JPH1140091A - 回転陽極型ｘ線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転が円滑な回転陽極型Ｘ線管を提供するこ
と。 【解決手段】 径が異なる径小部１５ａおよび径大部１
５ｂを有する固定体１５と、この固定体１５との間に軸
受間隙を保ち、かつ、陽極ターゲット１１が固定された
回転体１４と、固定体１５の径小部１５ａと回転体１４
との間に形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受１
８、１９と、固定体１５の径大部１５ｂと回転体１４と
の間に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受２
０、２１と、各動圧式すべり軸受１８〜２１、および軸
受間隙に供給された液体金属潤滑剤とを具備した回転陽
極型Ｘ線管において、固定体１５の径大部１５ｂにおけ
る環状側面に、回転体１４の回転方向に傾斜する溝２２
を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転陽極型Ｘ線
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、電子ビームを放出
する陰極や、Ｘ線を発生する陽極ターゲットなどを真空
容器内に配置した構造をしている。陽極ターゲットは、
軸受を形成する回転体と固定体によって支えられ、真空
容器外に配置したステータコイルから与えられる回転磁
界の作用で回転するようになっている。陽極ターゲット
を支える軸受には、通常、ボールベアリングのようなこ
ろがり軸受、あるいは液体金属潤滑剤を用いた動圧式す
べり軸受が用いられる。

【０００３】動圧式すべり軸受は、回転体と固定体の各
軸受面を２０μｍ程度の狭い間隙に保ち、また、ラジア
ル方向およびスラスト方向の例えば固定体の軸受面に、
ヘリンボンパターンのらせん溝を形成している。そして
ガリウム（Ｇａ）や、ガリウム−インジウムー錫（Ｇａ
−Ｉｎ−Ｓｎ）合金など回転動作時に液状となる液体金
属潤滑剤を軸受面の間隙、およびらせん溝に満たした構
造になっている。

【０００４】なお、動圧式すべり軸受を用いた回転陽極
型Ｘ線管の例は、特公平３−７７６１７号、特開平２−
２４４５４５号、特開平２−２２７９４７号、特開平２
−２２７９４８号、および特開平８−２４１６８６号の
各公報に開示されている。

【０００５】ところで、動圧式すべり軸受は、玉軸受に
比べて回転抵抗が大きいため、動圧式すべり軸受を用い
た場合、陽極ターゲットの回転速度は毎分ほぼ３０００
回と、比較的低い速度で連続回転させている。回転速度
が低いと、陽極ターゲットへの入力負荷を高くすること
ができないので、大きくて重い、いわゆる熱容量の大き
な陽極ターゲットが使用される。

【０００６】ところで、回転陽極型Ｘ線管を搭載したＸ
線撮影装置は、さまざまな方向から被撮影体の撮影を行
っている。したがって、撮影方向の素早い転換などのた
め、重量のある陽極ターゲットに大きな加速度が加わ
る。これによって、軸受部分にもいろいろな方向から不
規則に大きな荷重が加わる。このように大きくて不規則
な荷重に対応するために、動圧式すべり軸受を構成して
いる固定体の径の一部を大きくした構造のものが実用化
されている。

【０００７】ここで、固定体の一部の径を大きくした動
圧式すべり軸受を用いた従来の回転陽極型Ｘ線管につい
て図３を参照して説明する。符号３１は、Ｘ線を発生す
る陽極ターゲットで、陽極ターゲット３１は第１回転体
３２に連結されている。第１回転体３２はほぼ円筒状に
形成され、上方部分は径の小さい径小部３２ａに形成さ
れ、下方部分は径が大きい径大部３２ｂに形成されてい
る。下方部分の径大部３３ｂには円筒状の第２回転体３
３が連結されている。第２回転体３３は、熱および電気
伝導度の高い銅で形成されている。

【０００８】また、第１回転体３２の内部空間に円柱状
の固定体３４が配置され、第２回転体３３の内部空間に
は、固定体３４に連結された筒状の陽極支持部材３５が
位置している。

【０００９】固定体３４は、その上方部分Ｕは径が小さ
い径小部３４ａに形成され、中間部分Ｍは径が大きい径
大部３４ｂに形成され、また、下方部分Ｌは径が小さく
形成され、陽極支持部材３５との連結部３４ｃになって
いる。

【００１０】径小部３４ａは、環状の凹部３６を挟んで
上方と下方の２つの領域に分けられ、それぞれの領域
に、ラジアル方向軸受を構成するヘリンボンパターンの
らせん溝Ａ１、Ａ２が形成されている。径大部３４ｂに
は、図の上下の平行な両面に、スラスト方向軸受を構成
するサークル状のヘリンボンパターンのらせん溝Ｂ１、
Ｂ２が形成されている。

【００１１】そして、ラジアル方向軸受のらせん溝Ａ
１、Ａ２、スラスト方向軸受のらせん溝Ｂ１、Ｂ２、お
よび第１回転体３２と固定体３４の各軸受面の間隙にＧ
ａ合金等の液体金属潤滑剤が満たされ、動圧式すべり軸
受が構成されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転陽極型Ｘ線
管は、動圧式すべり軸受を用いる場合、固定体３４の径
小部３４ａを上方と下方の２つの領域に分け、それぞれ
の領域にラジアル方向軸受のらせん溝Ａ１、Ａ２を形成
している。また、径大部３４ｂの上下両面にそれぞれ、
スラスト方向軸受のらせん溝Ｂ１、Ｂ２を形成してい
る。

【００１３】そして、回転する陽極ターゲット３１の半
径方向の動きをらせん溝Ａ１、Ａ２などによるラジアル
方向の軸受機能で支持し、また、軸方向の動きをらせん
溝Ｂ１、Ｂ２などによるスラスト方向の軸受機能で支持
している。

【００１４】回転体が例えば１０，０００ｒｐｍ近い高
速回転される場合には、特に遠心力でスラスト軸受部分
の潤滑剤不足が生じやすい。それによって軸受面同士の
かじり付き等が生じ、スラスト方向の軸受機能が低下
し、円滑な回転ができなくなる場合がある。

【００１５】この発明は、上記した欠点を解決するもの
で、回転が円滑な回転陽極型Ｘ線管を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、径が異なる
径小部および径大部を有する固定体と、この固定体との
間に軸受間隙を保って嵌合され、かつ陽極ターゲットが
固定された回転体と、前記固定体の径小部と前記回転体
との間に形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受
と、前記固定体の径大部と前記回転体との間に形成され
たスラスト方向の動圧式すべり軸受と、ラジアル方向お
よびスラスト方向の前記各動圧式すべり軸受に供給され
た動作中液状になる金属潤滑剤とを具備した回転陽極型
Ｘ線管において、前記固定体の前記径大部における環状
側面またはこれに対向する回転体の内周面に、前記回転
体の回転により該面に接する金属潤滑剤を前記スラスト
方向の動圧式すべり軸受の方に押しやるようにらせん溝
が形成されていることを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について図
１を参照して説明する。符号１１は、Ｘ線を発生する円
盤状の陽極ターゲットで、重金属で形成されている。陽
極ターゲット１１はナット１２によって回転軸１３に固
定され、また、回転軸１３は回転体１４の一端に連結さ
れている。回転体１４は全体がほぼ有底円筒状で、鉄合
金からなる内側円筒１４ａと、銅からなる外側円筒１４
ｂを嵌め合わせ、一体に固着した構造になっている。回
転体１４の内側には、回転体１４の内面との間に２０μ
ｍ程度の狭い軸受間隙を保って、鉄合金からなる円柱状
の固定体１５が挿入されている。また、回転体１４の下
端部を実質的に閉じるようにスラストリング１６が設け
られている。

【００１８】固定体１５は、図の上方部分Ｕは径の小さ
い径小部１５ａに形成され、中間部分Ｍは径が大きい径
大部１５ｂに形成され、また、下方部分Ｌは陽極支持部
１５ｃになっている。

【００１９】径小部１５ａは、環状の凹部１７を挟んで
上方と下方の２つの領域に分けられ、それぞれの領域に
おいて、図１（ｂ）の符号Ａ１、Ａ２で示すような２組
のラジアル方向軸受を形成するヘリンボンパターンのら
せん溝が２０μｍ程度の深さで同じ向きに形成されてい
る。

【００２０】また、径大部１５ｂの図の上下に位置する
２つの平行な面には、図１（ｃ）の符号Ｂで一方を示す
ようなスラスト方向軸受を形成するサークル状のヘリン
ボンパターンのらせん溝が２０μｍ程度の深さに形成さ
れている。

【００２１】そして、径大部１５ｂの環状側面は回転体
１４との間にある隙間Ｓ１を有し、例えば、図１（ｂ）
の符号Ｃで示すように、環状側面の中央部分から内端部
に向かって回転体１４の回転方向に傾斜する複数のらせ
ん溝２２が２０μｍ程度の深さで、かつ、一定の間隔で
形成されている。複数のらせん溝２２は、例えば、径小
部１５ａに形成されたヘリンボンパターンのらせん溝Ａ
１、Ａ２と同様な形状を持っているが、向きは逆に形成
されている。例えば、径小部１５ａのらせん溝Ａ１、Ａ
２は、回転体１４が図の手前を左から右へ回転すると、
液体金属潤滑剤はらせん溝Ａ１、Ａ２に沿って中央部分
に集まる構造になっている。しかし、径大部１５ｂのら
せん溝２２は、中央部分から環状側面の端部方向（図の
上下方向）へと、らせん溝２２に沿って外側に分散する
構造になっている。

【００２２】なお、固定体１５には、その中心部が軸方
向に沿ってくり抜かれて潤滑剤リザーバ２３が形成され
ている。そしてこのリザーバ２３から放射方向に複数の
通路２４が設けられている。通路２４は、スラスト方向
の動圧式すべり軸受２０、２１が形成された固定体１５
の径大部１５ｂの上下両面に通じ、例えば、径大部１５
ｂの上下両面との間にそれぞれ、９０度間隔で４個ずつ
設けられている。

【００２３】そして、回転体１４と固定体１５との軸受
間隙や、ヘリンボンパターンのらせん溝、リザーバ２
３、通路２４、径大部１５ｂの環状側面と回転体１４と
の隙間Ｓ１などに液体金属潤滑剤が充填される。

【００２４】上記した構造において、回転体１４が回転
状態に入ると、リザーバ２３に充填されていた液体金属
潤滑剤の一部は、リザーバ２３上端の開口２３ａから回
転体１４との間隙Ｓ２を経て、固定体１５の径小部１５
ａと回転体１４との間に形成されたラジアル方向の動圧
式すべり軸受１８、１９へと供給される。

【００２５】また、リザーバ２３に収容された液体金属
潤滑剤の一部は、放射方向の通路２４を通して固定体径
大部１５ｂの上下両面に形成されたスラスト方向の動圧
式すべり軸受２０、２１へと送られる。

【００２６】また、径大部１５ｂの環状側面と回転体１
４との隙間にあった液体金属潤滑剤は、らせん溝２２の
押し出し作用によってスラスト方向の動圧式すべり軸受
２０、２１へと送られる。

【００２７】なお、動圧式すべり軸受２０、２１が形成
された面に接続する通路２４の開口位置は、液体金属潤
滑剤が回転による遠心力の作用を受けて外側へと移動す
るため、できるだけ内側、例えば径小部１５ａに接する
位置に設けるのが効果的である。

【００２８】次に、この発明の他の実施形態について図
２を参照して説明する。図２では、図１に対応する部分
には同一の符号を付し、重複する説明は一部省略してい
る。この実施形態では、固定体１５の径大部１５ｂの上
下両面を垂直方向に結ぶ通路２５が、リザーバ２３を囲
んで例えば９０度間隔に４個形成されている。この構成
の場合も、通路２５は液体金属潤滑剤を収容する機能を
有し、同時に、液体金属潤滑剤を固定体１５の径大部１
５ｂに形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受２
０、２１に送る機能を有している。

【００２９】この場合も、液体金属潤滑剤は外側へと移
動するため、通路２５の開口を設ける位置はできるだけ
内側、例えば径小部１５ａに接する位置が効果的であ
る。

【００３０】なお、上記した実施の形態において、固定
体１５の径大部１５ｂの環状側面に形成される複数のら
せん溝２２は、環状側面の一方の端から他方の端までく
の字状に連続した溝に形成されている。しかし、径大部
１５ｂの環状側面と回転体１４との隙間にある液体金属
潤滑剤を径大部１５ｂの上下の面に設けられたスラスト
方向の動圧式すべり軸受２０、２１に送る機能があれば
よく、環状側面の一方の端から他方の端まで連続する必
要はない、例えば、環状側面の端部の部分だけに形成す
ることもできる。

【００３１】上記した各実施の形態によれば、固定体の
径大部における環状側面の端部に、回転体の回転方向に
傾斜する溝を形成している。この場合、例えば、固定体
の径大部における環状側面と回転体との隙間に位置する
液体金属潤滑剤が、環状側面に形成された溝からスラス
ト方向の動圧式すべり軸受に供給される。このため、液
体金属潤滑剤の不足などによるスラスト方向の軸受機能
の低下が防がれ、円滑な回転が行える。

【００３２】また、回転体が回転する中心軸に沿って固
定体にリザーバを形成し、このリザーバと、スラスト方
向の動圧式すべり軸受が形成された固定体の径大部の面
とを結ぶ通路を形成している。この場合、固定体に形成
されたリザーバや通路に液体金属潤滑剤が収容される。
そして、リザーバや通路に収容された液体金属潤滑剤が
固定体の径大部に形成されたスラスト方向の動圧式すべ
り軸受に供給される。これによって、スラスト方向の軸
受機能の低下が防止され、円滑な回転が維持される。

【００３３】また、スラスト滑り軸受が形成された固定
体の径大部の２つの面を結ぶ通路を形成した場合も、液
体金属潤滑剤が通路に収容され、通路から、固定体の径
大部に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受に液
体金属潤滑剤が供給される。これによって、スラスト方
向の軸受機能の低下が防止され、円滑な回転が維持され
る。

【００３４】なお、上記した実施形態では、回転体の回
転により金属潤滑剤をスラスト方向の動圧式すべり軸受
の方に押しやるらせん溝を固定体の径大部における環状
側面に形成している。しかし、このような働きをするら
せん溝を固定体径大部の環状側面に対向する回転体の内
周面に形成することもできる。

【００３５】

【発明の効果】この発明によれば、動作中に液状となる
金属潤滑剤のスラスト軸受への供給が確実になり、回転
が円滑な回転陽極型Ｘ線管を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を説明する概略の断面図
である。

【図２】この発明の他の実施形態を説明する概略の断面
図である。

【図３】従来例を説明する概略の断面図である。

【符号の説明】

１１…陽極ターゲット １２…ナット １３…回転軸 １４…回転体 １４ａ…内側円筒 １４ｂ…外側円筒 １５…固定体 １５ａ…径小部 １５ｂ…径大部 １６…スラストリング １７…環状の凹部 １８、１９…ラジアル方向の動圧式すべり軸受 ２０、２１…スラスト方向の動圧式すべり軸受 ２２…らせん溝 ２３…リザーバ ２４…通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径が異なる径小部および径大部を有する
   固定体と、この固定体との間に軸受間隙を保って嵌合さ
   れ、かつ陽極ターゲットが固定された回転体と、前記固
   定体の径小部と前記回転体との間に形成されたラジアル
   方向の動圧式すべり軸受と、前記固定体の径大部と前記
   回転体との間に形成されたスラスト方向の動圧式すべり
   軸受と、ラジアル方向およびスラスト方向の前記各動圧
   式すべり軸受に供給された動作中液状になる金属潤滑剤
   とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記固定体の
   前記径大部における環状側面またはこれに対向する回転
   体の内周面に、前記回転体の回転により該面に接する金
   属潤滑剤を前記スラスト方向の動圧式すべり軸受の方に
   押しやるようにらせん溝が形成されていることを特徴と
   する回転陽極型Ｘ線管。
2. 【請求項２】 らせん溝は、固定体の径大部において環
   状側面の中央部分から端部に向かって回転方向に傾斜す
   る複数の溝で構成されている請求項１記載の回転陽極型
   Ｘ線管。
3. 【請求項３】 回転体が回転する中心軸に沿って潤滑剤
   リザーバが形成され、かつ、前記リザーバとスラスト方
   向の動圧式すべり軸受が形成された固定体の径大部の面
   とを結ぶ通路が形成されている請求項１記載の回転陽極
   型Ｘ線管。
4. 【請求項４】 スラスト方向の動圧式すべり軸受が形成
   された固定体の径大部の２つの面を結ぶ通路が形成され
   ている請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。