JP5370966B2 - Rotating anode type X-ray tube and X-ray tube device - Google Patents

Rotating anode type X-ray tube and X-ray tube device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating anode X-ray tube, along with an X-ray tube device with the rotating anode X-ray tube, capable of reducing ejection of a lubricant to outside from a gap between a stator and a rotor. <P>SOLUTION: The rotating anode X-ray tube includes: a large diameter 11; the stator with a first small diameter 12 and a second diameter 13; the rotor 20; the lubricant; an anode target 50; a cathode; and a vacuum outer envelope. The stator furthermore has at least one reservoir 15 which is installed inside and houses the lubricant, and ducts 16a, 16b, 16c opened in the reservoir 15 and recesses 12a, 12b, 12c. The minimum value D2 of an inner diameter of a second thrust sliding bearing B2 is smaller than the minimum value D1 of the inner diameter of a first thrust sliding bearing B1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置に関する。   The present invention relates to a rotary anode X-ray tube and an X-ray tube device including the rotary anode X-ray tube.

一般に、Ｘ線管装置として、回転陽極型のＸ線管装置が使用されている。回転陽極型のＸ線管装置は、Ｘ線を放射する回転陽極型Ｘ線管と、ステータコイルと、これら回転陽極型Ｘ線管及びステータコイルを収容した筐体と、を備えている。回転陽極型Ｘ線管は、陽極ターゲットと、陰極と、真空外囲器と、を備え、動圧式のすべり軸受を使っている（例えば、特許文献１乃至５参照）。   In general, a rotary anode type X-ray tube device is used as the X-ray tube device. The rotary anode type X-ray tube device includes a rotary anode type X-ray tube that emits X-rays, a stator coil, and a housing that houses the rotary anode type X-ray tube and the stator coil. The rotary anode X-ray tube includes an anode target, a cathode, and a vacuum envelope, and uses a dynamic pressure type plain bearing (see, for example, Patent Documents 1 to 5).

すべり軸受は、回転軸を中心に回転可能な筒状の回転体と、この回転体の内部に嵌合され、回転体を回転可能に支持する固定シャフトと、回転体及び固定シャフト間の隙間に充填された金属潤滑剤とを有している。固定シャフトの軸受面にらせん溝が形成されている。   A plain bearing is a cylindrical rotating body that can rotate around a rotating shaft, a fixed shaft that is fitted inside the rotating body and supports the rotating body in a rotatable manner, and a gap between the rotating body and the fixed shaft. A filled metal lubricant. A spiral groove is formed on the bearing surface of the fixed shaft.

上記回転陽極型Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイルは回転体に与える磁界を発生するため、回転体及び陽極ターゲットは回転する。また、陰極は陽極ターゲットに対して電子ビームを照射する。これにより、陽極ターゲットは、電子と衝突するときにＸ線を放出する。   In the operating state of the rotary anode X-ray tube device, the stator coil generates a magnetic field applied to the rotating body, and therefore the rotating body and the anode target rotate. The cathode irradiates the anode target with an electron beam. Thus, the anode target emits X-rays when colliding with electrons.

例えば、特許文献１及び２には、動圧式のラジアルすべり軸受を固定体の径小部に形成し、動圧式のスラストすべり軸受を固定体の径大部に形成した回転陽極型Ｘ線管が開示されている。   For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a rotary anode type X-ray tube in which a dynamic pressure type radial slide bearing is formed in a small diameter portion of a fixed body and a dynamic pressure type thrust slide bearing is formed in a large diameter portion of the fixed body. It is disclosed.

このような構成の回転陽極型Ｘ線管は、比較的小さい回転抵抗が得られるので、回転体
及び陽極ターゲットを１００ｒｐｓを超える回転速度で連続的に又はＸ線曝射時に高速回転させることができる。たとえば、撮影待機時に５０乃至１５０ｒｐｓの間の任意の回転数で常時連続回転させておき、Ｘ線曝射によりＸ線撮影する場合は１５０乃至１９０ｒｐｓに回転数を上げてＸ線撮影することができる。このように、必要な時に瞬時にＸ線曝射可能な高速回転数に上げてＸ線撮影することができる。そして、このような高速回転でも、回転体の回転軸のずれや傾きの発生が抑制され、安定な動作を得ることができる。 Since the rotating anode X-ray tube having such a configuration can obtain a relatively small rotational resistance, the rotating body and the anode target can be continuously rotated at a rotational speed exceeding 100 rps or at high speed during X-ray irradiation. . For example, in the case of X-ray imaging by X-ray exposure by always continuously rotating at an arbitrary rotation speed between 50 and 150 rps during imaging standby, X-ray imaging can be performed by increasing the rotation speed to 150 to 190 rps. . In this way, X-ray imaging can be performed by increasing the number of rotations to a high speed that allows instantaneous X-ray exposure when necessary. Even with such high-speed rotation, the occurrence of a shift or inclination of the rotating shaft of the rotating body is suppressed, and a stable operation can be obtained.

特許第３７５４５１２号公報Japanese Patent No. 3754512 特開２００１−３２５９０８号公報JP 2001-325908 A 特許第２７３５４１７号公報Japanese Patent No. 2735417 特許第２７１４２８３号公報Japanese Patent No. 2714283 特許第２８９８７３１号公報Japanese Patent No. 2898731

ところで、上記の各特許文献に開示されている回転陽極型Ｘ線管は、以下に述べる問題がある。
固定体及び回転体間の隙間は僅か２０μｍ程度であるため、Ｘ線管を組み立てる際、隙間（軸受隙間）やらせん溝の一部に空気が残ったり、構成部材からガスが放出される恐れがある。ガスは真空排気時又は真空排気後に膨張するため、ガスとともに金属潤滑剤の一部が軸受外部に噴出してしまう恐れがある。 Incidentally, the rotating anode X-ray tube disclosed in each of the above patent documents has the following problems.
Since the gap between the fixed body and the rotating body is only about 20 μm, when assembling the X-ray tube, there is a risk that air may remain in the gap (bearing gap) or part of the spiral groove or gas may be released from the constituent members. is there. Since the gas expands at the time of evacuation or after the evacuation, a part of the metal lubricant may be ejected to the outside of the bearing together with the gas.

そこで、特許文献３には、軸受の出口付近に円周溝空間を設け、軸受外部に金属潤滑剤が噴出する際にガスと金属潤滑剤とを分離させる技術が開示されている。また、特許文献４には、軸受外部に噴出する金属潤滑剤を閉じ込めるトラップを設け、金属潤滑剤の真空管内への飛散を抑える技術が開示されている。しかし、特許文献３及び４の何れの技術も、軸受外部に噴出した金属潤滑剤が真空管内に飛散することを完全に(１００％)防止する作用があるわけではない。   Therefore, Patent Document 3 discloses a technique in which a circumferential groove space is provided in the vicinity of the outlet of the bearing and the gas and the metal lubricant are separated when the metal lubricant is ejected to the outside of the bearing. Patent Document 4 discloses a technique for providing a trap for confining a metal lubricant to be ejected outside the bearing to suppress scattering of the metal lubricant into the vacuum tube. However, neither of the techniques of Patent Documents 3 and 4 has an effect of completely (100%) preventing the metal lubricant sprayed outside the bearing from scattering into the vacuum tube.

また、特許文献５には、らせん溝ポンプを軸受出口近傍に設け、軸受外部に噴出しようとする金属潤滑剤を軸受内部に押し戻す技術が開示されている。しかしながら、上記らせん溝ポンプでは、経験的に、金属潤滑剤を軸受内部に押し戻すに十分なポンプ圧力が発生できないものである。   Patent Document 5 discloses a technique in which a spiral groove pump is provided in the vicinity of the bearing outlet, and a metal lubricant to be ejected outside the bearing is pushed back into the bearing. However, the spiral groove pump empirically cannot generate a pump pressure sufficient to push the metal lubricant back into the bearing.

特許文献１の固定体は、ラジアル軸受面を有した径小部と、この径小部と同じ径寸法の他の径小部と、径小部及び他の径小部間に挟持されスラスト軸受面を有した径大部とを備えている。特許文献１の軸受では、上記した軸受内のガスの影響がない場合には問題はないが、軸受内のガスが膨張して金属潤滑材を押し出そうとする場合には金属潤滑材が軸受外部に噴出してしまう恐れがある。   The fixed body of Patent Document 1 is a thrust bearing that is sandwiched between a small diameter portion having a radial bearing surface, another small diameter portion having the same diameter as the small diameter portion, and the small diameter portion and the other small diameter portion. And a large diameter portion having a surface. In the bearing of Patent Document 1, there is no problem when there is no influence of the gas in the bearing described above, but when the gas in the bearing expands and pushes out the metal lubricant, the metal lubricant is used in the bearing. There is a risk of erupting outside.

特許文献２の固定体は、ラジアル軸受面を有した径小部と、この径小部より大きい径寸法の他の径小部と、径小部及び他の径小部間に挟持されスラスト軸受面を有した径大部とを備えている。特許文献２の軸受では、上記した軸受内のガスの膨張の有無に関わらず金属潤滑材が軸受外部に噴出してしまう恐れがある。   The fixed body of Patent Document 2 is a thrust bearing that is sandwiched between a small-diameter portion having a radial bearing surface, another small-diameter portion having a diameter larger than the small-diameter portion, and the small-diameter portion and the other small-diameter portion. And a large diameter portion having a surface. In the bearing of Patent Document 2, the metal lubricant may be ejected to the outside of the bearing regardless of the presence or absence of gas expansion in the bearing.

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、固定体及び回転体間の隙間から外部への潤滑剤の噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points. An object of the present invention is to provide a rotary anode type X-ray tube and a rotary anode type X-ray tube that can reduce the ejection of lubricant from the gap between the fixed body and the rotary body to the outside. An X-ray tube apparatus is provided.

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る回転陽極型Ｘ線管は、
円柱状に形成され、一端に第１スラスト軸受面を有し他端に第２スラスト軸受面を有した径大部、前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の一端側に位置し、側面に形成されたラジアル軸受面及び前記ラジアル軸受面から外れた上記側面に位置し前記ラジアル軸受面に比べて窪んで形成された凹部を有した第１径小部、並びに前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の他端側に位置し、前記径大部及び第１径小部とともに同軸的に一体に形成された第２径小部を具備した固定体と、
前記固定体と同軸的に延出して筒状に形成され、前記固定体が内部に嵌合され、前記第１スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第１スラスト軸受面、前記第２スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第２スラスト軸受面及び前記ラジアル軸受面に隙間を置いて対向した他のラジアル軸受面を有し、前記固定体を中心に回転可能な回転体と、
前記固定体及び回転体間の隙間に充填され、前記第１スラスト軸受面及び他の第１スラスト軸受面とともに動圧形の第１スラストすべり軸受を形成し、前記第２スラスト軸受面及び他の第２スラスト軸受面とともに動圧形の第２スラストすべり軸受を形成し、前記ラジアル軸受面及び他のラジアル軸受面とともに動圧形のラジアルすべり軸受を形成する潤滑剤と、
前記回転体に固定され、電子が入射されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極と、
前記固定体、回転体、陽極ターゲット及び陰極を収容し、前記固定体を固定する真空外囲器と、を備え、
前記固定体は、内部に設けられ前記潤滑剤を収容する少なくとも１つのリザーバと、前記リザーバ及び凹部に開口したダクトと、をさらに有し、
前記第２スラストすべり軸受の内径の最小値は、前記第１スラストすべり軸受の内径の最小値より小さいことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a rotary anode X-ray tube according to an aspect of the present invention includes:
A large-diameter portion formed in a cylindrical shape, having a first thrust bearing surface at one end and a second thrust bearing surface at the other end, formed in a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large-diameter portion, and the large-diameter portion A radial bearing surface formed on a side surface and a first small diameter portion having a recess formed on the side surface that is out of the radial bearing surface and is recessed compared to the radial bearing surface, And a second diameter formed in a columnar shape having a smaller outer diameter than the large-diameter portion, positioned on the other end side of the large-diameter portion, and coaxially and integrally with the large-diameter portion and the first small-diameter portion. A fixed body having a small portion;
The first thrust bearing surface, the second thrust bearing surface extending coaxially with the fixed body, the fixed body being fitted therein, and facing the first thrust bearing surface with a gap therebetween, the second A rotating body that has another thrust bearing surface facing the thrust bearing surface with a gap and another radial bearing surface facing the radial bearing surface with a gap, and is rotatable about the fixed body; ,
A gap between the fixed body and the rotating body is filled, and a dynamic pressure type first thrust slide bearing is formed together with the first thrust bearing surface and the other first thrust bearing surface, and the second thrust bearing surface and other Forming a dynamic pressure type second thrust slide bearing together with the second thrust bearing surface, and forming a dynamic pressure type radial slide bearing together with the radial bearing surface and the other radial bearing surface;
An anode target fixed to the rotating body and emitting X-rays when electrons are incident thereon;
A cathode that emits electrons to irradiate the anode target;
A vacuum envelope that houses the fixed body, the rotating body, the anode target, and the cathode, and fixes the fixed body;
The fixed body further includes at least one reservoir provided therein and containing the lubricant, and a duct opened to the reservoir and the recess,
The minimum value of the inner diameter of the second thrust slide bearing is smaller than the minimum value of the inner diameter of the first thrust slide bearing.

また、本発明の他の態様に係るＸ線管装置は、
上記回転陽極型Ｘ線管と、
前記回転体に与える磁界を発生して前記回転体及び陽極ターゲットを回転させるコイルと、
前記回転陽極型Ｘ線管及びコイルを収容した筐体と、を備えていることを特徴としている。 In addition, an X-ray tube apparatus according to another aspect of the present invention includes:
The rotating anode X-ray tube;
A coil for generating a magnetic field to be applied to the rotating body to rotate the rotating body and the anode target;
And a casing containing the rotating anode X-ray tube and the coil.

この発明によれば、固定体及び回転体間の隙間から外部への潤滑剤の噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a rotary anode type X-ray tube and an X-ray tube device provided with the rotary anode type X-ray tube that can reduce the ejection of lubricant from the gap between the fixed body and the rotary body to the outside. it can.

本発明の第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the X-ray tube apparatus provided with the rotating anode type | mold X-ray tube which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示した回転陽極型Ｘ線管の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of rotary anode type X-ray tube shown in FIG. 図２の線III−IIIに沿った回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of rotary anode type | mold X-ray tube along line III-III of FIG. 図２に示した第２スラストすべり軸受の内径の値が第１スラストすべり軸受の内径の最小値と等しい場合の上記回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the rotary anode X-ray tube when the inner diameter value of the second thrust sliding bearing shown in FIG. 2 is equal to the minimum inner diameter value of the first thrust sliding bearing. 図２に示した第２スラストすべり軸受の内径の値が第１スラストすべり軸受の内径の最小値より小さい場合の上記回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the rotary anode X-ray tube when the inner diameter of the second thrust plain bearing shown in FIG. 2 is smaller than the minimum inner diameter of the first thrust plain bearing. 本発明の第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotating anode type | mold X-ray tube which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図６に示した回転陽極型Ｘ線管の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of rotating anode type | mold X-ray tube shown in FIG. 図７の線ＶIII−ＶIIIに沿った回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of rotary anode type X-ray tube along line VIII-VIII of FIG. 本発明の第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of rotary anode type | mold X-ray tube which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of rotating anode type X-ray tube which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。
図１に示すように、回転陽極型Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管１と、磁界を発生させるコイルとしてのステータコイル２と、回転陽極型Ｘ線管１及びステータコイル２を収容した筐体３と、筐体３内に充填された冷却液７とを備えている。 Hereinafter, a rotary anode X-ray tube and an X-ray tube apparatus including a rotary anode X-ray tube according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the rotary anode X-ray tube device accommodates a rotary anode X-ray tube 1, a stator coil 2 as a coil for generating a magnetic field, a rotary anode X-ray tube 1 and a stator coil 2. The housing 3 and the coolant 7 filled in the housing 3 are provided.

回転陽極型Ｘ線管１は、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０とを備えている。さらに、回転陽極型Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト１０と、回転体２０と、潤滑剤としての液体金属ＬＭとを備え、すべり軸受を使っている。   The rotary anode type X-ray tube 1 includes an anode target 50, a cathode 60, and a vacuum envelope 70. Further, the rotary anode X-ray tube 1 includes a fixed shaft 10 as a fixed body, a rotary body 20, and a liquid metal LM as a lubricant, and uses a sliding bearing.

図１、図２及び図３に示すように、固定シャフト１０は、径大部１１、第１径小部１２及び第２径小部１３を具備している。径大部１１、第１径小部１２及び第２径小部１３は、同軸的に一体に形成されている。固定シャフト１０は、Ｆｅ（鉄）合金やＭｏ（モリブデン）合金等の金属で形成されている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the fixed shaft 10 includes a large-diameter portion 11, a first small-diameter portion 12, and a second small-diameter portion 13. The large-diameter portion 11, the first small-diameter portion 12, and the second small-diameter portion 13 are coaxially and integrally formed. The fixed shaft 10 is made of a metal such as an Fe (iron) alloy or an Mo (molybdenum) alloy.

径大部１１は、円柱状に形成され、一端に第１スラスト軸受面Ｓ１１ａを有し他端に第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有している。
第１径小部１２は、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置している。第１径小部１２は、側面に形成されたラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び側面を円形枠状に窪めて形成された凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。 The large-diameter portion 11 is formed in a cylindrical shape, and has a first thrust bearing surface S11a at one end and a second thrust bearing surface S11b at the other end.
The first small diameter portion 12 is formed in a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large diameter portion 11, and is located on one end side of the large diameter portion 11. The first small-diameter portion 12 has radial bearing surfaces S12a and S12b formed on the side surfaces and concave portions 12a, 12b and 12c formed by recessing the side surfaces in a circular frame shape.

ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂは、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に互いに間隔を置いて位置している。凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂに比べて窪んでいる。凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に互いに間隔を置いて位置し、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂから外れている。   The radial bearing surfaces S <b> 12 a and S <b> 12 b are spaced from each other in the direction along the central axis of the fixed shaft 10. The recesses 12a, 12b, and 12c are recessed compared to the radial bearing surfaces S12a and S12b. The recesses 12a, 12b, and 12c are located at a distance from each other in the direction along the central axis of the fixed shaft 10, and are out of the radial bearing surfaces S12a and S12b.

上記のように、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ第１径小部１２の側面に全周に亘って形成され、互いに固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に並んでいる。   As described above, the radial bearing surfaces S12a, S12b and the recesses 12a, 12b, 12c are respectively formed on the side surfaces of the first small-diameter portion 12 over the entire circumference, and are mutually in a direction along the central axis of the fixed shaft 10. Are lined up.

第２径小部１３は、径大部１１及び第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置している。   The second small diameter portion 13 is formed in a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12, and is located on the other end side of the large diameter portion 11.

固定シャフト１０は、収容部１３ａをさらに有している。収容部１３ａは、後述する第２スラストすべり軸受Ｂ２近傍の第２径小部１３の側面を円形枠状に窪めて形成されている。収容部１３ａは、第２スラストすべり軸受Ｂ２から押し出された液体金属ＬＭを収容するものである。収容部１３ａは、液体金属ＬＭが第２スラストすべり軸受Ｂ２内に押し戻されるまでの間、液体金属ＬＭを収容する。   The fixed shaft 10 further has an accommodating portion 13a. The accommodating portion 13a is formed by recessing the side surface of the second small diameter portion 13 in the vicinity of a second thrust slide bearing B2 described later in a circular frame shape. The accommodating part 13a accommodates the liquid metal LM pushed out from the second thrust slide bearing B2. The accommodating portion 13a accommodates the liquid metal LM until the liquid metal LM is pushed back into the second thrust slide bearing B2.

固定シャフト１０は、少なくとも１つのリザーバと、ダクトとをさらに有している。ここでは、固定シャフト１０は、１つのリザーバ１５と、複数のダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを有している。   The fixed shaft 10 further includes at least one reservoir and a duct. Here, the fixed shaft 10 has one reservoir 15 and a plurality of ducts 16a, 16b, and 16c.

リザーバ１５は、固定シャフト１０の内部に設けられ、液体金属ＬＭを収容するものである。リザーバ１５は、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に第１径小部１２を貫通した貫通孔と、径大部１１を上記中心軸に沿った方向に窪め上記貫通孔に連通した凹部とで形成されている。上記のように、リザーバ１５は、回転体２０の一端と対向した第１径小部１２の端面に開口している。   The reservoir 15 is provided inside the fixed shaft 10 and accommodates the liquid metal LM. The reservoir 15 includes a through-hole penetrating the first small-diameter portion 12 in the direction along the central axis of the fixed shaft 10, and a concave portion in which the large-diameter portion 11 is recessed in the direction along the central axis and communicated with the through-hole. And is formed. As described above, the reservoir 15 is open on the end surface of the first small diameter portion 12 facing the one end of the rotating body 20.

ダクト１６ａは、リザーバ１５及び凹部１２ａに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｂは、リザーバ１５及び凹部１２ｂに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｃは、リザーバ１５及び凹部１２ｃに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ固定シャフト１０の中心軸の周りに３つずつ等間隔に形成されている。ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に互いに間隔を置いて位置している。   The duct 16a forms a through hole that opens to the reservoir 15 and the recess 12a. The duct 16b forms a through hole opened in the reservoir 15 and the recess 12b. The duct 16c forms a through hole opened in the reservoir 15 and the recess 12c. Three ducts 16 a, 16 b, and 16 c are formed at equal intervals around the central axis of the fixed shaft 10. The ducts 16 a, 16 b, and 16 c are located at a distance from each other in the direction along the central axis of the fixed shaft 10.

回転体２０は、一端部が閉塞され他端部が円形枠状に窪められた筒状に形成され、固定シャフト１０と同軸的に設けられている。回転体２０は、回転体２０の中心軸に沿った方向に延出している。詳しくは、回転体２０は、一端部が閉塞された筒状の本体２１と、本体２１の他端部に取り外し可能にネジ留めされた蓋部２２とで形成されている。蓋部２２は、円環部２３と筒部２４とが一体となって形成されている。回転体２０は、Ｆｅ合金やＭｏ合金等の金属で形成されている。   The rotating body 20 is formed in a cylindrical shape in which one end is closed and the other end is recessed in a circular frame shape, and is provided coaxially with the fixed shaft 10. The rotating body 20 extends in a direction along the central axis of the rotating body 20. Specifically, the rotating body 20 is formed of a cylindrical main body 21 whose one end is closed and a lid 22 that is detachably screwed to the other end of the main body 21. The lid part 22 is formed by integrating an annular part 23 and a cylindrical part 24. The rotating body 20 is made of metal such as Fe alloy or Mo alloy.

本体２１の他端部及び円環部２３は、凹部２０ａを形成している。径大部１１が凹部２０ａの内部に嵌合された状態で、固定シャフト１０は回転体２０の内部に嵌合されている。回転体２０は、固定シャフト１０を中心に回転可能である。径大部１１及び凹部２０ａは、固定シャフト１０及び回転体２０の上記中心軸に沿った方向への相対的なズレを規制するものである。   The other end of the main body 21 and the annular portion 23 form a recess 20a. The fixed shaft 10 is fitted inside the rotating body 20 in a state where the large diameter portion 11 is fitted inside the concave portion 20a. The rotating body 20 can rotate around the fixed shaft 10. The large-diameter portion 11 and the concave portion 20a regulate relative displacement of the fixed shaft 10 and the rotating body 20 in the direction along the central axis.

回転体２０は、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａに隙間を置いて対向した第１スラスト軸受面Ｓ２１ａと、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂに隙間を置いて対向した第２スラスト軸受面Ｓ２３と、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂに隙間を置いて対向したラジアル軸受面Ｓ２１ｂとを有している。第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ、第２スラスト軸受面Ｓ２３及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂは、回転体２０の中心軸に沿った方向に並んでいる。
また、回転体２０は、筒部２５を有している。筒部２５は、本体２１の側面と接合され、本体２１に固定されている。筒部２５は、例えばＣｕ（銅）で形成されている。 The rotating body 20 includes a first thrust bearing surface S21a that faces the first thrust bearing surface S11a with a gap, a second thrust bearing surface S23 that faces the second thrust bearing surface S11b with a gap, and a radial bearing surface. It has a radial bearing surface S21b opposed to S12a and S12b with a gap. The first thrust bearing surface S21a, the second thrust bearing surface S23, and the radial bearing surface S21b are arranged in a direction along the central axis of the rotating body 20.
The rotating body 20 has a cylindrical portion 25. The cylindrical portion 25 is joined to the side surface of the main body 21 and is fixed to the main body 21. The cylinder part 25 is formed, for example with Cu (copper).

固定シャフト１０及び回転体２０は、全対向領域で、互いに隙間を置いて設けられている。第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ間の隙間、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３間の隙間、並びにラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間は、２０μｍ程度である。径大部１１及び第１径小部１２は回転体２０で覆われている。第２径小部１３は回転体２０の外側に突出している。固定シャフト１０は回転体２０を回転可能に支持している。   The fixed shaft 10 and the rotating body 20 are provided with a gap therebetween in the entire facing region. The clearance between the first thrust bearing surface S11a and the first thrust bearing surface S21a, the clearance between the second thrust bearing surface S11b and the second thrust bearing surface S23, and the clearance between the radial bearing surfaces S12a, S12b and the radial bearing surface S21b are as follows. About 20 μm. The large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12 are covered with a rotating body 20. The second small diameter portion 13 protrudes outside the rotating body 20. The fixed shaft 10 supports the rotating body 20 in a rotatable manner.

液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間に充填されている。詳しくは、液体金属ＬＭは、径大部１１及び第１径小部１２と、回転体２０との間の隙間に充填されている。液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間だけでなく、リザーバ１５内にも適量充填されている。この実施の形態において、液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０の中心軸が鉛直方向に直交する姿勢で、リザーバ１５内に平坦な液面を形成している。すなわち、リザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されてはおらず、リザーバ１５内には一部液体金属ＬＭが充填されていない空間が設けられている。液体金属ＬＭは、ＧａＩｎ（ガリウム・インジウム）合金又はＧａＩｎＳｎ（ガリウム・インジウム・錫）合金等の材料を利用することができる。液体金属ＬＭは、ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して固定シャフト１０の内部及び外部に出入り可能である。   The liquid metal LM is filled in a gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20. Specifically, the liquid metal LM is filled in a gap between the large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12 and the rotating body 20. The liquid metal LM is filled not only in the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 but also in the reservoir 15 in an appropriate amount. In this embodiment, the liquid metal LM forms a flat liquid surface in the reservoir 15 with the central axes of the fixed shaft 10 and the rotating body 20 orthogonal to the vertical direction. That is, the reservoir 15 is not 100% filled with the liquid metal LM, and the reservoir 15 is provided with a space partially filled with the liquid metal LM. As the liquid metal LM, a material such as a GaIn (gallium / indium) alloy or a GaInSn (gallium / indium / tin) alloy can be used. The liquid metal LM can go in and out of the fixed shaft 10 through the ducts 16a, 16b, and 16c.

液体金属ＬＭは、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａとともに動圧形の第１スラストすべり軸受Ｂ１を形成している。液体金属ＬＭは、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３とともに動圧形の第２スラストすべり軸受Ｂ２を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第１ラジアルすべり軸受Ｂ３を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。
第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。 The liquid metal LM forms a dynamic pressure type first thrust sliding bearing B1 together with the first thrust bearing surface S11a and the first thrust bearing surface S21a. The liquid metal LM, together with the second thrust bearing surface S11b and the second thrust bearing surface S23, forms a dynamic pressure type second thrust sliding bearing B2. The liquid metal LM forms a dynamic pressure type first radial slide bearing B3 together with the radial bearing surface S12a and the radial bearing surface S21b. The liquid metal LM forms a dynamic pressure type second radial slide bearing B4 together with the radial bearing surface S12b and the radial bearing surface S21b.
The minimum inner diameter D2 of the second thrust slide bearing B2 is smaller than the minimum inner diameter D1 of the first thrust slide bearing B1.

陽極ターゲット５０は、円盤状に形成され、固定シャフト１０及び回転体２０と同軸的に設けられている。陽極ターゲット５０は、継手４０を介して回転体２０の一端部に固定されている。陽極ターゲット５０は、陽極本体５１と、陽極本体５１の外面の一部に設けられたターゲット層５２とを有している。陽極ターゲット５０は、回転体２０とともに回転可能である。陽極ターゲット５０は、ターゲット層５２に電子が入射されることによりＸ線を放出するものである。   The anode target 50 is formed in a disc shape and is provided coaxially with the fixed shaft 10 and the rotating body 20. The anode target 50 is fixed to one end of the rotating body 20 via the joint 40. The anode target 50 includes an anode body 51 and a target layer 52 provided on a part of the outer surface of the anode body 51. The anode target 50 can rotate together with the rotating body 20. The anode target 50 emits X-rays when electrons are incident on the target layer 52.

陰極６０は、陽極ターゲット５０のターゲット層５２に間隔を置いて対向配置されている。陰極６０は、真空外囲器７０の内壁に取付けられている。陰極６０は、ターゲット層５２に照射する電子を放出する電子放出源としてのフィラメント６１を有している。   The cathode 60 is disposed to face the target layer 52 of the anode target 50 with a space therebetween. The cathode 60 is attached to the inner wall of the vacuum envelope 70. The cathode 60 has a filament 61 as an electron emission source that emits electrons irradiated to the target layer 52.

真空外囲器７０は、円筒状に形成されている。真空外囲器７０はガラス及び金属で形成されている。真空外囲器７０において、陽極ターゲット５０と対向した個所の径は、回転体２０と対向した個所の径より大きい。真空外囲器７０は開口部７１を有している。真空外囲器７０は、密閉され、固定シャフト１０、回転体２０、陽極ターゲット５０及び陰極６０等を収容している。真空外囲器７０の内部は真空状態に維持されている。   The vacuum envelope 70 is formed in a cylindrical shape. The vacuum envelope 70 is made of glass and metal. In the vacuum envelope 70, the diameter of the part facing the anode target 50 is larger than the diameter of the part facing the rotating body 20. The vacuum envelope 70 has an opening 71. The vacuum envelope 70 is hermetically sealed and contains the fixed shaft 10, the rotating body 20, the anode target 50, the cathode 60, and the like. The inside of the vacuum envelope 70 is maintained in a vacuum state.

真空外囲器７０の密閉状態を維持するよう、開口部７１は、固定シャフト１０の他端部に密着している。この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、片端支持軸受構造を採用している。真空外囲器７０は、固定シャフト１０の第２径小部１３を固定し、第１径小部１２を支持していない。すなわち、第２径小部１３は、軸受の片持ち支持部として機能している。   The opening 71 is in close contact with the other end of the fixed shaft 10 so as to maintain the sealed state of the vacuum envelope 70. In this embodiment, the rotary anode X-ray tube 1 employs a one-end support bearing structure. The vacuum envelope 70 fixes the second small diameter portion 13 of the fixed shaft 10 and does not support the first small diameter portion 12. That is, the second small diameter portion 13 functions as a cantilever support portion of the bearing.

ステータコイル２は、回転体２０の側面、より詳しくは筒部２５の側面に対向して真空外囲器７０の外側を囲むように設けられている。ステータコイル２の形状は環状である。
筐体３は、陰極６０と対向したターゲット層５２付近にＸ線を透過させるＸ線透過窓３ａを有している。筐体３の内部には、回転陽極型Ｘ線管１及びステータコイル２が収容されている他、冷却液７が充填されている。
上記のように回転陽極型Ｘ線管１を備えたＸ線管装置が形成されている。 The stator coil 2 is provided so as to surround the outside of the vacuum envelope 70 so as to face the side surface of the rotating body 20, more specifically, the side surface of the cylindrical portion 25. The shape of the stator coil 2 is annular.
The housing 3 has an X-ray transmission window 3 a that transmits X-rays in the vicinity of the target layer 52 facing the cathode 60. The housing 3 contains a rotating anode X-ray tube 1 and a stator coil 2 and is filled with a coolant 7.
As described above, an X-ray tube apparatus including the rotary anode X-ray tube 1 is formed.

上記Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイル２は回転体２０（特に筒部２５）に与える磁界を発生するため、回転体２０は回転する。これにより、陽極ターゲット５０は回転する。ここで、上記Ｘ線管装置の動作状態において、撮影時の陽極ターゲット５０（回転体２０）の回転数は１８０ｒｐｓであるが、待機時の陽極ターゲット５０の回転数は１５０ｒｐｓである。陽極ターゲット５０が回転する時間的には１５０ｒｐｓの回転数で回転している時間の方が長い。また、陰極６０に相対的に負の電圧が印加され、陽極ターゲット５０に相対的に正の電圧が印加される。   In the operating state of the X-ray tube device, the stator coil 2 generates a magnetic field applied to the rotating body 20 (particularly the cylindrical portion 25), and therefore the rotating body 20 rotates. Thereby, the anode target 50 rotates. Here, in the operation state of the X-ray tube apparatus, the rotation speed of the anode target 50 (rotary body 20) during imaging is 180 rps, but the rotation speed of the anode target 50 during standby is 150 rps. In terms of time for the anode target 50 to rotate, the time for which the anode target 50 is rotating at 150 rpm is longer. In addition, a relatively negative voltage is applied to the cathode 60 and a relatively positive voltage is applied to the anode target 50.

これにより、陰極６０及び陽極ターゲット５０間に電位差が生じる。このため、フィラメント６１は、電子を放出すると、この電子は、加速され、ターゲット層５２に衝突される。これにより、ターゲット層５２は、電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線は真空外囲器７０及びＸ線透過窓３ａを透過し、筐体３の外部に放出される。   Thereby, a potential difference is generated between the cathode 60 and the anode target 50. For this reason, when the filament 61 emits electrons, the electrons are accelerated and collide with the target layer 52. As a result, the target layer 52 emits X-rays when colliding with electrons, and the emitted X-rays are transmitted through the vacuum envelope 70 and the X-ray transmission window 3a and emitted to the outside of the housing 3. .

次に、上記回転陽極型Ｘ線管１により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる原理について説明する。
第１径小部１２の端面は、軸受面ではないが、この端面と回転体との隙間に充満した液体金属ＬＭにも遠心力が働くため、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動する。しかし移動した液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。 Next, the principle by which the rotary anode X-ray tube 1 can reduce the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside will be described.
Although the end surface of the first small diameter portion 12 is not a bearing surface, the centrifugal force also acts on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface and the rotating body. Therefore, the liquid metal LM includes the radial bearing surfaces S12a, S12b and It moves to the gap between the radial bearing surfaces S21b. However, the moved liquid metal LM is accommodated in the reservoir 15 via the ducts 16a, 16b, and 16c.

また、回転陽極型Ｘ線管１の姿勢にもよるが、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間が空になると、この空の隙間にリザーバ１５から液体金属ＬＭが供給される。いずれにしても、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力による圧力が、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２が形成されている径大部１１及び凹部２０ａ間の隙間に充満した液体金属ＬＭに影響を及ぼすことはない。   Although depending on the attitude of the rotary anode X-ray tube 1, when the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20 becomes empty, the liquid metal LM is supplied from the reservoir 15 to the empty gap. The In any case, the first thrust sliding bearing B1 and the second thrust sliding bearing B2 are formed by the pressure caused by the centrifugal force acting on the liquid metal LM filled in the gap between the end face of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20. This does not affect the liquid metal LM filled in the gap between the large diameter portion 11 and the recess 20a.

言い換えると、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。   In other words, due to the centrifugal force acting on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20 by the reservoir 15 and the ducts 16a, 16b, 16c provided in the fixed shaft 10, The ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside (inside the vacuum envelope 70) can be prevented.

従って、遠心力の影響によって固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に液体金属ＬＭが噴出するか（漏れ出すか）どうかは、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２の構造にのみ依存して決まる。   Therefore, whether or not the liquid metal LM is ejected (leaked out) from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 due to the centrifugal force depends on the structure of the first thrust slide bearing B1 and the second thrust slide bearing B2. It depends only on.

図４に示すように、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生しない場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１と等しくなる。   As shown in FIG. 4, when no gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20, the value of the inner diameter of the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2 is the inner diameter of the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1. Is equal to the minimum value D1.

図５に示すように、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生してＬＭを軸受外部に押し出そうとした場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１より小さくなる。   As shown in FIG. 5, when gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to push the LM out of the bearing, the inner diameter of the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2 is It becomes smaller than the minimum value D1 of the inner diameter of the liquid metal LM of the one thrust slide bearing B1.

第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力と、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力とに差が生じるため、遠心力差により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に噴出しようとする液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間内に押し戻される。   Since there is a difference between the centrifugal force acting on the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1 and the centrifugal force acting on the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2, the fixed shaft 10 and the centrifugal force difference are caused. The liquid metal LM to be ejected to the outside from the gap between the rotating bodies 20 is pushed back into the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20.

上記遠心力差は、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径が最小値Ｄ２となる場合に最も大きい。この場合の遠心力差に基づく圧力をＰ１とする。言い換えると、圧力Ｐ１は、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ２の位置に存在する液体金属ＬＭに働く遠心力と、第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１の位置に存在する液体金属ＬＭに働く遠心力との差に基づいている。また、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生した場合のガスの圧力をＰ２とする。すると、Ｐ２＜Ｐ１であれば、ガスが発生しても、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。   The centrifugal force difference is greatest when the inner diameter of the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2 is the minimum value D2. The pressure based on the centrifugal force difference in this case is defined as P1. In other words, the pressure P1 is equal to the centrifugal force acting on the liquid metal LM present at the position of the minimum inner diameter D2 of the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2 and the inner diameter of the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1. This is based on the difference from the centrifugal force acting on the liquid metal LM present at the position of the minimum value D1. Further, the gas pressure when gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 is P2. Then, if P2 <P1, even if gas is generated, it is possible to prevent the liquid metal LM from being ejected from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside.

ここで、本願発明者等は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１が３０．００ｍｍの場合に、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止できる第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２の寸法を変化させて実験を試みた結果、Ｄ２≦２９．６ｍｍであれば実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があることが分かった。   Here, the inventors of the present application prevent ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside when the minimum inner diameter D1 of the first thrust slide bearing B1 is 30.00 mm. As a result of experiment by changing the dimension of the minimum value D2 of the inner diameter of the second thrust slide bearing B2 that can be produced, it was found that if D2 ≦ 29.6 mm, there is a practical effect of preventing the liquid metal LM from being ejected.

また、上記圧力Ｐ１は、次の式で表される。
Ｐ１＝１／３・ρ・Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)・ω２／４ …（１）
ここで、ρ＝６７００ｋｇ／ｍ３、Ｄ１＝３０ｍｍ、Ｄ２＝２９．６ｍｍ、ω＝２π・ν＝２π・１５０とする。これらを上記式（１）に代入すると、上記圧力Ｐ１は、次の値となる。
Ｐ１＝０．３３×６７００×２９．６×０．４×(２π・１５０)２／４／１００００００＝５８７１Ｐａ
また、Ｄ１＝３０ｍｍ、Ｄ２＝２９．６ｍｍの場合、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)は次の値となる。
Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)＝１１．８ｍｍ２
この結果、圧力Ｐ１が６５４７Ｐａ（約０．０６５気圧）以上であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。言い方を換えると、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)≧１１．８であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。なお、液体金属ＬＭの噴出防止効果を一層得るため、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)＞１２であった方が好ましい。 The pressure P1 is expressed by the following equation.
P1 = 1/3 · ρ · D2 · (D1-D2) · ω 2/4 ... (1)
Here, ρ = 6700 kg / m 3 , D1 = 30 mm, D2 = 29.6 mm, and ω = 2π · ν = 2π · 150. When these are substituted into the above equation (1), the pressure P1 becomes the following value.
P1 = 0.33 × 6700 × 29.6 × 0.4 × (2π · 150) 2/4/1000000 = 5871Pa
When D1 = 30 mm and D2 = 29.6 mm, D2 · (D1−D2) has the following value.
D2 · (D1-D2) = 11.8mm 2
As a result, if the pressure P1 is 6547 Pa (about 0.065 atm) or more, it is estimated that there is a practical effect of preventing the liquid metal LM from being ejected. In other words, if D2 · (D1-D2) ≧ 11.8, it is presumed that there is a practical liquid metal LM ejection preventing effect. In order to further obtain the effect of preventing the liquid metal LM from being ejected, it is preferable that D2 · (D1-D2)> 12.

上記のように構成された第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置によれば、回転陽極型Ｘ線管１は、固定シャフト１０と、回転体２０と、液体金属ＬＭと、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０と、を備えている。   According to the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube apparatus according to the first embodiment configured as described above, the rotary anode X-ray tube 1 includes a fixed shaft 10, a rotating body 20, A liquid metal LM, an anode target 50, a cathode 60, and a vacuum envelope 70 are provided.

固定シャフト１０は、円柱状に形成され、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有した径大部１１と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置し、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有した第１径小部１２と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置し、径大部１１及び第１径小部１２とともに同軸的に一体に形成された第２径小部１３と、を具備している。   The fixed shaft 10 is formed in a cylindrical shape, and is formed in a large-diameter portion 11 having a first thrust bearing surface S11a and a second thrust bearing surface S11b, and a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large-diameter portion 11, and has a large diameter. 1st small diameter part 12 which is located in the one end side of part 11, and has radial bearing surface S12a, S12b and crevice 12a, 12b, 12c, and is formed in the column shape smaller in diameter than large diameter part 11, and large diameter And a second small diameter portion 13 that is located on the other end side of the portion 11 and is coaxially formed integrally with the large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12.

回転体２０は、固定シャフト１０と同軸的に延出して筒状に形成され、固定シャフト１０が内部に嵌合され、第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ、第２スラスト軸受面Ｓ２３及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂを有し、固定シャフト１０を中心に回転可能である。   The rotating body 20 extends coaxially with the fixed shaft 10 and is formed into a cylindrical shape. The fixed shaft 10 is fitted therein, and includes a first thrust bearing surface S21a, a second thrust bearing surface S23, and a radial bearing surface S21b. And is rotatable about the fixed shaft 10.

固定シャフト１０、回転体２０及び液体金属ＬＭは、第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２、第１ラジアルすべり軸受Ｂ３及び第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。固定シャフト１０はリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃをさらに有している。   The fixed shaft 10, the rotating body 20, and the liquid metal LM form a first thrust sliding bearing B1, a second thrust sliding bearing B2, a first radial sliding bearing B3, and a second radial sliding bearing B4. The fixed shaft 10 further includes a reservoir 15 and ducts 16a, 16b, and 16c.

第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大で圧力Ｐ１を加えることができるため、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生して液体金属ＬＭにガスの圧力Ｐ２が加わっても、Ｐ２＜Ｐ１であれば、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。   The minimum inner diameter D2 of the second thrust slide bearing B2 is smaller than the minimum inner diameter D1 of the first thrust slide bearing B1. Since the maximum pressure P1 can be applied to the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1 and the second thrust slide bearing B2, gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20, and the gas pressure is applied to the liquid metal LM. Even if P2 is added, if P2 <P1, the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside can be prevented.

仮に、圧力Ｐ２が圧力Ｐ１を超え（Ｐ１＜Ｐ２）、第２スラストすべり軸受Ｂ２から液体金属ＬＭが押し出されても、収容部１３ａは、押し出された液体金属ＬＭを収容することができる。このため、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減することができる。外部へ押し出された液体金属ＬＭとともに排出されたガスは収容部１３ａを通って真空管内へと放出され、圧力Ｐ２が低下する。そして、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の関係が、Ｐ２＜Ｐ１となれば、収容部１３ａに一時的に収容された液体金属ＬＭを、遠心力の作用により第２スラストすべり軸受Ｂ２へと押し戻すことができる。   Even if the pressure P2 exceeds the pressure P1 (P1 <P2) and the liquid metal LM is pushed out from the second thrust slide bearing B2, the accommodating portion 13a can accommodate the extruded liquid metal LM. For this reason, the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside can be reduced. The gas discharged together with the liquid metal LM pushed out is discharged into the vacuum tube through the accommodating portion 13a, and the pressure P2 is reduced. If the relationship between the pressure P1 and the pressure P2 is P2 <P1, the liquid metal LM temporarily stored in the storage portion 13a can be pushed back to the second thrust slide bearing B2 by the action of centrifugal force. .

第１径小部１２の端面と回転体２０との隙間に充満した液体金属ＬＭに遠心力が働くと、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動するが、液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。リザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されていないため、上記のようにリザーバ１５は液体金属ＬＭを収容することができる。   When the centrifugal force acts on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20, the liquid metal LM moves to the gap between the radial bearing surfaces S12a and S12b and the radial bearing surface S21b. However, the liquid metal LM is accommodated in the reservoir 15 via the ducts 16a, 16b, and 16c. Since the reservoir 15 is not 100% filled with the liquid metal LM, the reservoir 15 can accommodate the liquid metal LM as described above.

このため、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。上記したことから、上記回転陽極型Ｘ線管１は、真空外囲器７０内への液体金属ＬＭの噴出を低減できるため、製品寿命の長期化を図ることができ、製品信頼性の向上を図ることができる。   For this reason, due to the reservoir 15 and the ducts 16a, 16b, 16c provided on the fixed shaft 10, due to the centrifugal force acting on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20, The ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside (inside the vacuum envelope 70) can be prevented. As described above, the rotary anode X-ray tube 1 can reduce the ejection of the liquid metal LM into the vacuum envelope 70, thereby prolonging the product life and improving the product reliability. Can be planned.

上記したことから、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができる。   From the above, it is possible to obtain the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube device that can reduce the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside.

次に、この発明の第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Next, a rotary anode X-ray tube and an X-ray tube apparatus including the rotary anode X-ray tube according to the second embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted.

図６に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０とを備えている。さらに、回転陽極型Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト１０と、回転体２０と、潤滑剤としての液体金属ＬＭとを備え、すべり軸受を使っている。   As shown in FIG. 6, the rotary anode X-ray tube 1 includes an anode target 50, a cathode 60, and a vacuum envelope 70. Further, the rotary anode X-ray tube 1 includes a fixed shaft 10 as a fixed body, a rotary body 20, and a liquid metal LM as a lubricant, and uses a sliding bearing.

図６、図７及び図８に示すように、固定シャフト１０は、径大部１１、第１径小部１２及び第２径小部１３の他、第３径小部１４をさらに具備している。径大部１１、第１径小部１２、第２径小部１３及び第３径小部１４は、同軸的に一体に形成されている。   As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the fixed shaft 10 further includes a third small diameter portion 14 in addition to the large diameter portion 11, the first small diameter portion 12, and the second small diameter portion 13. Yes. The large diameter portion 11, the first small diameter portion 12, the second small diameter portion 13, and the third small diameter portion 14 are coaxially and integrally formed.

径大部１１は、円柱状に形成され、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有している。
第１径小部１２は、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置している。第１径小部１２は、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。 The large-diameter portion 11 is formed in a columnar shape and has a first thrust bearing surface S11a and a second thrust bearing surface S11b.
The first small diameter portion 12 is formed in a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large diameter portion 11, and is located on one end side of the large diameter portion 11. The first small diameter portion 12 has radial bearing surfaces S12a, S12b and concave portions 12a, 12b, 12c.

第２径小部１３は、径大部１１及び第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置している。
第３径小部１４は、第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、第１径小部１２の一端側に位置している。詳しくは、第３径小部１４の外径は、凹部１２ａの外径より小さい。この実施の形態において、固定シャフト１０は、上述した第１の実施の形態で示した収容部１３ａを有していないが、収容部１３ａを有していてもよい。 The second small diameter portion 13 is formed in a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12, and is located on the other end side of the large diameter portion 11.
The third small diameter portion 14 is formed in a columnar shape having a smaller outer diameter than the first small diameter portion 12, and is located on one end side of the first small diameter portion 12. Specifically, the outer diameter of the third small diameter portion 14 is smaller than the outer diameter of the recess 12a. In this embodiment, the fixed shaft 10 does not have the accommodating portion 13a shown in the first embodiment described above, but may have the accommodating portion 13a.

固定シャフト１０は、少なくとも１つのリザーバと、ダクトとをさらに有している。ここでは、固定シャフト１０は、３つのリザーバ１５と、複数のダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを有している。   The fixed shaft 10 further includes at least one reservoir and a duct. Here, the fixed shaft 10 includes three reservoirs 15 and a plurality of ducts 16a, 16b, and 16c.

リザーバ１５は、固定シャフト１０の内部に設けられ、液体金属ＬＭを収容するものである。リザーバ１５は、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に第１径小部１２を貫通した貫通孔と、上記中心軸に沿った方向に第３径小部１４を貫通した貫通孔とが連通して形成されている。リザーバ１５は、固定シャフト１０の中心軸の周りに等間隔に形成されている。第３径小部１４の一端面に開口したリザーバ１５の開口部は、封止材１７で封止されている。   The reservoir 15 is provided inside the fixed shaft 10 and accommodates the liquid metal LM. The reservoir 15 communicates with a through hole penetrating the first small diameter portion 12 in the direction along the central axis of the fixed shaft 10 and a through hole penetrating the third small diameter portion 14 in the direction along the central axis. Is formed. The reservoirs 15 are formed at equal intervals around the central axis of the fixed shaft 10. The opening of the reservoir 15 opened at one end surface of the third small diameter portion 14 is sealed with a sealing material 17.

ダクト１６ａは、リザーバ１５及び凹部１２ａに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｂは、リザーバ１５及び凹部１２ｂに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｃは、リザーバ１５及び凹部１２ｃに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ固定シャフト１０の中心軸の周りに３つずつ等間隔に形成されている。   The duct 16a forms a through hole that opens to the reservoir 15 and the recess 12a. The duct 16b forms a through hole opened in the reservoir 15 and the recess 12b. The duct 16c forms a through hole opened in the reservoir 15 and the recess 12c. Three ducts 16 a, 16 b, and 16 c are formed at equal intervals around the central axis of the fixed shaft 10.

固定シャフト１０は、リザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃから外れて内部を中心軸に沿って貫通し、両端部に開口して形成された貫通孔１０ａをさらに有している。ここで、貫通孔１０ａが形成された円柱状の固定シャフト１０を、筒状の固定シャフト１０と言い換えることができる。貫通孔１０ａは、冷却液７の流路として利用できるため、回転陽極型Ｘ線管１の発熱部の冷却率を向上させることができる。   The fixed shaft 10 further includes a through hole 10a formed so as to be separated from the reservoir 15 and the ducts 16a, 16b, and 16c and penetrate the inside along the central axis and open at both ends. Here, the columnar fixed shaft 10 in which the through hole 10 a is formed can be rephrased as the cylindrical fixed shaft 10. Since the through hole 10a can be used as a flow path for the cooling liquid 7, the cooling rate of the heat generating part of the rotary anode X-ray tube 1 can be improved.

回転体２０は、両端部が円形枠状に窪められた筒状に形成され、固定シャフト１０と同軸的に設けられている。回転体２０は、回転体２０の中心軸に沿った方向に延出している。詳しくは、回転体２０は、筒状の本体２１と、本体２１の他端部に取り外し可能にネジ留めされた蓋部２２とで形成されている。蓋部２２は、円環部２３と筒部２４とが一体となって形成されている。   The rotating body 20 is formed in a cylindrical shape whose both ends are recessed in a circular frame shape, and is provided coaxially with the fixed shaft 10. The rotating body 20 extends in a direction along the central axis of the rotating body 20. Specifically, the rotating body 20 is formed of a cylindrical main body 21 and a lid portion 22 that is detachably screwed to the other end portion of the main body 21. The lid part 22 is formed by integrating an annular part 23 and a cylindrical part 24.

本体２１の他端部及び円環部２３は、凹部２０ａを形成している。径大部１１が凹部２０ａの内部に嵌合された状態で、固定シャフト１０は回転体２０の内部に嵌合されている。回転体２０は、固定シャフト１０を中心に回転可能である。回転体２０は、第１スラスト軸受面Ｓ２１ａと、第２スラスト軸受面Ｓ２３と、ラジアル軸受面Ｓ２１ｂとを有している。   The other end of the main body 21 and the annular portion 23 form a recess 20a. The fixed shaft 10 is fitted inside the rotating body 20 in a state where the large diameter portion 11 is fitted inside the concave portion 20a. The rotating body 20 can rotate around the fixed shaft 10. The rotating body 20 has a first thrust bearing surface S21a, a second thrust bearing surface S23, and a radial bearing surface S21b.

固定シャフト１０及び回転体２０は、全対向領域で、互いに隙間を置いて設けられている。第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ間の隙間、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３間の隙間、並びにラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間は、２０μｍ程度である。径大部１１及び第１径小部１２は回転体２０で覆われている。   The fixed shaft 10 and the rotating body 20 are provided with a gap therebetween in the entire facing region. The clearance between the first thrust bearing surface S11a and the first thrust bearing surface S21a, the clearance between the second thrust bearing surface S11b and the second thrust bearing surface S23, and the clearance between the radial bearing surfaces S12a, S12b and the radial bearing surface S21b are as follows. About 20 μm. The large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12 are covered with a rotating body 20.

第２径小部１３及び第３径小部１４は、回転体２０の外側に突出している。固定シャフト１０は回転体２０を回転可能に支持している。 The second small diameter portion 13 and the third small diameter portion 14 protrude outside the rotating body 20. The fixed shaft 10 supports the rotating body 20 in a rotatable manner.

液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間に充填されている。詳しくは、液体金属ＬＭは、径大部１１及び第１径小部１２と、回転体２０との間の隙間に充填されている。液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間だけでなく、リザーバ１５内にも適量充填されている。この実施の形態において、液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０の中心軸が鉛直方向に直交する姿勢で、少なくとも１つのリザーバ１５内に平坦な液面を形成している。すなわち、少なくとも１つのリザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されてはおらず、少なくとも１つのリザーバ１５内には一部液体金属ＬＭが充填されていない空間が設けられている。   The liquid metal LM is filled in a gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20. Specifically, the liquid metal LM is filled in a gap between the large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12 and the rotating body 20. The liquid metal LM is filled not only in the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 but also in the reservoir 15 in an appropriate amount. In this embodiment, the liquid metal LM forms a flat liquid surface in at least one reservoir 15 with the central axes of the fixed shaft 10 and the rotating body 20 orthogonal to the vertical direction. That is, at least one reservoir 15 is not 100% filled with liquid metal LM, and at least one reservoir 15 is provided with a space that is not partially filled with liquid metal LM.

液体金属ＬＭは、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａとともに動圧形の第１スラストすべり軸受Ｂ１を形成している。液体金属ＬＭは、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３とともに動圧形の第２スラストすべり軸受Ｂ２を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第１ラジアルすべり軸受Ｂ３を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。   The liquid metal LM forms a dynamic pressure type first thrust sliding bearing B1 together with the first thrust bearing surface S11a and the first thrust bearing surface S21a. The liquid metal LM, together with the second thrust bearing surface S11b and the second thrust bearing surface S23, forms a dynamic pressure type second thrust sliding bearing B2. The liquid metal LM forms a dynamic pressure type first radial slide bearing B3 together with the radial bearing surface S12a and the radial bearing surface S21b. The liquid metal LM forms a dynamic pressure type second radial slide bearing B4 together with the radial bearing surface S12b and the radial bearing surface S21b.

第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。   The minimum inner diameter D2 of the second thrust slide bearing B2 is smaller than the minimum inner diameter D1 of the first thrust slide bearing B1.

陽極ターゲット５０は、円環状に形成され、固定シャフト１０及び回転体２０と同軸的に設けられている。陽極ターゲット５０は、フランジ８０を介して回転体２０の一端部に固定されている。なお、フランジ８０は、陽極本体５１と同一材料で一体に形成されている。陽極ターゲット５０は、回転体２０とともに回転可能である。陽極ターゲット５０は、ターゲット層５２に電子が入射されることによりＸ線を放出するものである。   The anode target 50 is formed in an annular shape and is provided coaxially with the fixed shaft 10 and the rotating body 20. The anode target 50 is fixed to one end of the rotating body 20 via a flange 80. The flange 80 is integrally formed of the same material as the anode body 51. The anode target 50 can rotate together with the rotating body 20. The anode target 50 emits X-rays when electrons are incident on the target layer 52.

陰極６０は、陽極ターゲット５０のターゲット層５２に間隔を置いて対向配置されている。陰極６０は、真空外囲器７０の内壁に取付けられている。陰極６０は、フィラメント６１を有している。   The cathode 60 is disposed to face the target layer 52 of the anode target 50 with a space therebetween. The cathode 60 is attached to the inner wall of the vacuum envelope 70. The cathode 60 has a filament 61.

真空外囲器７０は、円筒状に形成されている。真空外囲器７０はガラス及び金属で形成されている。真空外囲器７０は開口部７１、７２を有している。真空外囲器７０は、密閉され、固定シャフト１０、回転体２０、陽極ターゲット５０及び陰極６０等を収容している。真空外囲器７０の内部は真空状態に維持されている。   The vacuum envelope 70 is formed in a cylindrical shape. The vacuum envelope 70 is made of glass and metal. The vacuum envelope 70 has openings 71 and 72. The vacuum envelope 70 is hermetically sealed and contains the fixed shaft 10, the rotating body 20, the anode target 50, the cathode 60, and the like. The inside of the vacuum envelope 70 is maintained in a vacuum state.

真空外囲器７０の密閉状態を維持するよう、開口部７１は、固定シャフト１０の他端部に密着し、開口部７２は、固定シャフト１０の一端部に密着している。この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、両端支持軸受構造を採用している。真空外囲器７０は、固定シャフト１０の第２径小部１３及び第３径小部１４を固定している。すなわち、第２径小部１３及び第３径小部１４は、軸受の両持ち支持部として機能している。   The opening 71 is in close contact with the other end of the fixed shaft 10 and the opening 72 is in close contact with one end of the fixed shaft 10 so as to maintain the sealed state of the vacuum envelope 70. In this embodiment, the rotary anode X-ray tube 1 employs a both-end support bearing structure. The vacuum envelope 70 fixes the second small diameter portion 13 and the third small diameter portion 14 of the fixed shaft 10. That is, the 2nd small diameter part 13 and the 3rd small diameter part 14 are functioning as the both-ends support part of a bearing.

次に、上記回転陽極型Ｘ線管１により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる原理について説明する。
第１径小部１２の端面は、軸受面ではないが、この端面と回転体２０との隙間に充満した液体金属ＬＭにも遠心力が働くため、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動する。しかし移動した液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。 Next, the principle by which the rotary anode X-ray tube 1 can reduce the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside will be described.
Although the end surface of the first small diameter portion 12 is not a bearing surface, the centrifugal force also acts on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface and the rotating body 20, so that the liquid metal LM has radial bearing surfaces S12a and S12b. And it moves to the clearance gap between radial bearing surface S21b. However, the moved liquid metal LM is accommodated in the reservoir 15 via the ducts 16a, 16b, and 16c.

また、回転陽極型Ｘ線管１の姿勢にもよるが、回転体２０の回転時、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間は空になる。このため、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力による圧力が、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２が形成されている径大部１１及び凹部２０ａ間の隙間に充満した液体金属ＬＭに影響を及ぼすことはない。   Further, although depending on the posture of the rotary anode X-ray tube 1, the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotary body 20 becomes empty when the rotary body 20 rotates. For this reason, the first thrust sliding bearing B1 and the second thrust sliding bearing B2 are formed by the pressure caused by the centrifugal force acting on the liquid metal LM filled in the gap between the end face of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20. The liquid metal LM filled in the gap between the large diameter portion 11 and the concave portion 20a is not affected.

言い換えると、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。   In other words, due to the centrifugal force acting on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20 by the reservoir 15 and the ducts 16a, 16b, 16c provided in the fixed shaft 10, The ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside (inside the vacuum envelope 70) can be prevented.

従って、遠心力の影響によって固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に液体金属ＬＭが噴出するか（漏れ出すか）どうかは、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２の構造にのみ依存して決まる。
ここで、上記Ｘ線管装置の動作状態において、撮影時の陽極ターゲット５０（回転体２０）の回転数は１８０ｒｐｓであるが、待機時の陽極ターゲット５０の回転数は１５０ｒｐｓである。陽極ターゲット５０が回転する時間的には１５０ｒｐｓの回転数で回転している時間の方が長い。 Therefore, whether or not the liquid metal LM is ejected (leaked out) from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 due to the centrifugal force depends on the structure of the first thrust slide bearing B1 and the second thrust slide bearing B2. It depends only on.
Here, in the operation state of the X-ray tube apparatus, the rotation speed of the anode target 50 (rotary body 20) during imaging is 180 rps, but the rotation speed of the anode target 50 during standby is 150 rps. In terms of time for the anode target 50 to rotate, the time for which the anode target 50 is rotating at 150 rpm is longer.

この実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同様、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生しない場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１と等しくなり、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生してＬＭを軸受外部に押し出そうとした場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１より小さくなる（図４及び図５参照）。   In this embodiment, as in the first embodiment described above, when no gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20, the value of the inner diameter of the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2 is the first thrust. When the inner diameter D1 of the liquid metal LM of the slide bearing B1 is equal to the minimum value D1 and gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to try to push the LM out of the bearing, the second thrust slide bearing B2 The value of the inner diameter of the liquid metal LM is smaller than the minimum value D1 of the inner diameter of the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1 (see FIGS. 4 and 5).

第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力と、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力とに差が生じるため、遠心力差により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に噴出しようとする液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間内に押し戻される。   Since there is a difference between the centrifugal force acting on the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1 and the centrifugal force acting on the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2, the fixed shaft 10 and the centrifugal force difference are caused. The liquid metal LM to be ejected to the outside from the gap between the rotating bodies 20 is pushed back into the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20.

上記遠心力差は、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径が最小値Ｄ２となる場合に最も大きい。この実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同様、ρ＝６７００ｋｇ／ｍ３、Ｄ１＝３０ｍｍ、Ｄ２＝２９．６ｍｍ、ω＝２π・ν＝２π・１５０とすると、圧力Ｐ１が５８７１Ｐａ（約０．０５８気圧）以上であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。言い方を換えると、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)≧１１．８であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。なお、液体金属ＬＭの噴出防止効果を一層得るため、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)＞１２であった方が好ましい。 The centrifugal force difference is greatest when the inner diameter of the liquid metal LM of the second thrust slide bearing B2 is the minimum value D2. In this embodiment, as in the first embodiment described above, when ρ = 6700 kg / m 3 , D1 = 30 mm, D2 = 29.6 mm, and ω = 2π · ν = 2π · 150, the pressure P1 is 5871 Pa. If it is (about 0.058 atm) or more, it is presumed that there is a practical liquid metal LM ejection preventing effect. In other words, if D2 · (D1-D2) ≧ 11.8, it is presumed that there is a practical liquid metal LM ejection preventing effect. In order to further obtain the effect of preventing the liquid metal LM from being ejected, it is preferable that D2 · (D1-D2)> 12.

上記のように構成された第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置によれば、回転陽極型Ｘ線管１は、固定シャフト１０と、回転体２０と、液体金属ＬＭと、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０と、を備えている。   According to the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube apparatus according to the second embodiment configured as described above, the rotary anode X-ray tube 1 includes a fixed shaft 10, a rotating body 20, A liquid metal LM, an anode target 50, a cathode 60, and a vacuum envelope 70 are provided.

固定シャフト１０は、円柱状に形成され、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有した径大部１１と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置し、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有した第１径小部１２と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置し、径大部１１及び第１径小部１２とともに同軸的に一体に形成された第２径小部１３と、を具備している。固定シャフト１０は、第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、第１径小部１２の一端側に位置し、第１径小部１２と同軸的に一体に形成された第３径小部１４をさらに具備している。   The fixed shaft 10 is formed in a cylindrical shape, and is formed in a large-diameter portion 11 having a first thrust bearing surface S11a and a second thrust bearing surface S11b, and a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large-diameter portion 11, and has a large diameter. 1st small diameter part 12 which is located in the one end side of part 11, and has radial bearing surface S12a, S12b and crevice 12a, 12b, 12c, and is formed in the column shape smaller in diameter than large diameter part 11, and large diameter And a second small diameter portion 13 that is located on the other end side of the portion 11 and is coaxially formed integrally with the large diameter portion 11 and the first small diameter portion 12. The fixed shaft 10 is formed in a columnar shape having an outer diameter smaller than that of the first small diameter portion 12, is located on one end side of the first small diameter portion 12, and is formed coaxially and integrally with the first small diameter portion 12. A third small diameter portion 14 is further provided.

回転体２０は、固定シャフト１０と同軸的に延出して筒状に形成され、固定シャフト１０が内部に嵌合され、第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ、第２スラスト軸受面Ｓ２３及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂを有し、固定シャフト１０を中心に回転可能である。   The rotating body 20 extends coaxially with the fixed shaft 10 and is formed into a cylindrical shape. The fixed shaft 10 is fitted therein, and includes a first thrust bearing surface S21a, a second thrust bearing surface S23, and a radial bearing surface S21b. And is rotatable about the fixed shaft 10.

固定シャフト１０、回転体２０及び液体金属ＬＭは、第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２、第１ラジアルすべり軸受Ｂ３及び第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。固定シャフト１０はリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃをさらに有している。   The fixed shaft 10, the rotating body 20, and the liquid metal LM form a first thrust sliding bearing B1, a second thrust sliding bearing B2, a first radial sliding bearing B3, and a second radial sliding bearing B4. The fixed shaft 10 further includes a reservoir 15 and ducts 16a, 16b, and 16c.

第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大で圧力Ｐ１を加えることができるため、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生して液体金属ＬＭにガスの圧力Ｐ２が加わっても、Ｐ２＜Ｐ１であれば、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。   The minimum inner diameter D2 of the second thrust slide bearing B2 is smaller than the minimum inner diameter D1 of the first thrust slide bearing B1. Since the maximum pressure P1 can be applied to the liquid metal LM of the first thrust slide bearing B1 and the second thrust slide bearing B2, gas is generated between the fixed shaft 10 and the rotating body 20, and the gas pressure is applied to the liquid metal LM. Even if P2 is added, if P2 <P1, the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside can be prevented.

第１径小部１２の端面と回転体２０との隙間に充満した液体金属ＬＭに遠心力が働くと、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動するが、液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。少なくとも１つのリザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されていないため、上記のようにリザーバ１５は液体金属ＬＭを収容することができる。   When the centrifugal force acts on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20, the liquid metal LM moves to the gap between the radial bearing surfaces S12a and S12b and the radial bearing surface S21b. However, the liquid metal LM is accommodated in the reservoir 15 via the ducts 16a, 16b, and 16c. Since at least one reservoir 15 is not 100% filled with the liquid metal LM, the reservoir 15 can accommodate the liquid metal LM as described above.

このため、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。上記したことから、上記回転陽極型Ｘ線管１は、真空外囲器７０内への液体金属ＬＭの噴出を低減できるため、製品寿命の長期化を図ることができ、製品信頼性の向上を図ることができる。
上記したことから、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができる。 For this reason, due to the reservoir 15 and the ducts 16a, 16b, 16c provided on the fixed shaft 10, due to the centrifugal force acting on the liquid metal LM filled in the gap between the end surface of the first small diameter portion 12 and the rotating body 20, The ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside (inside the vacuum envelope 70) can be prevented. As described above, the rotary anode X-ray tube 1 can reduce the ejection of the liquid metal LM into the vacuum envelope 70, thereby prolonging the product life and improving the product reliability. Can be planned.
From the above, it is possible to obtain the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube device that can reduce the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside.

次に、この発明の第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Next, a rotary anode X-ray tube and an X-ray tube apparatus provided with the rotary anode X-ray tube according to a third embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted.

図９に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、支持部材１００をさらに備えている。支持部材１００は、第２径小部１３より外径の大きい円筒状に形成され、一端が閉塞されている。支持部材１００は、支持部材１００内部の底面と、支持部材１００の外面とに開口するよう貫通したガス抜き孔１００ａを有している。支持部材１００は、第２径小部１３の端部に締り嵌めにより取付けられている。   As shown in FIG. 9, the rotary anode X-ray tube 1 further includes a support member 100. The support member 100 is formed in a cylindrical shape having an outer diameter larger than that of the second small diameter portion 13 and is closed at one end. The support member 100 has a gas vent hole 100 a that penetrates through the bottom surface inside the support member 100 and the outer surface of the support member 100. The support member 100 is attached to the end of the second small diameter portion 13 by an interference fit.

この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、片端支持軸受構造を採用している。図示しないが、真空外囲器７０は、支持部材１００を介して第２径小部１３を固定し、第１径小部１２を支持していない。すなわち、支持部材１００は、軸受の片持ち支持部として機能している。   In this embodiment, the rotary anode X-ray tube 1 employs a one-end support bearing structure. Although not shown, the vacuum envelope 70 fixes the second small diameter portion 13 via the support member 100 and does not support the first small diameter portion 12. That is, the support member 100 functions as a cantilever support portion of the bearing.

上記のように構成された第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置は、上述した第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置と同様の効果を得ることができる。固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができることは言うまでもない。   The rotary anode X-ray tube 1 and X-ray tube apparatus according to the third embodiment configured as described above are the rotary anode X-ray tube 1 and X-ray tube according to the above-described first embodiment. The same effect as the device can be obtained. It goes without saying that the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube device that can reduce the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside can be obtained.

回転体２０の内部に固定シャフト１０を嵌合する際、本体２１内に固定シャフト１０を差し込んだ後、蓋部２２を本体２１にネジ留めするため、第２径小部１３自体の外径を大きくすることはできない。   When the fixed shaft 10 is fitted into the rotary body 20, the fixed shaft 10 is inserted into the main body 21, and then the lid portion 22 is screwed to the main body 21. You can't make it bigger.

そこで、回転陽極型Ｘ線管１は支持部材１００を備え、軸受の支持部の外径を大きくしている。支持部材１００は第２径小部１３に強固に取付けられる。このため、第２径小部１３を固定する強度を向上することができる。支持部材１００を用いる場合は、回転陽極型Ｘ線管１が小型の場合、すなわち、第２径小部１３の外径が小さい場合に好適である。   Therefore, the rotary anode X-ray tube 1 is provided with a support member 100 to increase the outer diameter of the support portion of the bearing. The support member 100 is firmly attached to the second small diameter portion 13. For this reason, the intensity | strength which fixes the 2nd small diameter part 13 can be improved. The use of the support member 100 is suitable when the rotary anode X-ray tube 1 is small, that is, when the outer diameter of the second small diameter portion 13 is small.

次に、この発明の第４の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した第２の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Next, a rotary anode X-ray tube and an X-ray tube apparatus provided with the rotary anode X-ray tube according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the second embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図１０に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、支持部材１１０をさらに備えている。支持部材１１０は、第２径小部１３より外径の大きい円筒状に形成されている。支持部材１１０は、第２径小部１３の端部に締り嵌めにより取付けられている。   As shown in FIG. 10, the rotary anode X-ray tube 1 further includes a support member 110. The support member 110 is formed in a cylindrical shape having an outer diameter larger than that of the second small diameter portion 13. The support member 110 is attached to the end of the second small diameter portion 13 by an interference fit.

支持部材１１０の端面には、この端面を円形枠状に窪めた溝１１０ａが形成されている。同様に、第２径小部１３の端面には、この端面を円形枠状に窪めた溝１３ｂが形成されている。溝１１０ａ及び溝１３ｂで挟まれた領域の支持部材１１０及び第２径小部１３は溶接されている。   On the end surface of the support member 110, a groove 110a is formed by recessing the end surface in a circular frame shape. Similarly, the end face of the second small diameter portion 13 is formed with a groove 13b in which the end face is recessed in a circular frame shape. The support member 110 and the second small diameter portion 13 in the region sandwiched between the groove 110a and the groove 13b are welded.

この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、両端支持軸受構造を採用している。図示しないが、真空外囲器７０は、支持部材１１０を介して第２径小部１３を固定し、さらに第１径小部１２を固定している。すなわち、支持部材１１０は、軸受の支持部として機能している。   In this embodiment, the rotary anode X-ray tube 1 employs a both-end support bearing structure. Although not shown, the vacuum envelope 70 fixes the second small diameter portion 13 via the support member 110 and further fixes the first small diameter portion 12. That is, the support member 110 functions as a support portion of the bearing.

上記のように構成された第４の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置は、上述した第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置と同様の効果を得ることができる。固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができることは言うまでもない。   The rotary anode X-ray tube 1 and X-ray tube apparatus according to the fourth embodiment configured as described above are the rotary anode X-ray tube 1 and X-ray tube according to the second embodiment described above. The same effect as the device can be obtained. It goes without saying that the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube device that can reduce the ejection of the liquid metal LM from the gap between the fixed shaft 10 and the rotating body 20 to the outside can be obtained.

回転体２０の内部に固定シャフト１０を嵌合する際、本体２１内に固定シャフト１０を差し込んだ後、蓋部２２を本体２１にネジ留めするため、第２径小部１３自体の外径を大きくすることはできない。   When the fixed shaft 10 is fitted into the rotary body 20, the fixed shaft 10 is inserted into the main body 21, and then the lid portion 22 is screwed to the main body 21. You can't make it bigger.

そこで、回転陽極型Ｘ線管１は支持部材１１０を備え、軸受の支持部の外径を大きくしている。支持部材１１０は第２径小部１３に強固に取付けられる。このため、第２径小部１３を固定する強度を向上することができる。支持部材１１０を用いる場合は、回転陽極型Ｘ線管１が小型の場合、すなわち、第２径小部１３の外径が小さい場合に好適である。   Therefore, the rotary anode X-ray tube 1 is provided with a support member 110 to increase the outer diameter of the support portion of the bearing. The support member 110 is firmly attached to the second small diameter portion 13. For this reason, the intensity | strength which fixes the 2nd small diameter part 13 can be improved. The use of the support member 110 is suitable when the rotary anode X-ray tube 1 is small, that is, when the outer diameter of the second small diameter portion 13 is small.

また、この実施の形態において、第２径小部１３にのみ支持部材１１０を締り嵌めにより取付けたが、これに限らず、第３径小部１４にも支持部材１１０を締り嵌めにより取付けてもよい。これにより、固定シャフト１０を固定する強度を向上することができる。   In this embodiment, the support member 110 is attached only to the second small diameter portion 13 by interference fit. However, the present invention is not limited thereto, and the support member 110 may be attached to the third small diameter portion 14 by interference fit. Good. Thereby, the intensity | strength which fixes the fixed shaft 10 can be improved.

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

この発明は、上記回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置に限らず、各種の回転陽極型Ｘ線管及びＸ線管装置に適用することができる。   The present invention is not limited to the rotary anode X-ray tube 1 and the X-ray tube device, but can be applied to various rotary anode X-ray tubes and X-ray tube devices.

１…回転陽極型Ｘ線管、２…ステータコイル、３…筐体、７…冷却液、１０…固定シャフト、１１…径大部、１２…第１径小部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…凹部、１３…第２径小部、１３ａ…収容部、１４…第３径小部、１５…リザーバ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ダクト、２０…回転体、２０ａ…凹部、２１…本体、２２…蓋部、５０…陽極ターゲット、５１…陽極本体、５２…ターゲット層、６０…陰極、６１…フィラメント、７０…真空外囲器、１００，１１０…支持部材、ＬＭ…液体金属、Ｓ１１ａ…第１スラスト軸受面、Ｓ１１ｂ…第２スラスト軸受面、Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂ…ラジアル軸受面、Ｓ２１ａ…第１スラスト軸受面、Ｓ２３…第２スラスト軸受面、Ｓ２１ｂ…ラジアル軸受面、Ｂ１…第１スラストすべり軸受、Ｂ２…第２スラストすべり軸受、Ｂ３…第１ラジアルすべり軸受、Ｂ４…第２ラジアルすべり軸受、Ｄ１，Ｄ２…内径の最小値。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary anode type X-ray tube, 2 ... Stator coil, 3 ... Housing, 7 ... Coolant, 10 ... Fixed shaft, 11 ... Large diameter part, 12 ... 1st small diameter part, 12a, 12b, 12c ... Concave part , 13 ... 2nd diameter small part, 13a ... accommodating part, 14 ... 3rd small diameter part, 15 ... reservoir, 16a, 16b, 16c ... duct, 20 ... rotating body, 20a ... recessed part, 21 ... main body, 22 ... lid 50, anode target, 51 ... anode body, 52 ... target layer, 60 ... cathode, 61 ... filament, 70 ... vacuum envelope, 100, 110 ... support member, LM ... liquid metal, S11a ... first thrust bearing Surface, S11b ... second thrust bearing surface, S12a, S12b ... radial bearing surface, S21a ... first thrust bearing surface, S23 ... second thrust bearing surface, S21b ... radial bearing surface, B1 ... first thrust sliding bearing, B2 ... First Thrust sliding bearing, B3 ... first radial sliding bearing, B4 ... second radial sliding bearing, D1, D2 ... minimum inner diameter.

Claims (11)

円柱状に形成され、一端に第１スラスト軸受面を有し他端に第２スラスト軸受面を有した径大部、前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の一端側に位置し、側面に形成されたラジアル軸受面及び前記ラジアル軸受面から外れた上記側面に位置し前記ラジアル軸受面に比べて窪んで形成された凹部を有した第１径小部、並びに前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の他端側に位置し、前記径大部及び第１径小部とともに同軸的に一体に形成された第２径小部を具備した固定体と、
前記固定体と同軸的に延出して筒状に形成され、前記固定体が内部に嵌合され、前記第１スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第１スラスト軸受面、前記第２スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第２スラスト軸受面及び前記ラジアル軸受面に隙間を置いて対向した他のラジアル軸受面を有し、前記固定体を中心に回転可能な回転体と、
前記固定体及び回転体間の隙間に充填され、前記第１スラスト軸受面及び他の第１スラスト軸受面とともに動圧形の第１スラストすべり軸受を形成し、前記第２スラスト軸受面及び他の第２スラスト軸受面とともに動圧形の第２スラストすべり軸受を形成し、前記ラジアル軸受面及び他のラジアル軸受面とともに動圧形のラジアルすべり軸受を形成する潤滑剤と、
前記回転体に固定され、電子が入射されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極と、
前記固定体、回転体、陽極ターゲット及び陰極を収容し、前記固定体を固定する真空外囲器と、を備え、
前記固定体は、内部に設けられ前記潤滑剤を収容する少なくとも１つのリザーバと、前記リザーバ及び凹部に開口したダクトと、をさらに有し、
前記第２スラストすべり軸受の内径の最小値は、前記第１スラストすべり軸受の内径の最小値より小さいことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。 A large-diameter portion formed in a cylindrical shape, having a first thrust bearing surface at one end and a second thrust bearing surface at the other end, formed in a cylindrical shape having a smaller outer diameter than the large-diameter portion, and the large-diameter portion A radial bearing surface formed on a side surface and a first small diameter portion having a recess formed on the side surface that is out of the radial bearing surface and is recessed compared to the radial bearing surface, And a second diameter formed in a columnar shape having a smaller outer diameter than the large-diameter portion, positioned on the other end side of the large-diameter portion, and coaxially and integrally with the large-diameter portion and the first small-diameter portion. A fixed body having a small portion;
The first thrust bearing surface, the second thrust bearing surface extending coaxially with the fixed body, the fixed body being fitted therein, and facing the first thrust bearing surface with a gap therebetween, the second A rotating body that has another thrust bearing surface facing the thrust bearing surface with a gap and another radial bearing surface facing the radial bearing surface with a gap, and is rotatable about the fixed body; ,
A gap between the fixed body and the rotating body is filled, and a dynamic pressure type first thrust slide bearing is formed together with the first thrust bearing surface and the other first thrust bearing surface, and the second thrust bearing surface and other Forming a dynamic pressure type second thrust slide bearing together with the second thrust bearing surface, and forming a dynamic pressure type radial slide bearing together with the radial bearing surface and the other radial bearing surface;
An anode target fixed to the rotating body and emitting X-rays when electrons are incident thereon;
A cathode that emits electrons to irradiate the anode target;
A vacuum envelope that houses the fixed body, the rotating body, the anode target, and the cathode, and fixes the fixed body;
The fixed body further includes at least one reservoir provided therein and containing the lubricant, and a duct opened to the reservoir and the recess,
The rotary anode X-ray tube characterized in that the minimum value of the inner diameter of the second thrust slide bearing is smaller than the minimum value of the inner diameter of the first thrust slide bearing. 前記第１スラストすべり軸受の内径の最小値をＤ１、前記第２スラストすべり軸受の内径の最小値をＤ２とすると、
Ｄ２・（Ｄ１−Ｄ２）＞１１．８ｍｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。 When the minimum value of the inner diameter of the first thrust slide bearing is D1, and the minimum value of the inner diameter of the second thrust slide bearing is D2,
2. The rotary anode X-ray tube according to claim 1, wherein D2 · (D1-D2)> 11.8 mm 2 . 前記固定体及び回転体の中心軸が鉛直方向に直交する姿勢で、前記潤滑剤は、前記少なくとも１つのリザーバ内に平坦な液面を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転陽極型Ｘ線管。   3. The lubricant according to claim 1, wherein the lubricant forms a flat liquid surface in the at least one reservoir in a posture in which central axes of the fixed body and the rotating body are perpendicular to a vertical direction. Rotating anode X-ray tube. 前記固定体は、前記第２スラストすべり軸受近傍の前記第２径小部の側面を窪めて形成され前記第２スラストすべり軸受から押し出された前記潤滑剤を収容する収容部をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管。   The fixed body further includes a storage portion that is formed by recessing a side surface of the second small diameter portion in the vicinity of the second thrust slide bearing and that stores the lubricant pushed out from the second thrust slide bearing. The rotary anode X-ray tube according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotary anode type X-ray tube is provided. 前記回転体は、一端が閉塞して形成され、
前記第１径小部は、前記回転体で覆われ、
前記第２径小部は、前記回転体の外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。 The rotating body is formed with one end closed,
The first small diameter portion is covered with the rotating body,
The rotary anode type X-ray tube according to claim 1, wherein the second small diameter portion protrudes outside the rotating body. 前記リザーバは、前記回転体の一端と対向した前記第１径小部の端面に開口していることを特徴とする請求項５に記載の回転陽極型Ｘ線管。   6. The rotary anode type X-ray tube according to claim 5, wherein the reservoir opens at an end face of the first small diameter portion facing one end of the rotating body. 前記固定体は、前記第１径小部より外径の小さい円柱状に形成され、前記第１径小部の一端側に位置し、前記第１径小部と同軸的に一体に形成された第３径小部をさらに具備し、
前記第１径小部は、前記回転体で覆われ、
前記第２径小部及び第３径小部は、それぞれ前記回転体の外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。 The fixed body is formed in a columnar shape having an outer diameter smaller than that of the first small diameter portion, is located on one end side of the first small diameter portion, and is integrally formed coaxially with the first small diameter portion. A third diameter small portion,
The first small diameter portion is covered with the rotating body,
2. The rotary anode X-ray tube according to claim 1, wherein each of the second small diameter portion and the third small diameter portion protrudes outside the rotating body. 前記固定体は、前記リザーバ及びダクトから外れて内部を中心軸に沿って貫通し、両端部に開口して形成された貫通孔をさらに有していることを特徴とする請求項７に記載の回転陽極型Ｘ線管。   The fixed body according to claim 7, further comprising a through-hole formed so as to be opened from both ends of the fixed body through the center along the central axis and separated from the reservoir and the duct. Rotating anode X-ray tube. 前記第２径小部の端部に締り嵌めにより取付けられ、前記第２径小部より外径の大きい円筒状に形成されている支持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項５又は７に記載の回転陽極型Ｘ線管。   6. The apparatus according to claim 5, further comprising a support member attached to an end portion of the second small diameter portion by an interference fit and formed in a cylindrical shape having an outer diameter larger than that of the second small diameter portion. The rotary anode X-ray tube according to 7. 前記ラジアル軸受面及び凹部は、それぞれ前記第１径小部の側面に全周に亘って形成され、互いに前記固定体の中心軸に沿った方向に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。   The radial bearing surface and the recess are respectively formed on the side surface of the first small-diameter portion over the entire circumference, and are aligned in a direction along the central axis of the fixed body. The rotary anode type X-ray tube as described. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管と、
前記回転体に与える磁界を発生して前記回転体及び陽極ターゲットを回転させるコイルと、
前記回転陽極型Ｘ線管及びコイルを収容した筐体と、を備えていることを特徴とするＸ線管装置。 A rotating anode X-ray tube according to any one of claims 1 to 10,
A coil for generating a magnetic field to be applied to the rotating body to rotate the rotating body and the anode target;
An X-ray tube apparatus comprising: a rotating anode X-ray tube and a housing containing a coil.
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