JP7070976B2 - Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure - Google Patents

Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure Download PDF

Info

Publication number
JP7070976B2
JP7070976B2 JP2017140346A JP2017140346A JP7070976B2 JP 7070976 B2 JP7070976 B2 JP 7070976B2 JP 2017140346 A JP2017140346 A JP 2017140346A JP 2017140346 A JP2017140346 A JP 2017140346A JP 7070976 B2 JP7070976 B2 JP 7070976B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
groove pattern
target
bearing
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017140346A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019021546A (en
Inventor
光央 岩瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Original Assignee
Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd filed Critical Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority to JP2017140346A priority Critical patent/JP7070976B2/en
Publication of JP2019021546A publication Critical patent/JP2019021546A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7070976B2 publication Critical patent/JP7070976B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

この出願の実施形態は、すべり軸受構造およびこの軸受構造を用いた回転陽極X線管に関する。 Embodiments of this application relate to a plain bearing structure and a rotating anode X-ray tube using this bearing structure.

X線システムは、医用CT装置(診断/治療)、工業用非破壊検査、材料分析など、多くの用途に利用される。X線システムで用いられるX線管は、陽極ターゲットに陰極フィラメントからの電子ビームを衝突させてX線を発生する構成となっている。 X-ray systems are used in many applications such as medical CT equipment (diagnosis / treatment), industrial nondestructive inspection, and material analysis. The X-ray tube used in the X-ray system is configured to generate X-rays by colliding an electron beam from a cathode filament with an anode target.

X線管には、回転する陽極ターゲットに電子ビームを衝突させてX線を発生するタイプがあり、この回転陽極ターゲットを軸支する軸受として、すべり軸受(通常は動圧軸受)が用いられている。X線管内は、電子ビームの走行を妨げないよう高真空となっており、回転陽極ターゲットの電子ビーム衝突部付近は数千度の高温になる。真空内で高温となった回転陽極ターゲットの熱は、輻射熱として放熱されるほか、回転陽極の構造部材を介してすべり軸受側に放熱される。これにより、回転陽極ターゲットが高熱で破損することを防いでいる。 There is a type of X-ray tube that generates X-rays by colliding an electron beam with a rotating anode target, and a plain bearing (usually a dynamic pressure bearing) is used as a bearing that pivotally supports this rotating anode target. There is. The inside of the X-ray tube has a high vacuum so as not to hinder the traveling of the electron beam, and the temperature near the electron beam collision portion of the rotating anode target becomes several thousand degrees. The heat of the rotating anode target, which has become hot in the vacuum, is radiated as radiant heat and also radiated to the slide bearing side via the structural member of the rotating anode. This prevents the rotating anode target from being damaged by high heat.

すべり軸受を有する回転陽極X線管の具体例としては、例えば特許文献1に記載されるような高冷却構造の回転陽極X線管がある。この回転陽極X線管では、回転陽極ターゲット15は、回転体(モータロータ20と一体的に回転するシール)21に断熱構造を介さず直接接続されている。具体的には、回転体21とそれをすべり軸支する固定軸13との間に非断熱性の液体金属(動圧すべり軸受の潤滑剤)が配備され、固定軸13内には冷却穴(流路30、冷却層31)が設けられている。この冷却穴を通過する冷媒により、すべり軸受を介して直接ターゲット15を冷却する構造となっている。この冷却構造により、熱輻射のみによる冷却よりも遥かに高い陽極冷却率を得ている。 As a specific example of a rotating anode X-ray tube having a slide bearing, there is, for example, a rotating anode X-ray tube having a high cooling structure as described in Patent Document 1. In this rotating anode X-ray tube, the rotating anode target 15 is directly connected to a rotating body (a seal that rotates integrally with the motor rotor 20) 21 without a heat insulating structure. Specifically, a non-insulating liquid metal (lubricant for a dynamic pressure plain bearing) is deployed between the rotating body 21 and the fixed shaft 13 that supports the sliding shaft, and a cooling hole (cooling hole (cooling hole) is provided in the fixed shaft 13. A flow path 30 and a cooling layer 31) are provided. The structure is such that the target 15 is directly cooled via the slide bearing by the refrigerant passing through the cooling holes. Due to this cooling structure, a much higher anode cooling rate than cooling by heat radiation alone is obtained.

特開2011-60517号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-60517

しなしながら、特許文献1の構造では、高温となる回転陽極ターゲット15が直接回転体21に接合されているため、回転陽極ターゲット15の熱応力により回転体21が変形するという問題がある。すなわち、ターゲット15の熱応力によりターゲット付近の回転体21の軸受内径が広がり、軸受隙間が不均一化する。すると、軸受隙間が広くなった部分の偏心率が大きくなり、その偏心に起因して、高速回転する回転体21内部の軸受面が固定軸13に振動接触するようになる。その結果、軸受の耐G性能が劣化する。 However, in the structure of Patent Document 1, since the rotating anode target 15 having a high temperature is directly bonded to the rotating body 21, there is a problem that the rotating body 21 is deformed by the thermal stress of the rotating anode target 15. That is, the thermal stress of the target 15 widens the inner diameter of the bearing of the rotating body 21 in the vicinity of the target, and the bearing gap becomes non-uniform. Then, the eccentricity of the portion where the bearing gap is widened becomes large, and due to the eccentricity, the bearing surface inside the rotating body 21 rotating at high speed comes into vibration contact with the fixed shaft 13. As a result, the G resistance performance of the bearing deteriorates.

耐G性能劣化に対する一つの解決策として、軸受面をターゲットから十分離し、熱変形の影響を受けない位置に軸受面を配置する方法が考えられる。しかし、この場合は、軸受面を介したターゲットの冷却性能が低下するので、回転体21の熱変形がより発生し易くなる。熱変形した回転体21が陽極ターゲット15とともに高速回転すると、その回転に伴う振動が増えて、すべり軸受への負荷が大きくなる。そうすると、すべり軸受には、回転体21の熱変形が発生しても十分な負荷能力を維持できることが要求されるようになる。 As one solution to the deterioration of G-resistant performance, a method of separating the bearing surface from the target and arranging the bearing surface at a position not affected by thermal deformation can be considered. However, in this case, since the cooling performance of the target via the bearing surface is lowered, thermal deformation of the rotating body 21 is more likely to occur. When the thermally deformed rotating body 21 rotates at high speed together with the anode target 15, the vibration accompanying the rotation increases, and the load on the slide bearing increases. Then, the slide bearing is required to be able to maintain a sufficient load capacity even if the rotating body 21 is thermally deformed.

一方、すべり軸受の中には、固定軸を水平にみたとき、固定軸の軸長方向の左右位置に液体金属(熱を通し易い潤滑材)を掻き込むためのグルーブ(溝)を配置し、左右のグルーブの中間部に負荷荷重を受けるプレーン面を配置するものがある。そのすべり軸受部は、軸長方向の左右に離れて独立した2つの部分で構成され、離れた2つのすべり軸受面で回転体を左右から軸支している。これにより、回転体に取り付けられた陽極ターゲットの安定した回転を可能としている。 On the other hand, in the slide bearing, when the fixed shaft is viewed horizontally, grooves (grooves) for scraping liquid metal (lubricating material that easily conducts heat) are placed at the left and right positions of the fixed shaft in the axial length direction. Some have a plain surface that receives a load in the middle of the left and right grooves. The plain bearing portion is composed of two independent portions separated from each other on the left and right in the axial length direction, and the rotating body is pivotally supported from the left and right by the two separated sliding bearing surfaces. This enables stable rotation of the anode target attached to the rotating body.

このとき、2つのすべり軸受それぞれに設けられたグルーブのパターンは、負荷荷重を受けるプレーン面の左右で対称・同形に構成される(特許文献1の図2に示される溝34を参照)。これにより、固定軸とともに回転するグルーブに掻き込まれる液体金属の量を左右で同一とし、左右での圧力差を発生させずに、液体金属が軸受内で偏在しないようにしている。 At this time, the groove pattern provided on each of the two slide bearings is symmetrical and has the same shape on the left and right sides of the plane surface to which the load is applied (see the groove 34 shown in FIG. 2 of Patent Document 1). As a result, the amount of liquid metal scraped into the groove that rotates with the fixed shaft is the same on the left and right, and the liquid metal is not unevenly distributed in the bearing without causing a pressure difference between the left and right.

この場合、回転陽極ターゲットの負荷荷重を受けるプレーン面の左右対称位置に液体金属が掻き込まれるグルーブが存在していることから、負荷荷重を受けるプレーン面を陽極ターゲットから十分離すことができない。つまり、この構造では、陽極ターゲットからの熱による回転体の熱変形に起因した耐G性能の低下には、対応が困難である。 In this case, since the liquid metal is squeezed into the groove at a symmetrical position on the plane surface of the rotating anode target that receives the load, the plane surface that receives the load cannot be sufficiently separated from the anode target. That is, in this structure, it is difficult to cope with the deterioration of the G resistance performance due to the thermal deformation of the rotating body due to the heat from the anode target.

まとめると、負荷荷重を受けるプレーン面の左右対称位置にグルーブが形成される従来のすべり軸受では、そのプレーン面を陽極ターゲットから離すことができず、耐G性能の低下に対応することが難しい。 In summary, in a conventional plain bearing in which a groove is formed at symmetrical positions on a plane surface that receives a load, the plane surface cannot be separated from the anode target, and it is difficult to cope with a decrease in G resistance performance.

実施形態に係るすべり軸受構造(図1~図8)は、シャフト(112)と、このシャフトより高温になるターゲット(106)をこのシャフトに回転可能に軸支するすべり軸受(110)を備える。このすべり軸受(110)は、前記シャフト(112)の軸長方向に複数のグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)を持つ複数の軸受部(110a、110b)で構成される。 The plain bearing structure (FIGS. 1 to 8) according to the embodiment includes a shaft (112) and a plain bearing (110) that rotatably supports a target (106) having a temperature higher than that of the shaft on the shaft. The slide bearing (110) is composed of a plurality of bearing portions (110a, 110b) having a plurality of groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2b) in the axial length direction of the shaft (112).

前記軸受部の1つ(例えば110a)は、前記シャフト(112)の軸長方向に外側グルーブパターン(L1a)と内側グルーブパターン(L1b)を含み、これらのグルーブパターンの間にプレーン部(L1c)を含む。 One of the bearing portions (eg 110a) includes an outer groove pattern (L1a) and an inner groove pattern (L1b) in the axial length direction of the shaft (112), and a plane portion (L1c) is provided between these groove patterns. including.

前記シャフト(112)の軸長方向に見た場合において、前記内側グルーブパターン(L1b)の幅は前記外側グルーブパターン(L1a)の幅より大きく、前記内側グルーブパターン(L1b)の位置は前記外側グルーブパターン(L1a)の位置よりも前記ターゲット(106)に近い位置にある。 When viewed in the axial length direction of the shaft (112), the width of the inner groove pattern (L1b) is larger than the width of the outer groove pattern (L1a), and the position of the inner groove pattern (L1b) is the outer groove. It is closer to the target (106) than the position of the pattern (L1a).

このすべり軸受構造では、前記プレーン部(L1c)の位置が前記ターゲット(106)からみて前記内側グルーブパターン(L1b)の位置よりも離れた(例えばD1aだけ離れた)位置にくるように構成される。 In this plain bearing structure, the position of the plane portion (L1c) is configured to be at a position farther (for example, D1a away) from the position of the inner groove pattern (L1b) with respect to the target (106). ..

すなわち、前記プレーン部(L1c)の位置は、高温となる前記ターゲット(106)から、幅広な内側グルーブパターン(L1b)が介在する分だけ遠くにずれる。そうすると、回転する前記ターゲット(106)の負荷荷重を受ける前記プレーン部(L1c)は前記ターゲット(106)の熱応力を受け難くなり、熱変形に起因した耐G性能の低下に対処し易くなる。 That is, the position of the plane portion (L1c) deviates from the high temperature target (106) by the amount of the wide inner groove pattern (L1b) intervening. Then, the plane portion (L1c) that receives the load of the rotating target (106) is less likely to receive the thermal stress of the target (106), and it becomes easier to cope with the deterioration of the G resistance performance due to the thermal deformation.

図1は、一実施の形態に係るX線管の内部構造の一例を説明する部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating an example of the internal structure of an X-ray tube according to an embodiment. 図2は、図1のX線管から回転陽極ターゲット106とすべり軸受110の部分を取り出して示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a portion of the rotary anode target 106 and the slide bearing 110 taken out from the X-ray tube of FIG. 図3は、図1または図2のすべり軸受110の構成を模式的に説明する図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the slide bearing 110 of FIG. 1 or FIG. 図4は、図3のすべり軸受構造と図1または図2の回転陽極ターゲット106との関係例(その1:ターゲット106が部分的に軸受110bと対向する例)を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the slide bearing structure of FIG. 3 and the rotary anode target 106 of FIG. 1 or 2 (part 1: an example in which the target 106 partially faces the bearing 110b). 図5は、図4の変形例(グルーブパターンの角度違い)を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a modified example of FIG. 4 (difference in angle of groove pattern). 図6は、図3のすべり軸受構造と図1または図2の回転陽極ターゲット106との関係例(その2:ターゲット106が軸受110bと対向しない例)を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the slide bearing structure of FIG. 3 and the rotary anode target 106 of FIG. 1 or 2 (No. 2: Example of the target 106 not facing the bearing 110b). 図7は、図4の比較例(グルーブパターンの幅違い)を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a comparative example (difference in width of the groove pattern) of FIG. 図8は、他の実施の形態に係るX線管の内部構造の一例を説明する部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view illustrating an example of the internal structure of the X-ray tube according to another embodiment.

以下、図面を参照しながら、実施形態に係るX線管装置を説明する。なお、以下の説明中で挙げた数値は単なる例示であり、本願の実施形態を束縛するものではない。 Hereinafter, the X-ray tube apparatus according to the embodiment will be described with reference to the drawings. It should be noted that the numerical values given in the following description are merely examples and do not constrain the embodiment of the present application.

図1は、一実施の形態に係るX線管100の内部構造の一例を説明する部分断面図である。このX線管100は、真空容器102(真空度は、例えば10-5~10-6Pa程度)と電子銃104および、モータステータ111とモータロータ115を具備している。電子銃104は電子ビームを発生する陰極として機能する。真空容器102内には、すべり軸受110と、回転陽極ターゲット106が設けられる。回転陽極ターゲット106は、軸受回転部113と一体に形成され、軸受回転部113の外周面側に位置している。例えば、回転陽極ターゲット106は、軸受回転部113の外周面に接合されている。回転陽極ターゲット106は、すべり軸受110のシャフト(固定軸)112に挿通された軸受回転部113で回転自在に軸支される。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating an example of the internal structure of the X-ray tube 100 according to the embodiment. The X-ray tube 100 includes a vacuum container 102 (the degree of vacuum is, for example, about 10-5 to 10-6 Pa), an electron gun 104, a motor stator 111, and a motor rotor 115. The electron gun 104 functions as a cathode that generates an electron beam. A slide bearing 110 and a rotating anode target 106 are provided in the vacuum vessel 102. The rotating anode target 106 is integrally formed with the bearing rotating portion 113 and is located on the outer peripheral surface side of the bearing rotating portion 113. For example, the rotating anode target 106 is joined to the outer peripheral surface of the bearing rotating portion 113. The rotary anode target 106 is rotatably supported by a bearing rotating portion 113 inserted through a shaft (fixed shaft) 112 of the slide bearing 110.

回転陽極ターゲット106は、X線管100に内装したモータステータ111からの回転磁界で回転するモータロータ115により、回転駆動される。前記回転磁界により回転陽極ターゲット106に対して例えば180Hzの高周波駆動を行った場合、すべり軸受110には、例えば70G位のG(遠心加速度)が生じ得る。一実施の形態に係るすべり軸受構造(詳細は図3等を参照して後述)は、このような高Gへの対応も考慮されている。 The rotary anode target 106 is rotationally driven by a motor rotor 115 that is rotated by a rotating magnetic field from a motor stator 111 built in an X-ray tube 100. When a high frequency drive of, for example, 180 Hz is performed on the rotating anode target 106 by the rotating magnetic field, G (centrifugal acceleration) of, for example, about 70 G may be generated in the slide bearing 110. The slide bearing structure according to the embodiment (details will be described later with reference to FIG. 3 and the like) is also considered to cope with such a high G.

回転駆動された陽極ターゲット106に電子銃104からの電子ビームを衝突させることにより、X線が出力される。この電子ビームの衝突により高温(ビーム衝突箇所は局部的に数千℃)となった陽極ターゲット106の熱は、輻射熱として放熱されるほか、相対的に温度が低い(例えば100~300℃)すべり軸受け110側に放熱される。 X-rays are output by colliding the electron beam from the electron gun 104 with the rotationally driven anode target 106. The heat of the anode target 106, which has become high temperature (the beam collision point is locally several thousand ° C) due to the collision of the electron beam, is dissipated as radiant heat and the temperature is relatively low (for example, 100 to 300 ° C). The heat is dissipated to the bearing 110 side.

図2は、図1のX線管100から回転陽極ターゲット106とすべり軸受110の部分を取り出して示す部分断面図である。また、図3は、図1または図2のすべり軸受110の構成を模式的に説明する図である。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a portion of the rotary anode target 106 and the slide bearing 110 taken out from the X-ray tube 100 of FIG. Further, FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the slide bearing 110 of FIG. 1 or FIG.

すべり軸受110のシャフト112には、すべり軸受部110a、110bが形成される。すべり軸受部110a、110b各々の表面には溝切り方向が異なる1対のグルーブパターン(図3のL1a,L1b;L2a,L2b)が形成される。これらのグルーブパターンの複数溝内に、熱伝導性を持つ潤滑剤としての液体金属LMが掻き込まれるようになっている。 The slide bearing portions 110a and 110b are formed on the shaft 112 of the slide bearing 110. A pair of groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2b in FIG. 3) having different grooving directions are formed on the surfaces of the slide bearing portions 110a and 110b. The liquid metal LM as a lubricant having thermal conductivity is squeezed into the plurality of grooves of these groove patterns.

この液体金属LMとしては、GaIn(ガリウム・インジウム)合金やGaInSn(ガリウム・インジウム・錫)合金を用いることができる。この液体金属LMには、すべり軸受110が回転していない状態で10-3Pa・s位の粘度のものを使用できる。 As the liquid metal LM, a GaIn (gallium / indium) alloy or a GaInSn (gallium / indium / tin) alloy can be used. As this liquid metal LM, one having a viscosity of about 10 -3 Pa · s can be used in a state where the slide bearing 110 is not rotating.

例えばGaInSn合金の具体例として、ガリウム68.5%、インジウム21.5%、錫10%の共晶合金があり、この合金は常温で液体である。このGaInSn合金は多くの材料に対して高い濡れ性と付着性を持つ。その物性の一例としては、以下のものがある:
沸点:>1300 ℃
融点:-19 ℃
比重:6.44 g/cm
粘度:0.0024 Pa・s(20℃にて)
熱伝導率:16.5 W・m-1・K-1
各々がグルーブパターン(図3等のL1a,L1b;L2a,L2b)を持つすべり軸受部110aとすべり軸受部110bの間には、プレーン部110cが形成される。プレーン部110cの表面と軸受回転部113の内周面との間の隙間g2は、すべり軸受部110aの表面と軸受回転部113の内周面との間の隙間より大きく、すべり軸受部110bの表面と軸受回転部113の内周面との間の隙間より大きくなっている。
For example, specific examples of GaInSn alloys include eutectic alloys of 68.5% gallium, 21.5% indium, and 10% tin, which are liquid at room temperature. This GaInSn alloy has high wettability and adhesion to many materials. Examples of its physical characteristics include:
Boiling point:> 1300 ° C
Melting point: -19 ° C
Relative density: 6.44 g / cm 3
Viscosity: 0.0024 Pa · s (at 20 ° C)
Thermal conductivity: 16.5 W ・ m -1・ K -1
A plain portion 110c is formed between the slide bearing portion 110a and the slide bearing portion 110b, each of which has a groove pattern (L1a, L1b; L2a, L2b in FIG. 3 and the like). The gap g2 between the surface of the plane portion 110c and the inner peripheral surface of the bearing rotating portion 113 is larger than the gap between the surface of the sliding bearing portion 110a and the inner peripheral surface of the bearing rotating portion 113, and is larger than the gap between the surface of the sliding bearing portion 110a and the inner peripheral surface of the bearing rotating portion 113. It is larger than the gap between the surface and the inner peripheral surface of the bearing rotating portion 113.

図3に示すように、隙間g2(例えば100μm位)は、すべり軸受部110aのプレーン部L1cの表面と軸受回転部113の内周面との間の隙間g1(例えば10μm位)およびすべり軸受部110bのプレーン部L2cの表面と軸受回転部113の内周面との間の隙間g1(例えば10μm位)よりも、大きくなっている。そのため、回転陽極ターゲット106からの熱により軸受回転部113が多少熱変形して偏心が生じても、偏心(例えば最大90μm以下)を伴って回転する回転部113の内面がプレーン部110cに接触することを防止できる。このことから、すべり軸受110の耐G性能を向上させることができる。 As shown in FIG. 3, the gap g2 (for example, about 100 μm) is the gap g1 (for example, about 10 μm) and the slide bearing portion between the surface of the plane portion L1c of the slide bearing portion 110a and the inner peripheral surface of the bearing rotating portion 113. It is larger than the gap g1 (for example, about 10 μm) between the surface of the plane portion L2c of 110b and the inner peripheral surface of the bearing rotating portion 113. Therefore, even if the bearing rotating portion 113 is slightly thermally deformed by the heat from the rotating anode target 106 to cause eccentricity, the inner surface of the rotating portion 113 rotating with eccentricity (for example, maximum 90 μm or less) comes into contact with the plane portion 110c. Can be prevented. From this, the G resistance performance of the slide bearing 110 can be improved.

図4は、図3のすべり軸受構造と図1または図2の回転陽極ターゲット106との関係例(その1:ターゲット106が部分的に軸受110bと対向する例)を説明する図である。図4では、シャフト112の表面のうち、回転陽極ターゲット106の重心Gを含むプレーン部エリアの幅(La1;例えば10mm)を、回転陽極ターゲット106の厚み(例えば15mm)よりも小さくしている。これにより、回転陽極ターゲット106が内側グルーブパターンL2bと部分的にオーバーラップできるようになる。このオーバーラップ部分を介して、回転陽極ターゲット106からの熱をすべり軸受110のシャフト112側へ効率的に逃がすことができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the slide bearing structure of FIG. 3 and the rotary anode target 106 of FIG. 1 or 2 (part 1: an example in which the target 106 partially faces the bearing 110b). In FIG. 4, the width (La1; for example, 10 mm) of the plane portion area including the center of gravity G of the rotating anode target 106 on the surface of the shaft 112 is made smaller than the thickness (for example, 15 mm) of the rotating anode target 106. This allows the rotating anode target 106 to partially overlap the inner groove pattern L2b. Through this overlap portion, heat from the rotary anode target 106 can be efficiently dissipated to the shaft 112 side of the slide bearing 110.

なお、図4以降の実施形態では、シャフト112の表面のうち、回転陽極ターゲット106の重心Gを含むエリア(幅La1のエリア:図1~図3の110cに対応)に存在する隙間(図3のg2:例えば100μm)を、すべり軸受110を構成する複数の軸受部(110a,110b)の1つ(または両方)に存在する隙間(図3のg1:例えば10μm)よりも大きくすることができる。そうすると、プレーン部110cの周囲の回転部(図1または図2の113)に熱変形による偏心が多少生じても、プレーン部110cに偏心した回転部の内面が直接ぶつからず、その部分の耐負荷能力の劣化を防止できる。 In the embodiments after FIG. 4, in the surface of the shaft 112, a gap (corresponding to 110c in FIGS. 1 to 3) existing in the area including the center of gravity G of the rotating anode target 106 (area of width La1: corresponding to 110c in FIGS. 1 to 3) (FIG. 3). G2: for example 100 μm) can be made larger than the gap (g1: for example 10 μm in FIG. 3) existing in one (or both) of the plurality of bearing portions (110a, 110b) constituting the slide bearing 110. .. Then, even if some eccentricity occurs due to thermal deformation in the rotating portion (113 in FIG. 1 or 2) around the plane portion 110c, the inner surface of the rotating portion eccentric to the plane portion 110c does not directly collide with the load bearing capacity of that portion. It is possible to prevent deterioration of ability.

一実施の形態に係るすべり軸受110の機械的な数値例を図4に当てはめてみると、例えば次のようになる。まず、全体的なサイズをイメージできるよう、すべり軸受110部分のシャフト径(図3のΦ)が40mmであるとする。 Applying a mechanical numerical example of the slide bearing 110 according to the embodiment to FIG. 4, for example, it is as follows. First, it is assumed that the shaft diameter (Φ in FIG. 3) of the slide bearing 110 portion is 40 mm so that the overall size can be imagined.

すべり軸受110は、第1のすべり軸受部110aと第2のすべり軸受部110bを含む。第1のすべり軸受部110aは、シャフト112の軸長方向に第1の外側グルーブパターンL1a(例えば幅5mm)と第1の内側グルーブパターンL1b(例えば幅10mm)を含み、これらのグルーブパターンの間に第1のプレーン部L1c(えば幅6mm)を含む。 The plain bearing 110 includes a first plain bearing portion 110a and a second plain bearing portion 110b. The first slide bearing portion 110a includes a first outer groove pattern L1a (for example, width 5 mm) and a first inner groove pattern L1b (for example, width 10 mm) in the axial length direction of the shaft 112, and is between these groove patterns. Includes the first plane portion L1c (for example, width 6 mm).

第2のすべり軸受部110bは、シャフト112の軸長方向に第2の外側グルーブパターンL2a(例えば幅8mm)と第2の内側グルーブパターンL2b(例えば幅16mm)を含み、これらのグルーブパターンの間に第2のプレーン部L2c(例えば幅6mm)を含む。 The second slide bearing portion 110b includes a second outer groove pattern L2a (for example, width 8 mm) and a second inner groove pattern L2b (for example, width 16 mm) in the axial length direction of the shaft 112, and is between these groove patterns. Includes a second plane portion L2c (eg, width 6 mm).

シャフト112の軸長方向に見た場合において、第1の内側グルーブパターンL1bの幅(10mm)は第1の外側グルーブパターンL1aの幅(5mm)より大きく、第2の内側グルーブパターンL2bの幅(16mm)は第2の外側グルーブパターンL2aの幅(8mm)より大きい。 When viewed in the axial length direction of the shaft 112, the width (10 mm) of the first inner groove pattern L1b is larger than the width (5 mm) of the first outer groove pattern L1a, and the width of the second inner groove pattern L2b ( 16 mm) is larger than the width (8 mm) of the second outer groove pattern L2a.

シャフト112の軸長方向に見た場合において、第1の内側グルーブパターンL1bの位置は、第1の外側グルーブパターンL1aの位置よりも回転陽極ターゲット106に近い位置にあり、第2の内側グルーブパターンL2bの位置は第2の外側グルーブパターンL2aの位置よりも回転陽極ターゲット106に近い位置にある。 When viewed in the axial length direction of the shaft 112, the position of the first inner groove pattern L1b is closer to the rotating anode target 106 than the position of the first outer groove pattern L1a, and the second inner groove pattern The position of L2b is closer to the rotating anode target 106 than the position of the second outer groove pattern L2a.

第1のプレーン部L1cの位置は回転陽極ターゲット106からみて第1の内側グルーブパターンL1bの位置よりも離れた(距離D1a)位置にあり、第2のプレーン部L2cの位置は回転陽極ターゲット106からみて第2の内側グルーブパターンL2bの位置よりも離れた(距離D2a)位置にある。ここで、距離D1aは、シャフト112の軸長方向において、回転陽極ターゲット106の第1のプレーン部L1c側の端から第1のプレーン部L1cの中央の位置までの距離である。距離D2aは、シャフト112の軸長方向において、回転陽極ターゲット106の第2のプレーン部L2c側の端から第2のプレーン部L2cの中央の位置までの距離である。 The position of the first plane portion L1c is at a position (distance D1a) away from the position of the first inner groove pattern L1b when viewed from the rotating anode target 106, and the position of the second plane portion L2c is from the rotating anode target 106. It is located at a position farther (distance D2a) than the position of the second inner groove pattern L2b. Here, the distance D1a is the distance from the end of the rotating anode target 106 on the first plane portion L1c side to the central position of the first plane portion L1c in the axial length direction of the shaft 112. The distance D2a is the distance from the end of the rotating anode target 106 on the second plane portion L2c side to the central position of the second plane portion L2c in the axial length direction of the shaft 112.

シャフト112の軸長方向に見た場合において、第1の内側グルーブパターンL1bと第2の内側グルーブパターンL2bの間に、回転陽極ターゲット106の重心Gがくるように構成される。すべり軸受110では、回転陽極ターゲット106を軸支する負荷は、この重心Gの左右に離れて配置されたすべり軸受部110a、110bに分散される。 When viewed in the axial length direction of the shaft 112, the center of gravity G of the rotating anode target 106 is configured to be between the first inner groove pattern L1b and the second inner groove pattern L2b. In the slide bearing 110, the load that pivotally supports the rotary anode target 106 is distributed to the slide bearing portions 110a and 110b arranged apart from each other on the left and right sides of the center of gravity G.

第1の外側グルーブパターンL1aは、シャフト112の軸長方向に垂直な軸に対し第1の回転方向(反時計回り)に第1の角度θ1a(例えば65°)を持つ複数の平行な溝で構成され、第1の内側グルーブパターンL1bは、シャフト112の軸長方向に垂直な軸に対し前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向(時計回り)に第2の角度θ1b(例えば30°)を持つ複数の平行な溝で構成される。 The first outer groove pattern L1a is a plurality of parallel grooves having a first angle θ1a (for example, 65 °) in the first rotation direction (counterclockwise) with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft 112. The first inner groove pattern L1b is configured and has a second angle θ1b (clockwise) in the second rotation direction (clockwise) opposite to the first rotation direction with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft 112. It is composed of a plurality of parallel grooves having (for example, 30 °).

同様に、第2の内側グルーブパターンL2bは、シャフト112の軸長方向に垂直な軸に対し前記第1の回転方向(反時計回り)に第3の角度θ2b(例えば30°)を持つ複数の平行な溝で構成され、第2の外側グルーブパターンL2aは、シャフト112の軸長方向に垂直な軸に対し前記第2の回転方向(時計回り)に第4の角度θ2a(例えば65°)を持つ複数の平行な溝で構成される。 Similarly, the second inner groove pattern L2b has a plurality of third angles θ2b (for example, 30 °) in the first rotation direction (counterclockwise) with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft 112. The second outer groove pattern L2a, which is composed of parallel grooves, has a fourth angle θ2a (for example, 65 °) in the second rotation direction (clockwise) with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft 112. It is composed of multiple parallel grooves.

この実施形態では、ターゲット106から離れた幅狭の外側グルーブパターン(L1a,L2a)の溝角度(θ1a、θ2a)を、ターゲット106に近い幅広の内側グルーブパターン(L1b,L2b)の溝角度(θ1b、θ2b)より大きくしている。逆に言えば、幅狭の外側グルーブパターン(L1a,L2a)の溝角度(θ1a、θ2a)よりも、幅広の内側グルーブパターン(L1b,L2b)の溝角度(θ1b、θ2b)を小さくしている。(具体的には、2倍の幅の違いに対して凡そ2倍の角度の違いを設けている。)一般化していうと、プレーン部(L1cまたはL2c)の左右のグルーブパターン(L1a,L1bまたはL2a,L2b)に関して、各グルーブパターン内の複数溝の幅、深さ、並びピッチ、溝内の表面状態などが均一であるとして、N倍のグルーブパターン幅の増加に対して凡そ1/Nの溝角度減少を設定している。 In this embodiment, the groove angle (θ1a, θ2a) of the narrow outer groove pattern (L1a, L2a) away from the target 106 is set to the groove angle (θ1b) of the wide inner groove pattern (L1b, L2b) close to the target 106. , Θ2b). Conversely, the groove angle (θ1b, θ2b) of the wide inner groove pattern (L1b, L2b) is smaller than the groove angle (θ1a, θ2a) of the narrow outer groove pattern (L1a, L2a). .. (Specifically, a difference in angle of about 2 times is provided for a difference in width of 2 times.) Generally speaking, the left and right groove patterns (L1a, L1b or) of the plane part (L1c or L2c) are provided. Regarding L2a, L2b), assuming that the width, depth, alignment pitch, surface condition in the grooves, etc. of multiple grooves in each groove pattern are uniform, it is approximately 1 / N for an increase in groove pattern width N times. The groove angle reduction is set.

これは、シャフト112の回転に伴い幅狭外側グルーブパターン(L1aまたはL2a)の溝に掻き込まれる液体金属LMの総量と、幅広内側グルーブパターン(L1bまたはL2b)の溝に掻き込まれる液体金属LMの総量を、実質同等とするためである。そうすると、プレーン部(L1cまたはL2c)の左右に設けられた幅の異なるグルーブパターン(L1a,L1bまたはL2a,L2b)の複数溝に掻き込まれる液体金属LMの総量が、プレーン部(L1cまたはL2c)の左右でバランスするようになる。これにより、左右のすべり軸受部110aおよび110b各々における動圧軸受動作が安定する。 This is the total amount of liquid metal LM that is scraped into the groove of the narrow outer groove pattern (L1a or L2a) as the shaft 112 rotates, and the liquid metal LM that is scraped into the groove of the wide inner groove pattern (L1b or L2b). This is to make the total amount of the above substantially the same. Then, the total amount of the liquid metal LM scraped into the multiple grooves of the groove patterns (L1a, L1b or L2a, L2b) having different widths provided on the left and right of the plane portion (L1c or L2c) is the plane portion (L1c or L2c). It will be balanced on the left and right of. As a result, the dynamic pressure bearing operation in each of the left and right slide bearing portions 110a and 110b is stabilized.

図5は、図4の変形例(グルーブパターンの角度違い)を説明する図である。図4ではプレーン部(L1c;L2c)の左右に設けられた幅の異なるグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)の溝角度を変えている(例えば、θ1a=65°、θ1b=30°;θ2a=65°、θ2b=30°)。これに対し、図5では、これらの溝角度を同じにしている(例えば、θ1a=60°、θ1b=60°;θ2a=60°、θ2b=60°)。そうすると、プレーン部(L1cまたはL2c)の左右に設けられた幅の異なるグルーブパターン(L1a,L1bまたはL2a,L2b)の複数溝に掻き込まれる液体金属LMの総量がプレーン部(L1cまたはL2c)の左右でバランスしなくなる。しかし、液体金属掻き込み総量のアンバランスが実用上問題ない程度に小さいとき(例えば、すべり軸受内の何処にも液体金属の枯渇が生じないとき)は、図5のすべり軸受構造でも、回転陽極ターゲット106をその左右のすべり軸受部110a、110bで安定に軸支する設計製作は可能である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a modified example of FIG. 4 (difference in angle of groove pattern). In FIG. 4, the groove angles of the groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2b) having different widths provided on the left and right of the plane portion (L1c; L2c) are changed (for example, θ1a = 65 °, θ1b = 30 °; θ2a = 65 °, θ2b = 30 °). On the other hand, in FIG. 5, these groove angles are the same (for example, θ1a = 60 °, θ1b = 60 °; θ2a = 60 °, θ2b = 60 °). Then, the total amount of the liquid metal LM scraped into the multiple grooves of the groove patterns (L1a, L1b or L2a, L2b) having different widths provided on the left and right of the plane portion (L1c or L2c) is the plane portion (L1c or L2c). It becomes unbalanced on the left and right. However, when the imbalance of the total amount of liquid metal scraped is small enough to be practically acceptable (for example, when the liquid metal is not depleted anywhere in the slide bearing), even in the slide bearing structure of FIG. 5, the rotary anode is used. It is possible to design and manufacture the target 106 in which the left and right slide bearing portions 110a and 110b stably support the shaft.

図6は、図3のすべり軸受構造と図1または図2の回転陽極ターゲット106との関係例(その2:ターゲット106が軸受110bと対向しない例)を説明する図である。図6の構造では、左右のすべり軸受部110a、110bの位置が、図4または図5の構造と比べて、回転陽極ターゲット106の重心Gの位置からより遠くへ等間隔(または同率)にずれている。この等間隔(または同率)な位置ずれにより、回転陽極ターゲット106に対する左右すべり軸受部110a、110bの軸支バランスを維持したまま、回転陽極ターゲット106に対する軸支安定性がより高くなる。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the slide bearing structure of FIG. 3 and the rotary anode target 106 of FIG. 1 or 2 (No. 2: Example of the target 106 not facing the bearing 110b). In the structure of FIG. 6, the positions of the left and right slide bearing portions 110a and 110b are displaced by equal intervals (or the same ratio) farther from the position of the center of gravity G of the rotating anode target 106 as compared with the structure of FIG. 4 or 5. ing. Due to this equidistant (or equal ratio) positional deviation, the axial support stability with respect to the rotary anode target 106 is further improved while maintaining the axial support balance of the left and right slide bearing portions 110a and 110b with respect to the rotary anode target 106.

図6では、回転陽極ターゲット106が内側グルーブパターンL1b,L2bとオーバーラップしていない。このため、プレーン部L1c及びプレーン部L2cは、ターゲット106の熱応力を一層受け難くなる。図4または図5の構造では、オーバーラップ部分が回転陽極ターゲット106からの熱をすべり軸受110のシャフト112側に逃がす熱流路となっている。このような熱流路がない分、図6の構造ではターゲット106に対する冷却能力が落ちるが、それでも、左右のすべり軸受部110a、110bの極薄(図3のg1相当)な液体金属層を介した別の熱流路は確保されている。したがい、回転陽極ターゲット106の発熱状況によっては、図6の構造でも必要十分な冷却性能を持ったすべり軸受110を設計製作可能である。 In FIG. 6, the rotating anode target 106 does not overlap with the inner groove patterns L1b and L2b. Therefore, the plane portion L1c and the plane portion L2c are less likely to receive the thermal stress of the target 106. In the structure of FIG. 4 or 5, the overlap portion is a heat flow path that allows heat from the rotary anode target 106 to escape to the shaft 112 side of the slide bearing 110. Since there is no such heat flow path, the cooling capacity for the target 106 is reduced in the structure of FIG. 6, but even so, the ultra-thin (corresponding to g1 in FIG. 3) liquid metal layers of the left and right plain bearing portions 110a and 110b are interposed. Another heat flow path is secured. Therefore, depending on the heat generation condition of the rotating anode target 106, it is possible to design and manufacture the slide bearing 110 having the necessary and sufficient cooling performance even with the structure of FIG.

図7は、図4の比較例(グルーブパターンの幅違い)を説明する図である。図7の構造では、左右のすべり軸受部110aおよび110bそれぞれにおいて、外側グルーブパターンと内側グルーブパターンの幅が等しく(L1a=L1b;L2a=L2b)外側グルーブパターンと内側グルーブパターンの溝角度が等しく(θ1a=θ1b; θ2a=θ2b)なっている。図7の構造は、回転陽極ターゲット106と内側グルーブパターンL2bの間に、図4または図5と同様なオーバーラップ部分を持ち、このオーバーラップ部分が回転陽極ターゲット106からの熱をすべり軸受110のシャフト112側に逃がす熱流路となっている。図7のすべり軸受構造でも、回転陽極ターゲット106をその左右のすべり軸受部110a、110bで安定に軸支する設計製作は可能である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a comparative example (difference in width of the groove pattern) of FIG. In the structure of FIG. 7, the widths of the outer groove pattern and the inner groove pattern are equal (L1a = L1b; L2a = L2b) in the left and right slide bearing portions 110a and 110b, respectively, and the groove angles of the outer groove pattern and the inner groove pattern are equal (L1a = L1b; L2a = L2b). θ1a = θ1b; θ2a = θ2b). The structure of FIG. 7 has an overlap portion similar to that of FIG. 4 or 5 between the rotary anode target 106 and the inner groove pattern L2b, and this overlap portion heats from the rotary anode target 106 of the plain bearing 110. It is a heat flow path that escapes to the shaft 112 side. Even with the plain bearing structure shown in FIG. 7, it is possible to design and manufacture the rotary anode target 106 so as to be stably pivotally supported by the left and right plain bearing portions 110a and 110b.

図7のプレーン部L1cは、図4や図5のプレーン部L1cと等しい。また、図7のプレーン部L2cは、図4や図5のプレーン部L2cと等しい。
ところで、図7の距離D1aは、図4や図5の距離D1aより短い。同様に、図7の距離D2aは、図4や図5の距離D2aより短い。上記のことから、図7のすべり軸受構造より、図4や図5のすべり軸受構造の方が、プレーン部L1c及びプレーン部L2cは、ターゲット106の熱応力を受け難い。
The plane portion L1c of FIG. 7 is equal to the plane portion L1c of FIGS. 4 and 5. Further, the plane portion L2c in FIG. 7 is equal to the plane portion L2c in FIGS. 4 and 5.
By the way, the distance D1a in FIG. 7 is shorter than the distance D1a in FIGS. 4 and 5. Similarly, the distance D2a in FIG. 7 is shorter than the distance D2a in FIGS. 4 and 5. From the above, the plain portion L1c and the plane portion L2c are less likely to receive the thermal stress of the target 106 in the slide bearing structure of FIGS. 4 and 5 than in the slide bearing structure of FIG. 7.

図8は、他の実施の形態に係るX線管の内部構造の一例を説明する部分断面図である。 FIG. 8 is a partial cross-sectional view illustrating an example of the internal structure of the X-ray tube according to another embodiment.

この実施形態の回転陽極X線管100は、真空容器102と、真空容器102内に収納された回転陽極ターゲット106の構造体と、この構造体を回転自在に軸支するすべり軸受の軸受回転部113と、すべり軸受のシャフト112と同軸的に連結された固定軸118と、回転陽極ターゲット106に向けて電子ビームを放出する陰極104と、真空容器102の外側に設けられ回転磁界を発生するステータコイル11とを備えている。ステータコイルからの磁界を受けるモータロータ115は導電体の外筒15aと磁性体(軟鉄)の内筒15bの積層構造を持ち、コイル11との組み合わせで渦電流型モータを形成している。 The rotary anode X-ray tube 100 of this embodiment includes a vacuum vessel 102, a structure of a rotary anode target 106 housed in the vacuum vessel 102, and a bearing rotating portion of a sliding bearing that rotatably supports the structure. 113, a fixed shaft 118 coaxially connected to the shaft 112 of the sliding bearing, a cathode 104 that emits an electron beam toward the rotating anode target 106, and a stator provided outside the vacuum vessel 102 to generate a rotating magnetic field. It is provided with a coil 11. The motor rotor 115 that receives the magnetic field from the stator coil has a laminated structure of the outer cylinder 15a of the conductor and the inner cylinder 15b of the magnetic material (soft iron), and forms an eddy current type motor in combination with the coil 11.

回転陽極ターゲット106の傘状外面には、電子ビームが衝突する陽極ターゲット層が形成されている。回転陽極ターゲット106および陽極ターゲット層は高融点金属でできており、例えば、モリブデン、タングステン若しくはこれらの各合金が使用されている。 An anode target layer with which an electron beam collides is formed on the umbrella-shaped outer surface of the rotating anode target 106. The rotating anode target 106 and the anode target layer are made of refractory metal, and for example, molybdenum, tungsten or alloys thereof are used.

図8の軸受回転部113の内部に、図3~図7のいずれかに示すようなすべり軸受110の構造を適用することができる。 The structure of the slide bearing 110 as shown in any of FIGS. 3 to 7 can be applied to the inside of the bearing rotating portion 113 of FIG.

本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、第1の内側グルーブパターンL1bの幅が第1の外側グルーブパターンL1aの幅より大きく設定され(L1a<L1b)、かつ、第2の内側グルーブパターンL2bの幅が第2の外側グルーブパターンL2aの幅より大きく設定されている(L2a<L2b)場合、第1の外側グルーブパターンL1aの幅と第2の外側グルーブパターンL2aの幅が等しく(L1a=L2a)、第1の内側グルーブパターンL1bの幅と第2の内側グルーブパターンL2bの幅が等しく(L1b=L2b)ともよい。
Although embodiments of the present invention have been described, the above embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The above-mentioned novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The above embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
For example, the width of the first inner groove pattern L1b is set to be larger than the width of the first outer groove pattern L1a (L1a <L1b), and the width of the second inner groove pattern L2b is the second outer groove pattern L2a. When the width is set larger than (L2a <L2b), the width of the first outer groove pattern L1a and the width of the second outer groove pattern L2a are equal (L1a = L2a), and the width of the first inner groove pattern L1b The width may be equal to the width of the second inner groove pattern L2b (L1b = L2b).

<実施形態のまとめ>
液体金属すべり軸受を有する回転陽極X線管において、すべり軸受の固定シャフト(112)側に設けられたグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)が非対称に構成され、すべり軸受中間に設けられたプレーン部(L1c;L2c)が軸受中心(G)からずれて構成される。これにより、回転陽極ターゲット(106)からの熱応力に起因したすべり軸受回転部(113)の変形による負荷能力低下を緩和し、高耐G性能を持った高冷却型回転陽極X線管を提供する。
<Summary of embodiments>
In a rotary anode X-ray tube having a liquid metal slide bearing, the groove pattern (L1a, L1b; L2a, L2b) provided on the fixed shaft (112) side of the slide bearing is asymmetrically configured and is provided in the middle of the slide bearing. The plane portion (L1c; L2c) is configured to be displaced from the bearing center (G). This alleviates the decrease in load capacity due to the deformation of the sliding bearing rotating portion (113) caused by the thermal stress from the rotating anode target (106), and provides a highly cooled rotating anode X-ray tube with high G resistance. do.

回転陽極ターゲット(106)とすべり軸受回転部(113)が一体的に形成され、回転陽極ターゲット(106)をすべり軸受回転部(113)を介して冷却する回転陽極X線管において、回転陽極ターゲット(106)を支持するために、シャフト(112)に2つの分割されたすべり軸受部(110a,110b)を形成する円筒面が構成されている。シャフト(112)に形成された2つのすべり軸受部(110a,110b)の円筒面には、それぞれ、左右に液体金属を掻きこむための複数溝が形成されたグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)と、この左右グルーブパターンの中間に回転陽極ターゲット(106)を主体的に支持するためのプレーン部(L1c,L2c)が形成されている。回転陽極ターゲット(106)は、このように構成された2つのすべり軸受部(110a,110b)の間に位置するよう構成され、回転陽極ターゲット(106)に発生する熱をすべり軸受部(110a,110b)を介して冷却する高冷却構造となっている。ここで、すべり軸受部(110a,110b)に形成されている左右のグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)のシャフト軸長方向の幅を、回転陽極ターゲット(106)の位置からみて、外側を狭く、内側を広くする。これにより、中間のプレーン部(L1c,L2c)を、幅広な内側グルーブパターンよりも外側に配置する。このような構成において、回転陽極ターゲット(106)が高温で膨張してすべり軸受回転部(113)の中間が膨らみ、回転部(113)内の隙間径が偏心を伴って広がっても、それによる負荷能力低下の防止を図る。そのために、プレーン部(L1c,L2c)を、通常の構成よりもターゲット位置(G)から離して、ターゲット(106)の熱変形の影響を受けない位置に配置する。これにより、高耐G性能を持った高冷却型回転陽極X線管を提供できる。 In a rotating anode X-ray tube in which a rotating anode target (106) and a sliding bearing rotating portion (113) are integrally formed and the rotating anode target (106) is cooled via the sliding bearing rotating portion (113), the rotating anode target In order to support (106), a cylindrical surface forming two divided sliding bearing portions (110a, 110b) is configured on the shaft (112). Groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2a, L1b; L2a, L1b; L1a, L1b; L2b) and a plane portion (L1c, L2c) for independently supporting the rotating anode target (106) are formed between the left and right groove patterns. The rotary anode target (106) is configured to be located between the two slide bearing portions (110a, 110b) configured in this way, and heat generated in the rotary anode target (106) is transferred to the slide bearing portion (110a, 110a, It has a high cooling structure that cools through 110b). Here, the width of the left and right groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2b) formed in the slide bearing portions (110a, 110b) in the shaft axial length direction is outside when viewed from the position of the rotary anode target (106). Narrow and wide inside. As a result, the intermediate plane portion (L1c, L2c) is arranged outside the wide inner groove pattern. In such a configuration, even if the rotating anode target (106) expands at a high temperature, the middle of the sliding bearing rotating portion (113) swells, and the gap diameter in the rotating portion (113) expands with eccentricity, it is caused by this. Prevent a decrease in load capacity. Therefore, the plane portion (L1c, L2c) is arranged at a position that is not affected by the thermal deformation of the target (106), which is farther from the target position (G) than the normal configuration. This makes it possible to provide a highly cooled rotary anode X-ray tube having high G resistance.

この発明の実施形態に係るすべり軸受構造を用いた回転陽極X線管は、各種のX線システムに適用可能である。例えば、X線ステレオ撮影システムやX線ステレオシネ撮影システム、ステレオパルス透視システム等の各種のシステムに適用可能である。 The rotating anode X-ray tube using the slide bearing structure according to the embodiment of the present invention can be applied to various X-ray systems. For example, it can be applied to various systems such as an X-ray stereo radiography system, an X-ray stereo cine radiography system, and a stereo pulse fluoroscopy system.

この発明の実施形態に係るすべり軸受構造によれば、高温になる回転体を冷却しつつ軸支し、かつ耐G性能を併せ持つすべり軸受を提供できる。高温になる回転体は、必ずしもX線を発生するターゲットには限定されず、例えば機械加工時の摩擦熱で高温となるドリル(あるいは回転砥石)の冷却軸支にも応用できる。この発明の実施形態に係るすべり軸受構造をドリル等の冷却軸支に応用する場合は、その軸受構造を真空容器に収納しなくてもよい。 According to the slide bearing structure according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a slide bearing that supports a rotating body that becomes hot while cooling and has G resistance. The rotating body that becomes hot is not necessarily limited to the target that generates X-rays, and can be applied to, for example, the cooling shaft support of a drill (or a rotary grindstone) that becomes hot due to frictional heat during machining. When the slide bearing structure according to the embodiment of the present invention is applied to a cooling shaft support such as a drill, the bearing structure does not have to be housed in a vacuum container.

<実施形態の要点>
実施形態に係るすべり軸受構造によれば、すべり軸受部(110a,110b)のプレーン部(L1c,L2c)を高温となる回転陽極ターゲット(106)から離すことが可能となり、耐G性能の低下を防止することができる。
<Points of the embodiment>
According to the slide bearing structure according to the embodiment, the plain parts (L1c, L2c) of the slide bearing parts (110a, 110b) can be separated from the rotating anode target (106) which becomes a high temperature, and the G resistance performance is deteriorated. Can be prevented.

また、回転陽極ターゲット(106)に近い側のグルーブグルーブパターン(L1b;LL2b)でも、熱を通しやすい潤滑剤としての液体金属を介して、回転陽極ターゲット(106)からの熱を逃がすことが可能である。すなわち、耐G性能と高冷却機能を両立できる。 Further, even in the groove groove pattern (L1b; LL2b) on the side close to the rotating anode target (106), it is possible to release the heat from the rotating anode target (106) via the liquid metal as a lubricant that easily conducts heat. Is. That is, both G-resistant performance and high cooling function can be achieved.

なお、グルーブパターン(L1a,L1bまたはL2a,L2b)の形状を左右非対称とした場合、液体金属の描きこみ量が変わるため、液体金属が掻き込み量の少ない側に移動して液体金属が軸受内で偏在する恐れがある。その結果、すべり軸受部(110a,110b)内の一部で液体金属が枯渇して、すべり軸受けの機能が阻害され得る。この問題に対しては、シャフトの軸方向で幅の狭い、陽極ターゲットから離れた側のグルーブパターン(L1a,L2a)の溝の掻き込み角度(θ1a,θ2a)を、陽極ターゲットに近い側の幅広グルーブパターン(L1b,L2b)の溝の掻き込み角度(θ1b,θ2b)より大きくし、左右のグルーブパターン(L1b,L2b)の液体金属掻き込み量を同一とする方法を提案する。計算では、たとえばグルーブパターンの軸方向の幅を2倍としたとき、掻き込み角度を2倍以上に大きくすることにより、掻き込み量を同一にできることが分かっており、このような構成により前記問題に対処可能である。 If the shape of the groove pattern (L1a, L1b or L2a, L2b) is asymmetrical, the amount of liquid metal drawn will change, so the liquid metal will move to the side with the smaller amount of scraping and the liquid metal will move into the bearing. There is a risk of uneven distribution. As a result, the liquid metal may be depleted in a part of the slide bearing portions (110a, 110b), and the function of the slide bearing may be impaired. To solve this problem, the groove scratching angle (θ1a, θ2a) of the groove pattern (L1a, L2a) on the side away from the anode target, which is narrow in the axial direction of the shaft, is widened on the side close to the anode target. We propose a method of making the groove pattern (L1b, L2b) larger than the groove scraping angle (θ1b, θ2b) and making the liquid metal scraping amount of the left and right groove patterns (L1b, L2b) the same. In the calculation, for example, when the axial width of the groove pattern is doubled, it is known that the scraping amount can be made the same by doubling the scraping angle or more. Can be dealt with.

<出願当初請求項に対応する付記>
[1] 一実施の形態に係るすべり軸受構造は、シャフト(112)と、このシャフトより高温になるターゲット(106)をこのシャフトに回転可能に軸支する構造を持つ。このすべり軸受構造において、前記シャフト(112)は、このシャフトの軸長方向に複数のグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)を持つすべり軸受(110)を備える。
<Additional notes corresponding to the initial claims>
[1] The slide bearing structure according to the embodiment has a structure in which a shaft (112) and a target (106) having a temperature higher than that of the shaft are rotatably supported by the shaft. In this plain bearing structure, the shaft (112) includes a plain bearing (110) having a plurality of groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2b) in the axial length direction of the shaft.

前記すべり軸受(110)を構成する複数の軸受部(110a,110b)の1つ(例えば110a)は、前記シャフトの軸長方向に外側グルーブパターン(L1a)と内側グルーブパターン(L1b)を含み、これらのグルーブパターンの間にプレーン部(L1c)を含む。 One of the plurality of bearing portions (110a, 110b) constituting the slide bearing (110) (for example, 110a) includes an outer groove pattern (L1a) and an inner groove pattern (L1b) in the axial length direction of the shaft. A plain portion (L1c) is included between these groove patterns.

前記シャフト(112)の軸長方向に見た場合において、前記内側グルーブパターン(L1b)の幅は前記外側グルーブパターン(L1a)の幅より大きく、前記内側グルーブパターン(L1b)の位置は前記外側グルーブパターン(L1a)の位置よりも前記ターゲット(106)に近い位置にある。そして、前記プレーン部(L1c)の位置が、前記ターゲット(106)からみて前記内側グルーブパターン(L1b)の位置よりも離れた(例えばD1a離れた)位置にくるように構成される。 When viewed in the axial length direction of the shaft (112), the width of the inner groove pattern (L1b) is larger than the width of the outer groove pattern (L1a), and the position of the inner groove pattern (L1b) is the outer groove. It is closer to the target (106) than the position of the pattern (L1a). Then, the position of the plane portion (L1c) is configured to be at a position farther (for example, D1a away) than the position of the inner groove pattern (L1b) with respect to the target (106).

[2] 他の実施形態に係るすべり軸受構造は、シャフト(112)と、このシャフトより高温になるターゲット(106)をこのシャフトに回転可能に軸支する構造を持つ。このすべり軸受構造において、前記シャフト(112)は、このシャフトの軸長方向に複数のグルーブパターン(L1a,L1b;L2a,L2b)を持つすべり軸受(110)を備える。このすべり軸受(110)は、第1のすべり軸受部(110a)および第2のすべり軸受部(110b)を含む。 [2] The slide bearing structure according to another embodiment has a structure in which a shaft (112) and a target (106) having a higher temperature than the shaft are rotatably supported on the shaft. In this plain bearing structure, the shaft (112) includes a plain bearing (110) having a plurality of groove patterns (L1a, L1b; L2a, L2b) in the axial length direction of the shaft. The plain bearing (110) includes a first plain bearing portion (110a) and a second plain bearing portion (110b).

前記第1のすべり軸受部(110a)は、前記シャフトの軸長方向に第1の外側グルーブパターン(L1a)と第1の内側グルーブパターン(L1b)を含み、これらのグルーブパターンの間に第1のプレーン部(L1c)を含む。また、前記第2のすべり軸受部(110b)は、前記シャフトの軸長方向に第2の外側グルーブパターン(L2a)と第2の内側グルーブパターン(L2b)を含み、これらのグルーブパターンの間に第2のプレーン部(L2c)を含む。 The first slide bearing portion (110a) includes a first outer groove pattern (L1a) and a first inner groove pattern (L1b) in the axial length direction of the shaft, and a first among these groove patterns. Includes the plain part (L1c) of. Further, the second slide bearing portion (110b) includes a second outer groove pattern (L2a) and a second inner groove pattern (L2b) in the axial length direction of the shaft, and is between these groove patterns. Includes a second plane portion (L2c).

前記シャフト(112)の軸長方向に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターン(L1b)の幅は前記第1の外側グルーブパターン(L1a)の幅より大きく、前記第2の内側グルーブパターン(L2b)の幅は前記第2の外側グルーブパターン(L2a)の幅より大きい。また、前記シャフト(112)の軸長方向に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターン(L1b)の位置は前記第1の外側グルーブパターン(L1a)の位置よりも前記ターゲット(106)に近い位置にあり、前記第2の内側グルーブパターン(L2b)の位置は前記第2の外側グルーブパターン(L2a)の位置よりも前記ターゲット(106)に近い位置にある。 When viewed in the axial length direction of the shaft (112), the width of the first inner groove pattern (L1b) is larger than the width of the first outer groove pattern (L1a), and the width of the second inner groove pattern (L1a) is larger than the width of the first outer groove pattern (L1a). The width of (L2b) is larger than the width of the second outer groove pattern (L2a). Further, when viewed in the axial length direction of the shaft (112), the position of the first inner groove pattern (L1b) is closer to the target (106) than the position of the first outer groove pattern (L1a). The position of the second inner groove pattern (L2b) is closer to the target (106) than the position of the second outer groove pattern (L2a).

前記第1のプレーン部(L1c)の位置は前記ターゲット(106)からみて前記第1の内側グルーブパターン(L1b)の位置よりも離れた(D1a)位置にあり、前記第2のプレーン部(L2c)の位置は前記ターゲット(106)からみて前記第2の内側グルーブパターン(L2b)の位置よりも離れた(D2a)位置にある。そして、前記シャフト(112)の軸長方向に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターン(L1b)と前記第2の内側グルーブパターン(L2b)の間に、前記ターゲット(106)の重心(G;図4~図7)がくるように構成される。 The position of the first plane portion (L1c) is at a position (D1a) away from the position of the first inner groove pattern (L1b) with respect to the target (106), and the position of the second plane portion (L2c) is located. ) Is located at the position (D2a) farther from the position of the second inner groove pattern (L2b) with respect to the target (106). Then, when viewed in the axial length direction of the shaft (112), the center of gravity (106) of the target (106) is located between the first inner groove pattern (L1b) and the second inner groove pattern (L2b). G; It is configured so that FIGS. 4 to 7) come.

[3] [1]のすべり軸受構造では、前記外側グルーブパターン(L1a)は前記シャフト(112)の軸長方向に垂直な軸に対し第1の回転方向(反時計回り)に第1の角度(θ1a)を持つ複数の溝で構成され、前記内側グルーブパターン(L1b)は前記シャフト(112)の軸長方向に垂直な軸に対し前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向(時計回り)に第2の角度(θ1b)を持つ複数の溝で構成される。 [3] In the slide bearing structure of [1], the outer groove pattern (L1a) has a first angle in the first rotation direction (counterclockwise) with respect to an axis perpendicular to the axial length direction of the shaft (112). It is composed of a plurality of grooves having (θ1a), and the inner groove pattern (L1b) has a second rotation direction opposite to the first rotation direction with respect to an axis perpendicular to the axial length direction of the shaft (112). It is composed of a plurality of grooves having a second angle (θ1b) (clockwise).

前記シャフト(112)の軸長方向(プレーン部の軸径φは、例えば40mm)に見た場合において、前記内側グルーブパターン(L1b)の幅(例えば8mm~10mm)が前記外側グルーブパターン(L1a)の幅(例えば5mm~8mm)より大きく設定され(L1a<L1b)、前記第1の角度(θ1a;例えば60°~65°)が前記第2の角度(θ1b;例えば30°~60°)以上に設定される(θ1b≦θ1a)。 When viewed in the axial length direction of the shaft (112) (the shaft diameter φ of the plane portion is, for example, 40 mm), the width (for example, 8 mm to 10 mm) of the inner groove pattern (L1b) is the outer groove pattern (L1a). Is set to be larger than the width of (for example, 5 mm to 8 mm) (L1a <L1b), and the first angle (θ1a; for example, 60 ° to 65 °) is equal to or larger than the second angle (θ1b; for example, 30 ° to 60 °). Is set to (θ1b ≤ θ1a).

[4] [2]のすべり軸受構造では、前記第1の外側グルーブパターン(L1a)は前記シャフト(112)の軸長方向に垂直な軸に対し第1の回転方向(反時計回り)に第1の角度(θ1a)を持つ複数の溝で構成され、前記第1の内側グルーブパターン(L1b)は前記シャフト(112)の軸長方向に垂直な軸に対し前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向(時計回り)に第2の角度(θ1b)を持つ複数の溝で構成される。 [4] In the slide bearing structure of [2], the first outer groove pattern (L1a) is the first in the rotation direction (counterclockwise) with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft (112). It is composed of a plurality of grooves having an angle of 1 (θ1a), and the first inner groove pattern (L1b) is opposite to the first rotation direction with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft (112). It is composed of a plurality of grooves having a second angle (θ1b) in the second rotation direction (clockwise) of the above.

また、前記第2の内側グルーブパターン(L2b)は前記シャフト(112)の軸長方向に垂直な軸に対し前記第1の回転方向(反時計回り)に第3の角度(θ2b)を持つ複数の溝で構成され、前記第2の外側グルーブパターン(L2a)は前記シャフト(112)の軸長方向に垂直な軸に対し前記第2の回転方向(時計回り)に第4の角度(θ2a)を持つ複数の溝で構成される。 Further, the second inner groove pattern (L2b) has a plurality of angles (θ2b) in the first rotation direction (counterclockwise) with respect to the axis perpendicular to the axial length direction of the shaft (112). The second outer groove pattern (L2a) is a fourth angle (θ2a) in the second rotation direction (clockwise) with respect to an axis perpendicular to the axial length direction of the shaft (112). Consists of multiple grooves with.

前記シャフト(112)の軸長方向(第1および第2プレーン部の軸径φは、例えば40mm)に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターン(L1b)の幅(例えば8mm~10mm)が前記第1の外側グルーブパターン(L1a)の幅(例えば5mm~8mm)より大きく設定され(L1a<L1b)、前記第2の内側グルーブパターン(L2b)の幅(例えば12mm~16mm)が前記第2の外側グルーブパターン(L2a)の幅(例えば8mm~12mm)より大きく設定され(L2a<L2b)、前記第1の角度(θ1a;例えば60°~65°)が前記第2の角度(θ1b;例えば30°~60°)以上に設定され(θ1b≦θ1a)、前記第4の角度(θ2a;例えば60°~65°)が前記第3の角度(θ2b;例えば30°~60°)以上に設定される(θ1b≦θ1a)。 The width (for example, 8 mm to 10 mm) of the first inner groove pattern (L1b) when viewed in the axial length direction of the shaft (112) (the shaft diameter φ of the first and second plane portions is, for example, 40 mm). Is set larger than the width of the first outer groove pattern (L1a) (for example, 5 mm to 8 mm) (L1a <L1b), and the width of the second inner groove pattern (L2b) is set to be larger than the width (for example, 12 mm to 16 mm). The width of the outer groove pattern (L2a) of 2 is set to be larger than the width (for example, 8 mm to 12 mm) (L2a <L2b), and the first angle (θ1a; for example, 60 ° to 65 °) is the second angle (θ1b; For example, it is set to be 30 ° to 60 ° or more (θ1b ≦ θ1a), and the fourth angle (θ2a; for example, 60 ° to 65 °) is set to the third angle (θ2b; for example, 30 ° to 60 °) or more. It is set (θ1b ≤ θ1a).

[5] [1]~[4]のすべり軸受構造では、
前記シャフトが内部に挿通され前記ターゲットと一体に形成された軸受回転部と、
前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間に存在する液体金属(LM)とをさらに備え、
前記シャフト(112)の表面のうち、前記ターゲット(106)の重心(G)を含むエリア(例えば幅La1のエリア)における前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間(g2:例えば100μm)が、前記すべり軸受(110)を構成する複数の軸受部(110a,110b)の1つ(例えば110a)のエリアにおける前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間(g1:例えば10μm)よりも大きい。
[5] In the slide bearing structures of [1] to [4],
A bearing rotating portion formed integrally with the target by inserting the shaft into the inside,
Further comprising a liquid metal (LM) present in the gap between the shaft and the bearing rotating portion.
On the surface of the shaft (112), a gap (g2: for example, 100 μm) between the shaft and the bearing rotating portion in an area including the center of gravity (G) of the target (106) (for example, an area having a width La1) is provided. , Larger than the gap (g1: eg 10 μm) between the shaft and the bearing rotating portion in the area of one (eg 110a) of the plurality of bearing portions (110a, 110b) constituting the slide bearing (110). ..

[6] [1]~[5]のすべり軸受構造は、回転する前記ターゲット(106)に電子ビームを衝突させてX線を発生するX線管において、前記ターゲットの回転軸支に適用できる。 [6] The slide bearing structures of [1] to [5] can be applied to the rotating shaft support of the target in an X-ray tube that generates X-rays by colliding an electron beam with the rotating target (106).

[7] 一実施の形態に係る回転陽極X線管(100)は、回転する陽極ターゲット(106)と、この陽極ターゲット(106)に電子ビームを衝突させる陰極(104)を具備する。このX線管(100)において、前記陽極ターゲット(106)は、すべり軸受のシャフト(112)に形成された2つのすべり軸受部(110a、110b)の間に回転可能に軸支される。 [7] The rotating anode X-ray tube (100) according to the embodiment includes a rotating anode target (106) and a cathode (104) that causes an electron beam to collide with the anode target (106). In this X-ray tube (100), the anode target (106) is rotatably supported between two slide bearing portions (110a, 110b) formed on the shaft (112) of the slide bearing.

前記2つのすべり軸受部(110a、110b)各々は、外側グルーブパターン(L1a,L2a)と内側グルーブパターン(L1b,L2b)とこれらのグルーブパターンの間にプレーン部(L1c,L2c)を持つ。 Each of the two plain bearing portions (110a, 110b) has an outer groove pattern (L1a, L2a), an inner groove pattern (L1b, L2b), and a plain portion (L1c, L2c) between these groove patterns.

前記内側グルーブパターン(L1b,L2b)の存在により前記プレーン部(L1c,L2c)が前記陽極ターゲット(106)から離れる(D1a,D2aまたはD1b,D2b)ように構成され、前記陽極ターゲット(106)からの熱を前記2つのすべり軸受部(110a、110b)の少なくとも一方を介して前記シャフト(112)側に放熱するように構成する。 The plain portion (L1c, L2c) is configured to separate from the anode target (106) (D1a, D2a or D1b, D2b) due to the presence of the inner groove pattern (L1b, L2b), and from the anode target (106). Is configured to dissipate heat to the shaft (112) side via at least one of the two slide bearing portions (110a, 110b).

[8] [7]の回転陽極X線管(100)では、前記シャフト(112)の軸長方向にみて前記内側グルーブパターン(L1b,L2b)の幅を前記外側グルーブパターン(L1a,L2a)の幅より大きくし、前記外側グルーブパターン(L1a,L2a)の溝角度(60°~65°)を前記内側グルーブパターン(L1b,L2b)の溝角度(30°~60°)以上とする。 [8] In the rotary anode X-ray tube (100) of [7], the width of the inner groove pattern (L1b, L2b) is the width of the outer groove pattern (L1a, L2a) when viewed in the axial length direction of the shaft (112). It is made larger than the width, and the groove angle (60 ° to 65 °) of the outer groove pattern (L1a, L2a) is set to be equal to or larger than the groove angle (30 ° to 60 °) of the inner groove pattern (L1b, L2b).

100…X線管;102…真空容器;104…電子銃(陰極);106…回転陽極ターゲット;110…すべり軸受;110a、110b…左右のすべり軸受部;111…モータステータ;112…すべり軸受のシャフト;113…軸受回転部;115…モータロータ。 100 ... X-ray tube; 102 ... Vacuum container; 104 ... Electron gun (cathode); 106 ... Rotating anode target; 110 ... Slide bearings; 110a, 110b ... Left and right slide bearings; 111 ... Motor stator; 112 ... Slide bearings Shaft; 113 ... Bearing rotating part; 115 ... Motor rotor.

Claims (5)

シャフトと、このシャフトより高温になるターゲットをこのシャフトに回転可能に軸支するすべり軸受構造において、
前記シャフトが内部に挿通され前記ターゲットと一体に形成された軸受回転部と、
前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間に存在する液体金属とをさらに備え、
前記シャフトは、このシャフトの軸長方向に複数のグルーブパターンを持つすべり軸受を備え、
前記すべり軸受を構成する複数の軸受部の1つは、前記シャフトの軸長方向に外側グルーブパターンと内側グルーブパターンを含み、これらのグルーブパターンの間にプレーン部を含み、
前記シャフトの軸長方向に見た場合において、前記内側グルーブパターンの幅は前記外側グルーブパターンの幅より大きく、前記内側グルーブパターンの位置は前記外側グルーブパターンの位置よりも前記ターゲットに近い位置にあり、
前記プレーン部の位置が前記ターゲットからみて前記内側グルーブパターンの位置よりも離れた位置にくるように構成され、
前記外側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第1の角度をなす複数の溝で構成され、
前記内側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第2の角度をなす複数の溝で構成され、
各々の前記溝の方向は、前記シャフトの回転に伴い、前記液体金属が前記プレーン部に掻き込まれる方向であり、
前記第1の角度は前記第2の角度以上に設定されている、
すべり軸受構造。
In a plain bearing structure that rotatably supports a shaft and a target that is hotter than this shaft on this shaft.
A bearing rotating portion formed integrally with the target by inserting the shaft into the inside,
Further comprising a liquid metal present in the gap between the shaft and the bearing rotating portion.
The shaft comprises a plain bearing having a plurality of groove patterns in the axial length direction of the shaft.
One of the plurality of bearing portions constituting the slide bearing includes an outer groove pattern and an inner groove pattern in the axial length direction of the shaft, and includes a plane portion between these groove patterns.
When viewed in the axial length direction of the shaft, the width of the inner groove pattern is larger than the width of the outer groove pattern, and the position of the inner groove pattern is closer to the target than the position of the outer groove pattern. ,
The position of the plane portion is configured to be farther from the position of the inner groove pattern when viewed from the target.
The outer groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft, which form a first angle with the axial direction of the shaft.
The inner groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft, which form a second angle with the axial direction of the shaft.
The direction of each of the grooves is the direction in which the liquid metal is scraped into the plane portion as the shaft rotates.
The first angle is set to be equal to or higher than the second angle.
Plain bearing structure.
シャフトと、このシャフトより高温になるターゲットをこのシャフトに回転可能に軸支するすべり軸受構造において、
前記シャフトが内部に挿通され前記ターゲットと一体に形成された軸受回転部と、
前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間に存在する液体金属とをさらに備え、
前記シャフトは、このシャフトの軸長方向に複数のグルーブパターンを持つすべり軸受を備え、
前記すべり軸受は第1のすべり軸受部および第2のすべり軸受部を含み、
前記第1のすべり軸受部は、前記シャフトの軸長方向に第1の外側グルーブパターンと第1の内側グルーブパターンを含み、これらのグルーブパターンの間に第1のプレーン部を含み、
前記第2のすべり軸受部は、前記シャフトの軸長方向に第2の外側グルーブパターンと第2の内側グルーブパターンを含み、これらのグルーブパターンの間に第2のプレーン部を含み、
前記シャフトの軸長方向に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターンの幅は前記第1の外側グルーブパターンの幅より大きく、前記第2の内側グルーブパターンの幅は前記第2の外側グルーブパターンの幅より大きく、
前記シャフトの軸長方向に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターンの位置は前記第1の外側グルーブパターンの位置よりも前記ターゲットに近い位置にあり、前記第2の内側グルーブパターンの位置は前記第2の外側グルーブパターンの位置よりも前記ターゲットに近い位置にあり、
前記第1のプレーン部の位置は前記ターゲットからみて前記第1の内側グルーブパターンの位置よりも離れた位置にあり、
前記第2のプレーン部の位置は前記ターゲットからみて前記第2の内側グルーブパターンの位置よりも離れた位置にあり、
前記シャフトの軸長方向に見た場合において、前記第1の内側グルーブパターンと前記第2の内側グルーブパターンの間に、前記ターゲットの重心がくるように構成され、
前記第1の外側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第1の角度をなす複数の溝で構成され、
前記第1の内側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第2の角度をなす複数の溝で構成され、
前記第2の内側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第3の角度をなす複数の溝で構成され、
前記第2の外側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第4の角度をなす複数の溝で構成され、
前記第1のすべり軸受部の各々の前記溝の方向は、前記シャフトの回転に伴い、前記液体金属が前記第1のプレーン部に掻き込まれる方向であり、
前記第2のすべり軸受部の各々の前記溝の方向は、前記シャフトの回転に伴い、前記液体金属が前記第2のプレーン部に掻き込まれる方向であり、
前記第1の角度は前記第2の角度以上に設定され、
前記第4の角度は前記第3の角度以上に設定されている、
すべり軸受構造。
In a plain bearing structure that rotatably supports a shaft and a target that is hotter than this shaft on this shaft.
A bearing rotating portion formed integrally with the target by inserting the shaft into the inside,
Further comprising a liquid metal present in the gap between the shaft and the bearing rotating portion.
The shaft comprises a plain bearing having a plurality of groove patterns in the axial length direction of the shaft.
The plain bearing includes a first plain bearing portion and a second plain bearing portion.
The first slide bearing portion includes a first outer groove pattern and a first inner groove pattern in the axial length direction of the shaft, and includes a first plane portion between these groove patterns.
The second plain bearing portion includes a second outer groove pattern and a second inner groove pattern in the axial length direction of the shaft, and includes a second plane portion between these groove patterns.
When viewed in the axial length direction of the shaft, the width of the first inner groove pattern is larger than the width of the first outer groove pattern, and the width of the second inner groove pattern is the width of the second outer groove. Larger than the width of the pattern,
When viewed in the axial length direction of the shaft, the position of the first inner groove pattern is closer to the target than the position of the first outer groove pattern, and the position of the second inner groove pattern is located. Is closer to the target than the position of the second outer groove pattern.
The position of the first plane portion is located at a position farther from the position of the first inner groove pattern with respect to the target.
The position of the second plane portion is located at a position farther from the position of the second inner groove pattern with respect to the target.
When viewed in the axial length direction of the shaft, the center of gravity of the target is configured to be between the first inner groove pattern and the second inner groove pattern.
The first outer groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft at a first angle with the axial direction of the shaft.
The first inner groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft at a second angle with the axial direction of the shaft.
The second inner groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft at a third angle with the axial direction of the shaft.
The second outer groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft at a fourth angle with the axial direction of the shaft.
The direction of each of the grooves in the first slide bearing portion is the direction in which the liquid metal is scraped into the first plane portion as the shaft rotates.
The direction of each of the grooves in the second slide bearing portion is the direction in which the liquid metal is scraped into the second plane portion as the shaft rotates.
The first angle is set to be equal to or higher than the second angle.
The fourth angle is set to be equal to or higher than the third angle.
Plain bearing structure.
請求項1または請求項2に記載のすべり軸受構造において、
前記シャフトの表面のうち、前記ターゲットの重心を含むエリアにおける前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間が、前記すべり軸受を構成する複数の軸受部の1つのエリアにおける前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間よりも大きい。
In the slide bearing structure according to claim 1 or 2.
In the surface of the shaft, the gap between the shaft and the bearing rotating portion in the area including the center of gravity of the target is the shaft and the bearing rotation in one area of the plurality of bearing portions constituting the slide bearing. It is larger than the gap between the bearings.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のすべり軸受構造を用い、回転する前記ターゲットに電子ビームを衝突させてX線を発生するように構成したX線管。 An X-ray tube using the slide bearing structure according to any one of claims 1 to 3 and configured to generate X-rays by colliding an electron beam with the rotating target. 回転する陽極ターゲットと、この陽極ターゲットに電子ビームを衝突させる陰極と、軸受回転部と、液体金属と、を具備するX線管において、
前記陽極ターゲットは、すべり軸受のシャフトに形成された2つのすべり軸受部の間に回転可能に軸支され、
前記2つのすべり軸受部各々は、外側グルーブパターンと内側グルーブパターンとこれらのグルーブパターンの間にプレーン部を持ち、
各々の前記すべり軸受部において、前記シャフトの軸長方向に見た場合、前記内側グルーブパターンの位置は前記外側グルーブパターンの位置よりも前記陽極ターゲットに近い位置にあり、
各々の前記すべり軸受部において、前記プレーン部の位置は前記陽極ターゲットからみて前記内側グルーブパターンの位置よりも離れた位置にあり、
前記陽極ターゲットからの熱を前記2つのすべり軸受部を介して前記シャフト側に放熱するように構成し、
前記軸受回転部は、前記シャフトが内部に挿通され前記陽極ターゲットと一体に形成され、
前記液体金属は、前記シャフトと前記軸受回転部との間の隙間に存在し、
各々の前記すべり軸受部において、前記シャフトの軸長方向に見た場合、前記内側グルーブパターンの幅は前記外側グルーブパターンの幅より大きく、
前記2つのすべり軸受部のうち一方のすべり軸受部において、
前記外側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第1の角度をなす複数の溝で構成され、
前記内側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第2の角度をなす複数の溝で構成され、
前記2つのすべり軸受部のうち他方のすべり軸受部において、
前記内側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第3の角度をなす複数の溝で構成され、
前記外側グルーブパターンは、前記シャフトの表面において前記シャフトの軸方向と第4の角度をなす複数の溝で構成され、
前記一方のすべり軸受部の各々の前記溝の方向は、前記シャフトの回転に伴い、前記液体金属が前記一方のすべり軸受部の前記プレーン部に掻き込まれる方向であり、
前記他方のすべり軸受部の各々の前記溝の方向は、前記シャフトの回転に伴い、前記液体金属が前記他方のすべり軸受部の前記プレーン部に掻き込まれる方向であり、
前記第1の角度は前記第2の角度以上に設定され、
前記第4の角度は前記第3の角度以上に設定されている、
回転陽極X線管。
In an X-ray tube comprising a rotating anode target, a cathode that causes an electron beam to collide with the anode target, a bearing rotating portion, and a liquid metal.
The anode target is rotatably supported between two slide bearing portions formed on the shaft of the slide bearing.
Each of the two plain bearing portions has a plain portion between the outer groove pattern, the inner groove pattern, and these groove patterns.
In each of the plain bearing portions, the position of the inner groove pattern is closer to the anode target than the position of the outer groove pattern when viewed in the axial length direction of the shaft.
In each of the plain bearing portions, the position of the plane portion is located at a position farther from the position of the inner groove pattern with respect to the anode target.
The heat from the anode target is configured to be dissipated to the shaft side via the two slide bearing portions.
The bearing rotating portion is formed integrally with the anode target by inserting the shaft inside.
The liquid metal exists in the gap between the shaft and the bearing rotating portion, and is present.
In each of the plain bearing portions, the width of the inner groove pattern is larger than the width of the outer groove pattern when viewed in the axial length direction of the shaft.
In the slide bearing portion of one of the two slide bearing portions,
The outer groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft, which form a first angle with the axial direction of the shaft.
The inner groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft, which form a second angle with the axial direction of the shaft.
In the other slide bearing portion of the two slide bearing portions,
The inner groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft at a third angle with the axial direction of the shaft.
The outer groove pattern is composed of a plurality of grooves on the surface of the shaft at a fourth angle with the axial direction of the shaft.
The direction of each of the grooves in the one slide bearing portion is the direction in which the liquid metal is scraped into the plane portion of the one slide bearing portion as the shaft rotates.
The direction of each of the grooves in the other slide bearing portion is the direction in which the liquid metal is scraped into the plane portion of the other slide bearing portion as the shaft rotates.
The first angle is set to be equal to or higher than the second angle.
The fourth angle is set to be equal to or higher than the third angle.
Rotating anode X-ray tube.
JP2017140346A 2017-07-19 2017-07-19 Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure Active JP7070976B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017140346A JP7070976B2 (en) 2017-07-19 2017-07-19 Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017140346A JP7070976B2 (en) 2017-07-19 2017-07-19 Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019021546A JP2019021546A (en) 2019-02-07
JP7070976B2 true JP7070976B2 (en) 2022-05-18

Family

ID=65353401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017140346A Active JP7070976B2 (en) 2017-07-19 2017-07-19 Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7070976B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081028A (en) 1998-09-03 2000-03-21 Nippon Seiko Kk Dynamic pressure bearing device for fan motor
JP2005078918A (en) 2003-08-29 2005-03-24 Toshiba Corp Rotary anode type x-ray tube
JP2005321005A (en) 2004-05-07 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bearing device and motor using it
JP2011060517A (en) 2009-09-08 2011-03-24 Toshiba Corp Rotating anode x-ray tube and rotating anode x-ray tube assembly
JP2014170677A (en) 2013-03-04 2014-09-18 Toshiba Electron Tubes & Devices Co Ltd Rotating anode X-ray tube
US20140355743A1 (en) 2013-05-31 2014-12-04 General Electric Company Liquid bearing assembly and method of constructing same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081028A (en) 1998-09-03 2000-03-21 Nippon Seiko Kk Dynamic pressure bearing device for fan motor
JP2005078918A (en) 2003-08-29 2005-03-24 Toshiba Corp Rotary anode type x-ray tube
JP2005321005A (en) 2004-05-07 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Bearing device and motor using it
JP2011060517A (en) 2009-09-08 2011-03-24 Toshiba Corp Rotating anode x-ray tube and rotating anode x-ray tube assembly
JP2014170677A (en) 2013-03-04 2014-09-18 Toshiba Electron Tubes & Devices Co Ltd Rotating anode X-ray tube
US20140355743A1 (en) 2013-05-31 2014-12-04 General Electric Company Liquid bearing assembly and method of constructing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019021546A (en) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8582722B2 (en) Rotary anode X-ray tube
EP3146219B1 (en) A hydrodynamic bearing, an x-ray tube, an x-ray system, and a method for manufacturing a hydrodynamic bearing
EP0496945A1 (en) Rotary-anode type x-ray tube
JP7309745B2 (en) Rotating anode for X-ray sources
US10468223B2 (en) System and method for reducing relative bearing shaft deflection in an X-ray tube
EP0138042B2 (en) Thermally compensated x-ray tube bearings
JP6091930B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP7070976B2 (en) Plain bearing structure and rotating anode X-ray tube using this bearing structure
US20230018791A1 (en) Sliding bearing unit and rotary anode type x-ray tube
US20170084420A1 (en) Rotary-anode type x-ray tube
US7215740B2 (en) Rotary anode type X-ray tube
JP2009238476A (en) Rotary anode type x-ray tube
JP2001357807A (en) Compliant joint having coupling member to join dissimilar metals x-ray tube
CN112739919B (en) Self-lubricating sliding bearing
JP2016102616A (en) Heat pipe and cooling mechanism of rotary machine
JP2009021182A (en) X-ray tube apparatus
JP6620348B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP7374874B2 (en) Rotating anode X-ray tube and method for manufacturing the rotating anode X-ray tube
KR20180066686A (en) Plain bearing, and rotating anode type X-ray tube
WO2023228430A1 (en) Rotary positive electrode x-ray tube
JP2010212088A (en) Rotating anode x-ray tube
JP4360952B2 (en) Rotating anode type X-ray tube device
JP6783543B2 (en) Rotating anode type X-ray tube device
JP6158007B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2016183776A (en) High peripheral speed magnetic fluid seal structure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200514

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7070976

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150