JPH08270654A - 液体金属式の滑り軸受 - Google Patents

液体金属式の滑り軸受

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JPH08270654A
JPH08270654A JP8061338A JP6133896A JPH08270654A JP H08270654 A JPH08270654 A JP H08270654A JP 8061338 A JP8061338 A JP 8061338A JP 6133896 A JP6133896 A JP 6133896A JP H08270654 A JPH08270654 A JP H08270654A
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JP
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liquid metal
bearing
annular groove
rotor
rotating
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JP8061338A
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Edwin Gemmel
ゲムメル エドヴィン
Bernhard Hiller
ヒラー ベルンハルト
Roland Koeppel
ケッペル ローラント
Wolfgang Kuehnel
キューネル ヴォルフガング
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/101Arrangements for rotating anodes, e.g. supporting means, means for greasing, means for sealing the axle or means for shielding or protecting the driving
    • H01J35/1017Bearings for rotating anodes
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    • HELECTRICITY
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    • H01J2235/00X-ray tubes
    • H01J2235/10Drive means for anode (target) substrate
    • H01J2235/108Lubricants
    • H01J2235/1086Lubricants liquid metals

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体金属式の滑り軸受から溢出する液体金属
が陽極区域から流出する危険を更に低減するように構成
する。 【解決手段】 回転部分(8)に、軸受間隙に続いて少
なくとも1つの環状溝(14,19)を設け、この環状
溝を、場合により軸受間隙から溢出する液体金属が環状
溝に達しても、軸受の作動時に環状溝内の液体金属が遠
心力の作用により環状溝(14,19)内に抑留される
ように、構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転部分と固定部
分とを有する液体金属式の滑り軸受であって、回転部分
と固定部分との間に、液体金属の充填された軸受間隙が
設けられている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の液体金属式の滑り軸受が、液体
金属を失うことは望ましいことではない。液体金属は、
大抵、反応性の高い物質だからである。液体金属として
は、通例、ガリウム、インジウム、錫のいずれかの合金
が用いられる。これらの合金は、室温で既に液状であ
る。液体金属式の滑り軸受は、例えば、X線管の場合
に、回転陽極(対陰極)の支承に用いられ(例えばドイ
ツ特許公開第2852908号、ヨーロッパ特許公開第
0479197号、アメリカ合衆国特許第519511
9号の各明細書参照のこと)、しかも、通常は、X線管
の真空ケーシング内に収容されている。ほかでもないX
線管の場合、液体金属式の滑り軸受から溢出する液体金
属は、特に有害である。液体金属滴が、陽極区域から漏
れるとX線管の高電圧耐性に有害な作用を及ぼすことが
あるからである。
【0003】ヨーロッパ特許公開第0373705号明
細書により公知の、液体金属式の滑り軸受により支承さ
れた回転陽極を有するX線管の場合、このため、回転陽
極の駆動に役立つ電動モータの回転子、及び、軸受の固
定部分の保持に役立つ保持体には、液体金属と反応結合
する材料、例えば金がコーティングされている。滑り軸
受から溢出する液体金属が陽極区域から漏れてX線管の
高電圧耐性を損なう危険は、これによって低減される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、冒頭に挙げた種類の液体金属式の滑り軸受を、液
体金属式の滑り軸受から溢出する液体金属が陽極区域か
ら漏れる危険を更に低減するように構成することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、回転部分と固定部分とを有する液
体金属式の滑り軸受であって、回転部分と固定部分との
間に、液体金属の充填された軸受間隙が設けられている
形式のものにおいて、回転部分が、軸受間隙に続いて少
なくとも1つの環状溝を有するようにし、この環状溝
を、場合により軸受間隙から溢出する液体金属が環状溝
に達しても、環状溝内の液体金属が軸受の作動時には遠
心力の作用により環状溝内に抑留されるように構成し
た。
【0006】
【発明の効果】環状溝が軸受間隙に続いて設けられてい
るという意味は、場合により軸受間隙から溢出する液体
金属が構成部材の表面を伝って環状溝内へ“這うよう
に”流れ込み、前記表面から離れて、陽極区域から出る
ことがない、という意味である。回転陽極が回転してい
る限り、場合により溢出する液体金属は、遠心力の作用
により環状溝内に抑留される。
【0007】回転陽極が回転していない場合にも、液体
金属が環状溝内に確実に留まるようにするため、本発明
の有利な構成によれば、環状溝ないし環状溝表面の少な
くとも一部が、液体金属と反応結合する材料でコーティ
ングされている。液体金属として、ガリウム及び/又は
インジウム及び/又は錫を含有する合金が用いられてい
る場合は、環状溝を金及び/又は銅及び/又はニッケル
を含有する材料でコーティングしておく。
【0008】本発明の液体金属式の滑り軸受が、回転陽
極を有するX線管の回転可能な支承に用いられ、しか
も、回転陽極が、軸受の回転部分と、回転陽極の駆動用
電動モータの管状回転子とに結合されている形式の場
合、本発明の有利な構成によれば、回転子の内側に少な
くとも1つの環状溝が設けられている。この環状溝は、
軸受間隙に続いて設けられた環状溝であってもよいし、
また付加的な環状溝であってもよい。
【0009】後者の場合には、本発明の変化形によれ
ば、回転子の内側に少なくとも1つの環状溝が設けられ
ている。この環状溝は、軸受間隙に続いて設けられる環
状溝であってもよいし、また付加的な環状溝であっても
よい。
【0010】回転子は、本発明の別の有利な構成によれ
ば、その外側に液体金属と反応結合する材料を有してい
る。液体金属が、実際に、回転子外側に達した場合に
は、そこで結合され、陽極区域からの流出が阻止され
る。
【0011】
【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を説明する。
【0012】図1に示した回転陽極(対陰極)-X線管
は、真空ピストン2内に収納された回転陽極1を有して
いる。真空ピストン2は、加えて、自体公知の形式で陰
極3を有している。陰極3は、図1には示されていない
渦巻きフィラメントを集束カップ(Kathodenbecher)4
内に収容している。
【0013】回転陽極1の回転支承を保証するため、全
体を符号7で示した液体金属式の滑り軸受が備えられて
いる。この滑り軸受は、滑り軸受内方部分として、真空
ピストン2と固定結合された支承軸6を有している。外
方の回転部分8には、回転陽極1の陽極板5が固定取付
けされている。
【0014】図2から分かるように、支承軸6は、つば
を有するように構成され、この結果、2部分8a、8b
からなる滑り軸受外側部分8と支承軸6との間には、回
転陽極1の中心軸線Mを基準として半径方向の力を伝達
する2つの円筒形支承面対9、10と、中心軸線Mを基
準として軸方向の力を伝達する2つの円環状の支承面対
11、12とが設けられることになる。支承軸6と外側
部分8との間の軸受間隙には、図2には示されていない
形式で液体金属、すなわち、室温で既に液状である金属
が充填されている。
【0015】支承面区域には、自体公知の形式でら旋形
の条溝を設けることができ、これらの条溝の方向付け
は、滑り軸受の作動中に液体金属を軸受内部に抑留する
ような搬送作用を有するように選定される。図1と図2
の実施例の場合、例えば、支承軸6に属する支承面10
は、それぞれ支承軸6の全周にわたって延びる2つの環
状区域に、V字形の条溝を備えている。これらの区域を
明示するため、図1と図2には、それぞれV字形の条溝
が示されている。
【0016】滑り軸受外側部分8には、支承軸6が貫通
する開口を有する閉止リング13が、ねじにより固定さ
れている。図2には、ねじの中心線だけが、符号21で
示されている。開口の円筒形壁部には、環状溝14が形
成されている。この環状溝14は、したがって、図2に
符号15で示された軸受間隙の終端に続いて設けられて
いることになる。
【0017】閉止リング13を軸受外側部分8に固定し
ているねじは、また、回転陽極1を駆動する電動モータ
の回転子17をも、軸受外側部分8に結合している。回
転子17は、略示されている固定子18と協働する。固
定子18は、回転子17の区域で真空ピストン2の外壁
にはめ込まれ、真空ピストンと共にかご形電動モータを
形成している。このモータに、相応の電流を供給するこ
とにより、回転陽極1が回転せしめられる。
【0018】軸受間隙から溢出する液体金属は、閉止リ
ング13の開口壁部に沿って、ないしは支承軸6の外套
面に沿って、環状溝14へ“這うように"流入し、軸受
の作動中、遠心力によりこの環状溝内に抑留される。環
状溝14は、既述のように、回転閉止リング13の円筒
形壁部に設けられている。
【0019】液体金属を、液体金属式の滑り軸受の停止
時にも環状溝14内に抑留しておくために、環状溝14
には、図2に符号16で示したコーティングが施されて
いる。このコーティングは、液体金属と反応結合する材
料、すなわち液体金属と合金又は化合物を生成する材料
から成っている。
【0020】回転子17は、強磁性材料から成る円筒管
状の内側部分17aと、この内側部分に不動にはめ込ま
れた同じく円筒管状の外側部分とを有している。この外
側部分は、良導電性の非磁性材料から成っている。これ
ら内側及び外側の部分は、環状フランジ17cに固定さ
れている。回転子17は、その内側に、言い換えると内
側部分17aの円筒形内面区域に、複数の環状溝19を
有している。これらの環状溝19には、環状溝14の蓄
液作用では間に合わない場合に、閉止リング13と支承
軸6との間から溢出する液体金属を捕集できる。その場
合、液体金属は、回転子17の内側をフランジ17cと
内側部分17aとに沿って“這うように”環状溝19に
流入し、X線管の動作時には、遠心力の作用により、環
状溝19内に抑留される。X線管の停止時には、場合に
より環状溝19内に所在する液体金属は、この環状溝1
9内に抑留される。環状溝19には、符号20で示した
コーティングが施されている。このコーティングは、液
体金属と反応結合する材料から成っている。
【0021】液体金属として、ガリウム及び/又はイン
ジウム及び/又は錫を含有する合金が用いられている場
合は、環状溝14、19のコーティング材料としては、
金及び/又は銅及び/又はニッケルを含有する材料が適
している。
【0022】コーティングを金製とする場合には、スパ
ッター法により成膜できる。また、銅又はニッケル製コ
ーティングの場合は、電気めっきにより成膜できる。
【0023】特に有利には、回転子17の外側部分17
bの材料である非磁性かつ良導電性の材料は、使用液体
金属と反応結合するのに適した材料を用いるようにす
る。実際に、液体金属滴を環状溝14、19内へ捕集で
きない場合には、液体金属は外側部分17bの材料によ
り結合されるようにする。液体金属として、ガリウム及
び/又はインジウム及び/又は錫を含有する合金が用い
られる場合は、外側部分17bの材料としては、特に銅
が適している。外側部分17bの材料自体が、使用液体
金属を反応結合するのに不適の場合は、外側部分17b
に適当なコーティングを施すことができる。
【0024】図3に実施例が、既述の実施例と異なる点
は、強磁性内側部分17aが支承軸6と固定結合してい
る点である。
【0025】環状溝19は、したがって、回転する外側
部分17bに設けられている。外側部分17bが、銅製
又は他の良導電性で、液体金属と反応結合する非磁性材
料製である場合には、環状溝19のコーティング20は
不要である。
【0026】既述の実施例の場合、環状溝が設けられて
いる面は円筒形の面である。しかし、本発明の枠内で、
別の形態の面に環状溝を設けることも可能である。但
し、液体金属が遠心力により環状溝内に確実に抑留され
ることが条件である。
【0027】環状溝は、既述の実施例の場合、方形横断
面を有している。しかし、本発明の枠内で別の横断面形
も可能である。但し、液体金属が遠心力により環状溝内
に確実に抑留されることが条件である。
【0028】以上、本発明をX線管の例で説明した。し
かし、本発明の液体金属式の滑り軸受波、X線管への使
用に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液体金属式の滑り軸受を備えた回
転陽極X線管の部分縦断面図である。
【図2】液体金属式の滑り軸受の拡大縦断面図である。
【図3】本発明による液体金属式の滑り軸受の別の実施
例の、図2同様の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
1 回転陽極(回転対陰極) 2 真空ピストン 3 陰極 4 集束カップ 5 陽極板 6 支承軸 7 液体金属式の滑り軸受 8 滑り軸受外側部分 9、10;11、12 軸受け面対 13 閉止リング 14、19 環状溝 15 軸受間隙の終端 16、20 コーティング 17 回転子 17a 内側部分 17b 外側部分 17c フランジ 18 固定子 21 ねじ中心線 M 中心軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローラント ケッペル ドイツ連邦共和国 エルランゲン フォー ゲルヘルト 46 (72)発明者 ヴォルフガング キューネル ドイツ連邦共和国 ルドルシュタット バ イロイター プラッツ 1

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転部分(8)と固定部分(6)とを有
    する液体金属式の滑り軸受であって、回転部分(8)と
    固定部分(6)との間に、液体金属の充填された軸受間
    隙が設けられている形式のものにおいて、回転部分
    (8)が、軸受間隙に続いて少なくとも1つの環状溝
    (14,19)を有するようにし、この環状溝(14,
    19)を、場合により軸受間隙から溢出する液体金属が
    環状溝に達しても、環状溝内の液体金属が軸受の作動時
    には遠心力の作用により環状溝(14,19)内に抑留
    されるように構成することを特徴とする、液体金属式の
    滑り軸受。
  2. 【請求項2】 環状溝(14,19)が、液体金属と反
    応結合する材料によりコーティングされていることを特
    徴とする、請求項1記載の液体金属式の滑り軸受。
  3. 【請求項3】 液体金属として、ガリウム及び/又はイ
    ンジウム及び/又は錫を含有する合金が用いられ、環状
    溝(14,19)が、金及び/又は銅及び/又はニッケ
    ルを含有する材料によってコーティングされていること
    を特徴とする、請求項1又は2記載の液体金属式の滑り
    軸受。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
    液体金属式の滑り軸受(7)を介して回転可能に軸受さ
    れている回転陽極(1)を有するX線管において、回転
    陽極(1)が、軸受回転部分(8)と、回転陽極(1)
    駆動用に備えられた電動モータの管状回転子(17)と
    に結合されており、更に、回転子(17)が、その内側
    に少なくとも1つの環状溝(19)を有することを特徴
    とする、回転陽極を有するX線管。
  5. 【請求項5】 液体金属式の滑り軸受(7)が、軸受回
    転部分(8)と結合された閉止リング(13)を有して
    おり、この閉止リングが、回転子(17)の内側に設け
    られた環状溝(19)の直径より小さい直径を有する環
    状溝(14)を有することを特徴とする、請求項4記載
    のX線管。
  6. 【請求項6】 回転子(17)が、その外側に、液体金
    属を反応結合させる材料を有することを特徴とする、請
    求項4又は5記載のX線管。
JP8061338A 1995-03-20 1996-03-18 液体金属式の滑り軸受 Withdrawn JPH08270654A (ja)

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DE19510068A DE19510068A1 (de) 1995-03-20 1995-03-20 Flüssigmetall-Gleitlager
DE19510068.9 1995-03-20

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JPH08270654A true JPH08270654A (ja) 1996-10-15

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ID=7757173

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JP8061338A Withdrawn JPH08270654A (ja) 1995-03-20 1996-03-18 液体金属式の滑り軸受

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JP (1) JPH08270654A (ja)
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DE (1) DE19510068A1 (ja)

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