JPH06295691A

JPH06295691A - 回転陽極型ｘ線管装置

Info

Publication number: JPH06295691A
Application number: JP8302493A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Takahata; 良一高畑; Hirotomo Kamiyama; 拓知上山; Kazuo Rokkaku; 和夫六角
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】回転駆動源による回転軸および回転陽極の高
速回転を可能にする。高速回転時の振動の発生を防止す
る。回転軸および回転陽極を安定的に非接触状態で支持
する。【構成】真空容器１内に陰極４と回転陽極５とを離隔
対向して配置し、回転陽極５を真空容器１に対して非接
触状態で支持するようにした回転陽極型Ｘ線管装置であ
る。回転陽極５に連結された回転軸12に環状の永久磁石
部17を固定状に設ける。この永久磁石部17と対向するよ
うに真空容器１に超電導体部18を配置する。超電導体部
18の超電導体23を冷却する冷却手段と、真空容器１と回
転軸12との間に設けられかつ回転軸12を回転させる高周
波電動機14とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空容器内に陰極と
回転陽極とが離隔対向して配置され、回転陽極が真空容
器に対して非接触状態で支持されるようになされた回転
陽極型Ｘ線管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種回転陽極型Ｘ線管装置として、電
磁石を利用した磁気軸受により、回転陽極が真空容器に
対して非接触状態で支持されるようになされたものが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置において、その作動時に回転陽極およびこれに連結さ
れた回転軸が高温となるので、たとえば回転軸側の電磁
石を構成するコイルのエナメルなどの絶縁被膜が溶融
し、磁気特性を発揮し得ないというような問題がある。

【０００４】この発明の目的は、上記問題を解決した回
転陽極型Ｘ線管装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による回転陽極
型Ｘ線管装置は、真空容器内に陰極と回転陽極とが離隔
対向して配置され、回転陽極が真空容器に対して非接触
状態で支持されるようになされた回転陽極型Ｘ線管装置
において、回転陽極に連結された回転軸に固定状に設け
られた環状の永久磁石部と、この永久磁石部と対向する
ように真空容器に配置された超電導体部と、超電導体部
の超電導体を冷却する冷却手段と、真空容器と回転軸と
の間に設けられた回転駆動源とを備えているものであ
る。

【０００６】

【作用】冷却手段により超電導体部の超電導体を冷却す
ると、超電導体にピン止めされた永久磁石部の磁束によ
る拘束作用でもって、永久磁石部と超電導体部とが所定
の間隔をあけて対向した状態で保持される。この状態に
おいては、永久磁石部を備えている回転軸をその軸心の
まわりに回転させる事が可能である。このとき、超電導
体部に侵入した磁束は、磁束分布が回転軸心に対して均
一で不変である限り、回転を妨げる抵抗とならない。し
たがって、超電導体部に対して所定の位置に回転軸に備
えられる永久磁石部を相対位置させるだけで、回転軸お
よび回転陽極をアキシアル方向およびラジアル方向に非
接触状態で支持することができ、回転駆動源により回転
軸および回転陽極を高速回転させることが可能になる。

【０００７】回転陽極および回転軸が高温になると、こ
の熱が永久磁石部に伝わって永久磁石部も高温になる
が、超電導体部の超電導体を冷却する冷却手段により永
久磁石部も冷却されることになる。その結果、回転軸お
よび回転陽極を安定的に非接触状態で支持することがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。

【０００９】図１はこの発明の回転陽極型Ｘ線管装置の
全体構成を概略的に示す。

【００１０】図１において、回転陽極型Ｘ線管装置は、
真空容器(1) と、真空容器(1) 内において載置台(2) 上
に固定状に設けられた固定ハウジング(3) とを備えてい
る。真空容器(1) 内の固定ハウジング(3) よりも上方の
部分に、陰極(4) および回転陽極(5) が、上下方向に離
隔対向して配置されている。陰極(4) にリード線(6)が
接続されている。

【００１１】固定ハウジング(3) を上下に貫通するよう
に垂直軸状回転体(7) が配置されている。固定ハウジン
グ(3) の頂壁および底壁の中央部に形成された貫通穴
(8)(9)の内周面には、通常は回転体(7) と非接触で、非
常時に回転体(7) を支持する転がり軸受からなるタッチ
ダウン軸受(10)(11)が設けられている。回転体(7) は、
回転陽極(5) の下面の中央部に連結された導電材料製垂
直状回転軸(12)と、回転軸(12)の周囲に固定状に嵌め被
せられている非導電性材料製筒体(13)とよりなる。回転
体(7) および回転陽極(5) は、回転体(7) の長さの中央
部に設けられた駆動用高周波電動機（回転駆動源）(14)
で高速回転させられるようになっている。高周波電動機
(14)は、回転体(7) に取付けられたロータ(15)と、その
周囲に配置されて固定ハウジング(3) に固定状に設けら
れたステータ(16)とよりなる。

【００１２】駆動用高周波電動機(14)の上下両側におい
て、回転体(7) にはそれぞれ水平環状の永久磁石部(17)
が同心状に設けられている。上側の永久磁石部(17)の上
方、および下側の永久磁石部(17)の下方に、それぞれ永
久磁石部(17)の端面と回転軸心方向に間隔をおいて対向
するように環状超電導体部(18)が固定ハウジング(3)に
配置されている。

【００１３】永久磁石部(17)は、回転体(7) に固定状に
設けられた、たとえば銅あるいは非磁性ステンレス鋼か
らなる非磁性の水平円板(19)を備えている。上側の永久
磁石部(17)の円板(19)の上面、および下側の永久磁石部
(17)の円板(19)の下面に、それぞれ回転体(7) と同心状
に環状凹みぞ(19a) が形成されており、この凹みぞ(19
a) 内に環状永久磁石(20)が嵌め止められている。永久
磁石(20)は、回転体(7)の回転軸心の周囲の磁束分布が
回転によって変化しないように設けられている。

【００１４】各超電導体部(18)は、たとえば銅あるいは
非磁性ステンレス鋼からなりかつ固定ハウジング(3) に
固定状に設けられた水平環状体(21)を備えている。各環
状体(21)の中心にはこれを上下に貫通する穴(21a) が形
成され、この貫通穴(21a) に回転体(7) が隙間をおいて
通されている。各環状体(21)内に環状中空部(22)が形成
され、この中に、周方向に等間隔をおきかつ互いに近接
するように、複数の円板状超電導体(23)が配置されてい
る。各環状体(21)に、その内部の環状中空部(22)と連通
するように、冷却流体供給管(24)および同排出管(25)が
接続されている。冷却流体供給管(24)および同排出管(2
5)は、固定ハウジング(3) の周壁を貫通しているととも
に、真空容器(1) の周壁を気密状に貫通しており、図示
しない温度制御ユニットを介して冷却装置などに接続さ
れている。そして、冷却装置により冷却流体供給管(2
4)、環状中空部(22)および冷却流体排出管(25)を介して
冷却流体が循環させられ、中空部(22)内に満たされる冷
却流体により超電導体(23)が冷却される。

【００１５】円板状超電導体(23)は第２種超電導体であ
り、イットリウム系高温超電導体、たとえばＹＢａ_２Ｃ
ｕ_３Ｏ_ｘからなるバルクの内部に常電導粒子（Ｙ_２Ｂａ
_１Ｃｕ_１）を均一に混在させたものからなり、第２種超
電導状態が出現する環境下において、永久磁石(20)から
発せられる磁束を内部に拘束する性質を持つものであ
る。そして、超電導体(23)は、永久磁石(20)の磁束が所
定量侵入する離隔位置であってかつ上記回転体(7) の回
転によって侵入磁束の分布が変化しない位置に、永久磁
石(20)と対向するように配置されている。

【００１６】固定ハウジング(3) の外部において回転体
(7) の下方に、電磁シリンダ(26)からなる初期位置決め
機構が設けられている。電磁シリンダ(26)の昇降体(27)
は載置台(2) の水平壁(2a)の中央部に形成された貫通穴
(2b)に摺動自在に嵌まっており、その上昇時に回転体
(7) の下端面に当接してこれを持ち上げるようになって
いる。また、昇降体(27)の中央部にその上面から下方に
伸びるばね収容穴(28)が形成され、このばね収容穴(28)
内に導電性材料からなる圧縮コイルばね(29)が入れら
れ、ばね(29)にリード線(30)が接続されている。また、
ばね(29)の上端に導電ボール(31)が載せられており、こ
の導電ボール(31)がばね(29)により回転体(7) の回転軸
(12)の下端面に接触させられることにより、回転軸(12)
を介して回転陽極(5) に陽極電流が導入されるようにな
っている。

【００１７】回転陽極型Ｘ線管装置を作動させる場合、
電磁シリンダ(26)の昇降体(27)を上昇させ、回転体(7)
を持ち上げて永久磁石部(17)と超電導体部(18)との軸方
向および径方向の相対的位置決めを行なう。ついで、各
超電導体(23)を環状中空部(22)内に循環させられる冷却
流体によって冷却し、第２種超電導状態に保持する。す
ると、回転体(7) の永久磁石部(17)の永久磁石(20)から
発せられる磁束の多くが超電導体(23)の内部に侵入して
拘束されることになる（ピンニング現象）。ここで、超
電導体(23)はその内部に常電導体粒子が均一に混在され
ているため、超電導体(23)内部への侵入磁束の分布が一
定となり、いわゆるピン止め力によって超電導体(23)に
対して永久磁石部(17)とともに回転体(7) が拘束され
る。したがって、回転体(7) は、安定的に浮上した状態
で、アキシアル方向およびラジアル方向に支持されるこ
とになる。このとき、超電導体(23)に侵入した磁束は回
転を妨げる抵抗とはならない。

【００１８】そして、真空容器(1) 内を高真空状態と
し、回転体(7) および回転陽極(5) を高周波電動機(14)
により高速回転させながら、陰極(4) から出た電子を回
転陽極(5) に衝突させてＸ線を発生させる。

【００１９】Ｘ線を発生させると回転陽極(5) の温度が
上昇し、高温になる。この熱が円板(19)を介して永久磁
石(20)に伝わり、永久磁石(20)の温度が上昇する。する
と、永久磁石(20)の磁場が弱くなって、回転軸(12)およ
び回転陽極(5) を安定的に非接触状態で支持することが
できなくなって振れが生じる。しかしながら、環状中空
部(22)内に循環させられる冷却流体によって永久磁石(2
0)も冷却されるので、磁場の弱化が防止される。その結
果、回転体(7) および回転陽極(5) に振れが生じるのを
防止できる。また、回転陽極型Ｘ線管装置を停止させ、
電磁シリンダ(26)により回転体(7) を持ち上げて上側の
永久磁石部(17)を上側の超電導体部(18)の環状体(21)に
接触させるか、あるいは超電導体(23)の冷却を停止して
超電導状態から脱却させた後、電磁シリンダ(26)により
回転体(7) を下降させて下側の永久磁石部(17)を下側の
超電導体部(18)の環状体(21)に接触させると、環状体(2
1)に接触した永久磁石部(17)の永久磁石(20)は急速に冷
却され、円板(19)および回転体(7) を介して他方の永久
磁石部(17)の永久磁石(20)も冷却される。したがって、
再度装置を作動させる場合には、永久磁石(20)の温度は
十分低温になっており、作動時に永久磁石(20)が高温に
なるの防止できる。

【００２０】

【発明の効果】この発明の回転陽極型Ｘ線管装置によれ
ば、上述のように、回転軸および回転陽極をアキシアル
方向およびラジアル方向に非接触状態で支持することが
できるので、回転駆動源により回転軸および回転陽極を
高速回転させることが可能になる。しかも、高速回転時
の振動の発生を防止できる。

【００２１】また、超電導体部の超電導体を冷却する冷
却手段により永久磁石部も冷却されることになるので、
永久磁石部の永久磁石の磁場の弱化を防止でき、回転軸
および回転陽極を安定的に非接触状態で支持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の回転陽極型Ｘ線管装置の概略を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１真空容器４陰極５回転陽極１２回転軸１４高周波電動機（回転駆動源）１７永久磁石部１８超電導体部２３超電導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器内に陰極と回転陽極とが離隔対
向して配置され、回転陽極が真空容器に対して非接触状
態で支持されるようになされた回転陽極型Ｘ線管装置に
おいて、回転陽極に連結された回転軸に固定状に設けられた環状
の永久磁石部と、この永久磁石部と対向するように真空
容器に配置された超電導体部と、超電導体部の超電導体
を冷却する冷却手段と、真空容器と回転軸との間に設け
られかつ回転軸を回転させる回転駆動源とを備えている
回転陽極型Ｘ線管装置。