に保たれて軸受幅方向に所定の幅にわたって続くように構成された部分を含んでいることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項5のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。 Any of the hydrodynamic slide bearings includes a portion configured such that the bearing gap is substantially maintained in the second bearing gap dimension and continues over a predetermined width in the bearing width direction. claim 1, wherein, according to claim 2, rotating anode X-ray tube as claimed in any one of claims 5. 前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1及び第2のラジアル軸受の、軸方向で互いに近い側に位置する領域に於ける、それぞれの前記軸受隙間の寸法よりも、それぞれのラジアル軸受の、互いに遠い側に位置する領域における、前記軸受隙間の寸法がそれぞれの端部に向って軸方向位置と共に順次大きくなるように、前記第1の表面及び/又は前記第2の表面が、少なくとも部分的に、形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。   Including first and second radial bearings composed of the hydrodynamic slide bearing, and the axial direction of the first and second radial bearings when the rotating body is positioned coaxially with respect to the fixed body. The dimension of the bearing gap in the region located on the far side of each radial bearing is larger than the size of the bearing gap in the region located on the side closer to each other. 4. The method according to claim 1, wherein the first surface and / or the second surface are formed at least partially so as to increase sequentially with an axial position. The rotating anode type X-ray tube described in the item. 前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、第1のラジアル軸受を構成する前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記固定体の中心軸に対して一方の側に前記接触部分又は前記小傾斜差部分又は前記近接面部分の少なくともいずれかを含んでおり、前記第2のラジアル軸受を構成する前記第1の表面及び/又は前記第2の表面は、前記固定体の中心軸に対して反対の側に前記接触部分又は前記小傾斜差部分又は前記近接面部分の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。   The first and second radial bearings including the hydrodynamic slide bearing are included, and the first surface and / or the second surface constituting the first radial bearing are arranged on a central axis of the fixed body. On the other hand, at least one of the contact portion, the small inclination difference portion, or the proximity surface portion is included on one side, and the first surface and / or the second surface constituting the second radial bearing is included. The surface includes at least one of the contact portion, the small inclination difference portion, or the proximity surface portion on a side opposite to the central axis of the fixed body. The rotary anode type X-ray tube described in any one of the above. 前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、これらそれぞれの軸受は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1及び第2のラジアル軸受が互いに軸方向に隣接する領域に位置する、前記第1のラジアル軸受の一端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径は、前記第1のラジアル軸受の他端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径よりも大きく、前記隣接する領域に位置する、前記第2のラジアル軸受の一端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径は、前記第2のラジアル軸受の他端部における、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の、外表面の直径よりも大きく、且つ、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の内表面はこれに対向する前記外表面と平行でない部分を有するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。 First and second radial bearings comprising the hydrodynamic slide bearings are included, and each of the bearings includes the first and second radial bearings when the rotating body is positioned coaxially with respect to the fixed body. located in the region where the radial bearing is axially adjacent to each other, wherein at one end of the first radial bearing, of the person who is fitted inside with one of the fixed body or the rotating body, the outer surface diameter, at the other end portion of said first radial bearing, of who the is fitted inwardly of the fixed body or the rotating body, larger than the diameter of the outer surface, located in the adjacent area, the second at one end of the radial bearing of the person that is fitted to the inside in one of the fixed body or the rotating body, the diameter of the outer surface, the other end of the second radial bearing, the fixed body or the on the inside in one of the rotating body Of people who have cases, greater than the diameter of the outer surface, and the inner surface towards said fitted and outwardly of the rotating body or the fixed body having an outer surface and not parallel portion facing thereto The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotary anode type X-ray tube is configured as described above. 前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、これらそれぞれの軸受は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1及び第2のラジアル軸受が互いに軸方向に隣接する領域に位置する、前記第1のラジアル軸受の一端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径は、前記第1のラジアル軸受の他端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径よりも小さく、前記隣接する領域に位置する、前記第2のラジアル軸受の一端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径は、前記第2のラジアル軸受の他端部における、前記回転体又は前記固定体のうちで外側に嵌合された方の、内表面の直径よりも小さく、且つ、前記固定体又は前記回転体のうちで内側に嵌合された方の外表面はこれに対向する前記内表面と平行でない部分を有するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。 First and second radial bearings comprising the hydrodynamic slide bearings are included, and each of the bearings includes the first and second radial bearings when the rotating body is positioned coaxially with respect to the fixed body. located in the region where the radial bearing is axially adjacent to one another, at one end portion of said first radial bearing, of who the is fitted to the outside among the rotating body or the fixed body, the diameter of the inner surface, at the other end portion of said first radial bearing, the rotary body or the person who has been fitted to the outside among the fixed body, smaller than the diameter of the inner surface, located on the adjacent region, the second at one end of the radial bearing of the rotary body or the person who has been fitted to the outside among the fixed body, the diameter of the inner surface, at the other end of the second radial bearing, the rotary member or said on the outside in one of the fixed body Of people who have cases, smaller than the diameter of the inner surface and the outer surface of the person who has been fitted to the inside in one of the fixed body or the rotating body having an inner surface and not parallel portion facing thereto The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotary anode type X-ray tube is configured as described above. 前記動圧式すべり軸受から成る第1及び第2のラジアル軸受を含んでおり、これらそれぞれの軸受は、前記回転体が前記固定体に対して同軸に位置した場合において、前記第1のラジアル軸受と前記第2のラジアル軸受とに軸方向に挟まれた領域の軸方向中央において前記固定体の中心軸に直交する中央断面が前記第2の表面又はその延長面と交わって出来る円から、それぞれのラジアル軸受の遠端部において前記中心軸に直交する端部断面が前記第1の表面と交わって出来る円を、見込んでできる円錐面に実質的に沿うように、前記第1の表面が、少なくとも部分的に、形成されていること、又は、前記中央断面が前記第1の表面又はその延長面と交わって出来る円から、それぞれのラジアル軸受の遠端部において前記中心軸に直交する端部断面が前記第2の表面と交わって出来る円を、見込んでできる円錐面に実質的に沿うように、前記第2の表面が、少なくとも部分的に、形成されていること、を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。   First and second radial bearings including the hydrodynamic slide bearing are included, and each of these bearings is the same as the first radial bearing when the rotating body is positioned coaxially with respect to the fixed body. From the circle formed by the central cross section perpendicular to the central axis of the fixed body at the center in the axial direction of the region sandwiched between the second radial bearing and the second radial bearing intersecting the second surface or its extended surface, The first surface is at least so that an end cross-section perpendicular to the central axis at the far end of the radial bearing substantially conforms to a conical surface that can be expected to intersect with the first surface. Ends orthogonal to the central axis at the far end of each radial bearing from the circle formed by the partial cross section or the central surface intersecting the first surface or its extended surface The second surface is formed at least partially so that a cross-section substantially conforms to a conical surface that can be expected to form a circle that intersects with the second surface. The rotating anode X-ray tube according to any one of claims 1 to 10. 真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承する第1及び第2のラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記第1及び第2のラジアル軸受のそれぞれは、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記の回転体がその中心軸を前記固定体の中心軸に略一致させて回転するときに前記それぞれのラジアル軸受の軸受隙間内に生じる圧力がそれぞれの軸受の中央部分において最高に成って分布するようにそれぞれの軸受が構成されており、前記回転体を含む回転部分全体の重心は、前記第1のラジアル軸受の軸方向中央位置と前記第2のラジアル軸受の軸方向中央位置とで挟まれた軸方向領域に位置するように構成されたことを特徴とする回転陽極型X線管。 A vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, and the X-ray target which is attached to the rotary member A rotary anode type X-ray tube having substantially the first and second radial bearings for substantially supporting the rotary body, wherein each of the first and second radial bearings is a first of the fixed body. The second surface of the rotating body facing the first surface with a minute bearing gap, and a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface And a hydrodynamic slide bearing containing a liquid metal lubricant filled therein, and each of the rotating bodies rotates when the central axis thereof substantially coincides with the central axis of the fixed body. The pressure generated in the bearing clearance of radial bearings Each of the bearings is configured to be distributed at the maximum in the central portion of each bearing, and the center of gravity of the entire rotating portion including the rotating body is the center position in the axial direction of the first radial bearing. A rotary anode X-ray tube configured to be positioned in an axial region sandwiched between axially central positions of the second radial bearing. 真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、前記回転体を実質的に支承する第1及び第2のラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管において、前記第1及び第2のラジアル軸受のそれぞれは、前記固定体の第1の表面と、この第1の表面に微小な軸受隙間を保って対向する前記回転体の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面の少なくとも一方に設けられたらせん溝と、この中に充填された液体金属潤滑剤と、を含む動圧式すべり軸受から成っており、前記第1のラジアル軸受の直径及び軸受幅と前記第2のラジアル軸受の直径及び軸受幅がそれぞれ実質的に同一であり、前記回転体を含む回転部分全体の重心が前記第1のラジアル軸受と前記第2のラジアル軸受との間の軸方向の略中央位置に存するように構成されていることを特徴とする回転陽極型X線管。 A vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, and the X-ray target which is attached to the rotary member A rotary anode type X-ray tube having substantially the first and second radial bearings for substantially supporting the rotary body, wherein each of the first and second radial bearings is a first of the fixed body. The second surface of the rotating body facing the first surface with a minute bearing gap, and a spiral groove provided on at least one of the first surface and the second surface A hydrodynamic slide bearing containing a liquid metal lubricant filled therein, and the diameter and bearing width of the first radial bearing and the diameter and bearing width of the second radial bearing are substantially the same. The same, including the rotating body Rotating anode X-ray tube, characterized by being configured to lie in a substantially central position in the axial direction between the rolling center of gravity of the whole portion between the first radial bearing and the second radial bearing. 前記動圧式すべり軸受から成るそれぞれの前記ラジアル軸受の、各軸方向位置に対応する軸受隙間の寸法を、それぞれの軸受幅の全幅にわたって軸方向に平均した値が15μmよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。   A value obtained by averaging the dimension of the bearing gap corresponding to each axial position of each radial bearing including the hydrodynamic slide bearing in the axial direction over the entire width of each bearing width is larger than 15 μm. The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 1 to 13. 前記動圧式すべり軸受から成るそれぞれの前記ラジアル軸受を構成する軸受溝の深さ寸法は、軸受隙間寸法の最小値以上であり且つ軸受隙間寸法の最大値以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管。   2. A depth dimension of a bearing groove constituting each of the radial bearings composed of the hydrodynamic slide bearing is not less than a minimum value of a bearing gap dimension and not more than a maximum value of the bearing gap dimension. The rotary anode type X-ray tube according to any one of claims 14 to 14. 真空空間を画定する真空容器と、この真空容器内に設けられた固定体と、この固定体と同軸的に嵌合された部分を有する回転体と、この回転体に取り付けられたX線ターゲットと、液体金属を潤滑剤とする動圧すべり軸受からなっており前記回転体を実質的に支承する少なくとも1個のラジアル軸受と、を具備する回転陽極型X線管の製造方法において、前記固定体は第1の表面を有するように、前記回転体は第2の表面を有するように、前記回転体を前記固定体に正規のとおりに嵌合して傾斜角度を成して許容範囲内で最大限に傾斜した場合において、前記固定体と前記回転体の前記傾斜角度を含む断面が前記第1の表面及び前記第2の表面とそれぞれ交わって出来る第1の交線及び第2の交線の、同一の軸方向位置における、それぞれの接線同士が成す接線間角度が前記傾斜角度よりも小さくなる小傾斜差部分が生じ、この小傾斜差部分が、連続的に、又は間欠的に、軸方向に所定の幅にわたって広がるように、前記固定体及び/又は前記回転体を加工する工程と、前記固定体の第1の表面又は前記回転体の第2の表面にらせん溝を形成する工程と、前記固定体と前記回転体とを嵌合した場合にこれらに挟まれて形成される隙間に前記液体金属潤滑剤を供給する工程と、を含むことを特徴とする回転陽極型X線管の製造方法。 A vacuum vessel defining a vacuum space, a fixed body provided in the vacuum vessel, a rotating body having the fixed body and coaxially fitted portion, and the X-ray target which is attached to the rotary member In the method of manufacturing a rotary anode X-ray tube, comprising: a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal as a lubricant, and at least one radial bearing substantially supporting the rotary body. maximum to have a first surface, said rotary body to have a second surface, said rotary member at an inclined angle to fit in as normal to the fixed body within a tolerance In the case of tilting to the limit, the cross section including the tilt angle of the fixed body and the rotating body of the first intersecting line and the second intersecting line formed by intersecting the first surface and the second surface, respectively. , Each at the same axial position A small inclination difference portion in which an angle between tangent lines formed by the lines becomes smaller than the inclination angle is generated, and the small inclination difference portion is continuously or intermittently spread over a predetermined width in the axial direction. A step of processing the fixed body and / or the rotating body, a step of forming a spiral groove on the first surface of the fixed body or the second surface of the rotating body, and fitting the fixed body and the rotating body method of manufacturing a rotating anode X-ray tube, characterized in that it comprises a step of supplying the liquid metal lubricant in the gap formed by being sandwiched between the when case. 請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管又は請求項16に記載した方法で製造された回転陽極型X線管と、この回転陽極型X線管を収納する収納容器と、前記回転陽極型X線管を前記収納容器に固定する保持機構と、前記回転陽極型X線管の前記真空容器の外から前記回転陽極型X線管内の前記回転体に回転トルクを与えるステータと、前記回転陽極型X線管内で電子を放出する陰極に負の高電圧を供給する為の手段とを具備したことを特徴とする回転陽極型X線管装置。   A rotary anode X-ray tube according to any one of claims 1 to 15, or a rotary anode X-ray tube manufactured by the method according to claim 16, and the rotary anode X-ray tube stored therein Storage container, a holding mechanism for fixing the rotary anode X-ray tube to the storage container, and rotation of the rotary anode X-ray tube from the outside of the vacuum container to the rotating body in the rotary anode X-ray tube A rotary anode X-ray tube apparatus comprising: a stator for applying torque; and means for supplying a negative high voltage to a cathode that emits electrons in the rotary anode X-ray tube. 請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載した回転陽極型X線管又は請求項16に記した方法で製造された回転陽極型X線管又は請求項17に記した回転陽極型X線管装置と、これを搭載して中心軸の回りに回転できる回転架台と、この回転架台を回転自在に支承する固定架台と、前記回転陽極型X線管又は前記回転陽極型X線管装置から放射されて被照射体を透過したX線を検出するX線検出器と、このX線検出器の出力を用いて前記被照射体の断面を表示する装置と、を含むことを特徴とするX線CTスキャナ。   A rotating anode X-ray tube according to any one of claims 1 to 15, a rotating anode X-ray tube manufactured by the method according to claim 16, or a rotating anode X according to claim 17. X-ray tube device, a rotating gantry that can be rotated around the central axis by mounting the same, a fixed gantry that rotatably supports the rotating gantry, and the rotary anode X-ray tube or the rotary anode X-ray tube device An X-ray detector that detects X-rays emitted from and transmitted through the irradiated object, and a device that displays a cross-section of the irradiated object using an output of the X-ray detector. X-ray CT scanner.
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