KR20010051058A

KR20010051058A - 회전양극형 ｘ선관

Info

Publication number: KR20010051058A
Application number: KR1020000060888A
Authority: KR
Inventors: 안노히데로; 요시다유키나리; 나카무타히로노리
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2001-06-25
Also published as: JP2001189143A; DE60037491D1; KR100385639B1; EP1094491A3; CN1197118C; EP1094491A2; US6477236B1; EP1094491B1; CN1293447A; JP3663111B2; DE60037491T2

Abstract

본 발명은 회전양극형 X선관에 관한 것으로서, X선을 방출하는 양극 타겟(13)이 연결된 회전체(16)와, 상기 회전체(16) 사이에 동압식 슬라이딩 베어링이 설치되고 관축을 따라서 형성된 윤활제 수용실(26) 및 윤활제 수용실(26)과 동압식 슬라이딩 베어링을 연결하는 윤활제 통로(27)를 구비하는 고정체(17)와, 진공용기(11)를 구비한 회전양극형 X선관에서, 고정체(17)에 그 단면으로부터 관축방향으로 윤활제 수용실(26) 및 윤활제 통로(27)와 교차하지 않는 구멍(28a,28b)을 형성하고 상기 구멍(28a,28b) 중에 고정체(17) 보다도 열전도성이 높은 고정체 전열부재(29a,29b)를 끼워 맞추어 일체적으로 접합하고 있고, 또는 회전체(16)의 베어링을 구성하는 내측 원통형 구조체(16c)의 외주벽에 이 내측 원통형 구조체 보다도 열전도율이 높은 전열부재(19)가 원통형으로 접합되어 있으며 또는 회전체와 고정체의 양쪽에 절연부재를 설치하는 것으로, 동압식 슬라이딩 베어링 부분의 온도의 균일화를 얻을 수 있음과 동시에 온도상승을 억제하고 제조가 용이하며 기계적 강도가 높고 장기에 걸쳐 안정적인 회전특성을 유지할 수 있는 회전양극형 X선관을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전양극형 Ｘ선관{ROTARY ANODE TYPE X-RAY TUBE}

본 발명은 회전양극형 X선관에 관한 것으로서, 특히 액체금속으로 윤활되는 동압식 슬라이딩 베어링을 구비하는 회전양극형 X선관에 관한 것이다.

종래의 동압식 슬라이딩 베어링을 구비하는 회전양극형 X선관 및 그것을 수용용기내에 장착한 X선관 장치의 구성에 대해서, 그 주요부를 단면으로 도시한 도 22를 참조하여 설명한다. 동도면의 부호 "141"는 회전양극형 X선관의 진공용기로, 이 진공용기(141)의 내부에 전자빔을 방출하는 음극(140)이나 원반형상 회전양극(142) 등이 배치되고, 이 원반형상 회전양극(142)의 음극(140)과 대향하는 영역에 X선을 방출하는 양극 타겟층(143)이 설치되어 있다.

원반형 회전양극(142)은 고정용 너트(144)로 지지 샤프트(145)에 고정되고 지지샤프트(145)는 전체가 거의 원통형으로 형성된 회전체(146)에 연결되어 있다. 회전체(146)는 외측 원통(146a), 중간원통(146b) 및 바닥이 있는 내측원통(146c)의 3층 구조로 이루어지고 중간원통(146b)에 지지 샤프트(145)가 연결되어 있다.

내측원통(146c)의 내측에는 원기둥 형상의 고정체(147)가 삽입되어 있다. 이 고정체(147)의 표면에는 헤링본 패턴의 나선홈(148)이 형성되어 있고 이 고정체(147)와 회전체(146) 사이의 동압식 슬라이딩 베어링을 포함하는 간격부분이나 나선홈(148)내에 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제 예를 들어 Ga-In-Sn합금이 공급되고 있다.

동 도면에는 도시되어 있지 않지만, 고정체(147)의 중심부분에는 액체금속윤활제를 수납하는 윤활제 수용실이 설치되어 있다. 그리고, 윤활제 수용실과 동압식 슬라이딩 베어링부 사이에는 복수개의 횡방향 윤활제 통로가 방사상으로 설치되고 윤활제 수용실에 수납된 액체금속 윤활제가 이 윤활제 통로를 통하여 동압식 슬라이딩 베어링부에 공급되도록 이루어져 있다.

동압식 슬라이딩 베어링을 구성하는 회전체의 내측원통(146c)과 고정체(147)는 동작중에 20μ정도의 베어링 간격을 유지하도록 설정되어 있다. 베어링면을 형성하는 내측원통(146c) 및 고정체(147)에는 예를 들어 SKD-11(JIS규정) 등의 철합금공구강과 같은 금속재료가 사용되고 있다. 이 SKD-11의 열전도율은 실온에서 24W/m·K로 비교적 작은 값이다.

고정체(147)의 외주부에는 상하방향으로 어떤 간격으로 2개의 계단부(149,150)가 환형으로 형성되어 있다. 계단부(149,150)에서 고정체(147)의 외부직경이 변화되고 있고, 모든 것이 원반형 회전양극(142)과 반대측에 위치하는 하단측쪽이 작아지고 있다. 아래쪽에 위치하는 계단부(150)의 외주부분에 돌출부(151)가 환형으로 형성되고, 돌출부(151)의 바깥쪽에 고정체(147)를 둘러싸는 금속링(152)이 배치되어 있다. 이 금속링(152)은 내주부분과 외주부분에 각각 환형의 돌출부(153,154)가 설치되어 있다. 고정체(147)의 도면의 아래쪽에 위치하는 고정체 바깥쪽 단부(147a)는 진공용기(141)의 바깥쪽까지 연장되고, 회전양극형 X선관을 수용용기(155)에 고정하는 피고정부로서 이용된다.

진공용기(141)는 원반형 회전양극(142)의 주요부분을 포위하는 금속제의 대직경부(141a) 및 회전체(146)나 고정체에(147)의 각 주요부분을 포위하는 소직경부(141b)로 구성되어 있다. 이 소직경부(141b)는 예를 들어 유리로 형성되고 그 단부에 두께가 얇은 시일링(156)이 접합되어 있다. 시일링(156)은 밀봉용 금속링(152)의 외주부분의 돌출부(154)와 그 선단부분이 기밀용접되어 있다. 밀봉용 금속링(152)의 내주부분의 돌출부(153) 및 고정체(147)의 계단부(150)에 형성된 돌출부(151)도 선단부분 끼리 기밀용접되고, 이렇게 하여 고정체(147)는 진공용기(141)와 진공기밀로 밀봉되어 있다. 진공용기(141)의 소직경부(141b)의 바깥쪽에는 회전체(146)에 회전력을 부여하는 스테이터(157)가 배치되어 있다. 이 스테이터(157)는 철심 및 그것에 감긴 코일을 구비하고 있다.

상기한 구성의 회전양극형 X선관은 그 고정체 단부(147a)가 절연체로 구성된 항아리 형상의 유지부재(158)의 중앙저부에 고정되어 있다. 이 유지부재(158)는 그 원통부(158b)의 개구단부가 수용용기(155)에 복수의 볼트(160)로 고정되어 있다. 또한 유지부재(158)의 중앙저부에는 투시구멍이 설치되어 있고 이 부분에 중앙투시구멍(159)이 있는 팽이 형상의 금속링(158a)이 복수개의 볼트(161)로 고정되어 있다. 그리고, 금속링(158a) 중앙의 투시구멍(159)을 고정체 바깥쪽 단부(147a)가 관통하고 있다.

금속링(158a)의 외부직경은 진공용기(141)의 내측을 향하여 테이퍼 형상으로 가늘어지고 고정체 바깥쪽 단부(147a)와 접하는 내주부분에 환형의 돌출부(162)가 형성되어 있다. 금속링(158a)의 고정체의 바깥쪽 단부(147a)를 고정하는 경우, 금속링(158a)의 돌출부(162)의 선단면과 고정체(147)의 계단부(150)가 접촉한다.

고정체 바깥쪽 단부(147a)는 그 외주벽에 형성된 숫나사에 결합되는 너트(163)로 금속링(158a)에 조여 고정되어 있다. 너트(163)를 조일 때, 피고정부인 고정체 바깥쪽 단부(147a)가 도면의 아래쪽으로 당겨지고 돌출부(162)의 선단면과 고정체(147)의 계단부(160)의 접촉이 강해져 회전양극형 X선관은 유지부재(168)에 고정된다.

회전양극형 X선관을 수납하는 수용용기(165)의 내측에는 절연냉각유가 충전되어 순환됨과 동시에 X선을 차폐하는 납의 차폐부재(164)가 배치되어 있다. 또한, 양극 타겟층(143)의 횡방향에 위치하는 영역에 X선을 외부로 취출하기 위한 X선 방사창(165)이 설치되어 있다. 유지부재(158)의 항아리 형상 부분(158b)이나 금속링(158a)에는 절연냉각유를 순환시키기 위한 순환용 구멍이 설치되고 유지부재(159)의 횡방향으로 위치하는 수용용기(155)의 부분에 절연냉각유를 도입하는 도입구(166)가 설치되어 있다. 이 도입구(166)로부터 공급된 절연냉각유는 화살표(Y)로 도시한 바와 같이 회전양극형 X선관의 진공용기(141)와 수용용기(155)의 간격을 흐르도록 이루어져 있다.

종래의 회전양극형 X선관의 경우, 회전양극에 발생하는 열은 주로 이 양극으로부터 복사로 진공용기에 도달하고 진공용기로부터 절연냉각유에 전도되어 방산된다. 회전양극이 발생하는 열의 일부 및 동압식 슬라이딩 베어링의 회전에 의해 발생하는 자기발열한 열은 예를 들어 양극회전기구를 구성하는 회전체에 전도되고, 회전체의 외주면으로부터 일부가 방산됨과 동시에 베어링을 통하여 고정체에 이르고, 또한 진공용기 밖에 위치하는 고정체 바깥쪽 단부에 이르러 관 밖으로 방산된다.

그런데, 동압식 슬라이딩 베어링 부분에 공급되어 있는 Ga합금 등의 액체 금속 윤활제는 매우 활성이고 베어링 부분이 고온이 되면 고정체나 회전체의 베어링면을 구성하는 금속재료와 반응한다. 그 결과, 금속간 화합물층이 베어링면상에 퇴적되고 나선홈의 깊이나 베어링 간격이 서서히 감소하여 회전 특성을 열화시키는 경우가 있다. 또한, 베어링 부분이 고온이 되면 각 재료로부터 가스가 발생하기 쉬워지고 발생한 가스기포와 함께 액체금속윤활제가 가스에 의해 베어링 부분으로부터 압출되어 누출되는 불합리함도 생각된다.

그 때문에, 고정체나 회전체, 베어링 부분의 온도 상승을 억제하기 위해 예를 들어 일본 특개평7-130311호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 고정체의 심부분을 고열전도재료로 구성하고 고정체에 이르는 열을 고정체의 심부를 지나 진공용기 밖으로 방출시키는 구조가 알려져 있다. 이것은 주로 용융된 동을 고정체의 심부에 흘려 넣어 고열전도체를 형성하는 것이다. 그 때문에, 고정체의 제조가 곤란함과 동시에 고정체의 기계적 강도가 약한 것이 되기 쉽다는 문제가 있다.

또한, 회전 양극형 X선관의 진공용기 밖으로 연장된 고정체의 바깥쪽 단부에 방열 핀을 부착하여 이것에 절연유를 직접 접촉시켜 냉각하는 구성이나, 고정체 내부에 설치한 공동에 냉각매체를 도입하여 순환시켜 냉각효율을 높이는 구성 등도 알려져 있다.

상술한 바와 같은 고정체의 바깥쪽 단부를 냉각하는 구성은 베어링 부분으로부터 상당히 떨어져 있으므로, 충분한 방열효과가 얻어지지 않는 경향이 있다. 또한, 고정체 내부에 냉각 매체를 순환시키는 구성은 축의 내부에까지 구멍을 내므로 고정체의 기계적 강도가 저하되는 문제가 있다.

또한, 동압식 슬라이딩 베어링 부분의 온도는 상술한 바와 같이 회전 양극이 발생하는 열의 일부 및 회전에 의한 베어링 부분의 자기발열에 의해 장소에 따라 불균일해진다. 그 때문에, 온도가 높은 부분에서는 액체금속윤활제와 베어링면의 원하지 않는 반응이 진행되는 경우가 있다.

본 발명은 상기한 결점을 해결하는 것으로 동압식 슬라이딩 베어링 부분의 온도의 불균일화 및 온도 상승을 억제하고 제조가 비교적 용이하고 또한 특히 고정체의 기계적 강도가 높으며, 장기에 걸쳐 안정적인 회전특성을 유지할 수 있는 회전양극형 X선관을 제공하는 것으로 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태를 설명하기 위한 종단면도,

도 2는 도 1의 주요부 확대종단면도,

도 3a, 도 3b는 도 2의 주요부 횡종단면도,

도 4는 본 발명을 포함하는 X선관의 베어링부에 사용되는 재료의 특성을 비교하는 표 형식의 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 횡단면도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 10은 도 9의 고정체의 평면도,

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 13은 도 12의 주요부를 도시한 측면도,

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 주요부 종단면도,

도 21은 도 20의 주요부 사시도 및

도 22는 일반적인 회전양극형 X선관 및 X선관 장치를 설명하는 주요부 종단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11: 진공용기 12: 원반형 회전양극

13: 양극타겟층 14: 고정용 너트

15: 지지 샤프트 16: 회전체

17: 고정체 18: 스러스트링

19: 회전체용 전열부재 20: 금속링

22: 시일링 23a,23b: 나선홈

24: 고정체의 오목부 25a,25b: 나선홈

26: 윤활제 수용실 27: 윤활제 통로

28a: 제 1 구멍 28b: 제 2 구멍

29a: 제 1 고정체용 전열부재 29b: 제 2 고정체용 전열부재

Ga,Gb: 단열용 간격

상기 목적을 달성하는 본 발명 중 하나는 고정체의 단부측으로부터 윤활제 수용실 및 윤활제 통로를 피한 위치에 적어도 1개의 구멍이 형성되고 이 구멍 내에 고정체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 삽입되어 일체적으로 접합되어 있는 회전양극형 X선관이다.

상기 목적을 달성하는 다른 발명은 회전체가 복수의 원통형 구조체에 의해 구성되고 또한 이 복수의 원통형 구조체 중 고정체와의 사이에 동압식 슬라이딩 베어링을 구성하는 내측원통형 구조체의 외주벽에 이 내측 원통형 구조체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 실질적으로 원통형으로 접합되어 있는 회전양극형 X선관이다.

상기 목적을 달성하는 또 다른 발명은 고정체의 단부측으로부터 윤활제 수용실 및 윤활제 통로를 피한 위치에 적어도 1개의 구멍이 형성되어 이 구멍 내에 고정체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 삽입되어 상기 고정체와 일체적으로 접합되어 있고, 회전체는 복수의 원통형 구조체에 의해 구성되고 이 복수의 원통형 구조체 중 고정체와의 사이에 동압식 슬라이딩 베어링을 구성하는 내측 원통형 구조체의 외주벽에 이 내측 원통형 구조체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 실질적으로 원통형으로 접합되어 있는 회전 양극형 X선관이다.

상기 목적을 달성하는 또 다른 발명은 고정체의 단부측으로부터 윤활제 수용실 및 윤활제 통로를 피한 위치에 구멍이 형성되어 이 구멍내에 고정체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 삽입되어 접합됨과 동시에 이 전열부재에 냉각매체를 지나는 통로가 형성되어 있는 회전양극형 X선관이다.

상기 목적을 달성하는 또 다른 발명은 고정체의 동압식 슬라이딩 베어링이 설치되는 제 1 부분이 소정의 제 1 재료로 형성되고 이 고정체의 제 1 부분 보다도 회전양극으로부터 먼측에 위치하는 제 2 부분이 제 1 재료보다도 열전도율이 큰 제 2 재료로 형성되고 또한 제 1 부분 및 제 2 부분이 윤활제 수용실 및 윤활제 통로를 피한 위치에서 일체적으로 접합되어 있는 회전양극형 X선관이다.

본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 동일 부분은 동일한 부호로 나타낸다. 우선, 도 1 내지 도 3a, 도 3b에 도시한 실시예를 설명한다. 또한, 도 2는 도 1의 양극회전체 및 고정체의 부분을 확대하여 도시하고 있고, 도 3a는 도 1 및 도 2의 3a-3a에서의 회전체 내측 원통 및 고정체의 횡단면도를 도시하고, 도 3b는 동일하게 도 1 및 도 2의 3b-3b에서의 횡단면도를 도시하고 있다.

이 도면에서 부호 "11"는 회전양극형 X선관을 구성하는 진공용기로, 도 1에서는 그 일부만이 도시되어 있다. 진공용기(11)내에서는 전자빔을 방출하는 음극(도시하지 않음)이나 원반형 회전양극(12) 등이 배치되어 있다. 원반형 회전양극(12)은 그 대부분이 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 구성되고 음극과 대향하는 초점 영역에 X선을 방출하는 텅스텐 또는 레늄-텅스텐 합금과 같은 양극 타겟층(13)이 설치되어 있다.

원반형 회전양극(12)은 고정용 너트(14)로 지지 샤프트(15)에 고정되고 이 지지 샤프트(15)는 회전기구의 회전체(16)에 연결되어 있다. 회전체(16)는 외측 원통(16a), 중간원통(16b) 및 바닥이 있는 내측원통(16c)의 3층 구조가 되어 있고 중간원통(16b)이 지지 샤프트(15)와 연결되어 있다. 내측 원통(16c)의 하단개구부는 스러스트 링(18)이 나사 고정되어 있다.

회전체의 외측 원통(16a)은 외주면에 열복사성을 높이는 흑색막이 부착된 동으로 구성되어 있다. 중간원통(16b)은 열전도율이 매우 작고 고온에서도 기계적 강도가 높은 예를 들어 50중량%의 철과 50중량%의 니켈의 합금(이하, TNF재로 기재한다)으로 구성되어 있다. 또한, 바닥이 있는 내측원통(16c)은 내주면이 베어링면이 되므로 비교적 고경도이고 액체 윤활제가 침투하기 어려운 예를 들어 철합금공구강의 SKD-11(JIS 규정)로 구성되어 있다.

또한, TNF재는 열전도율이 약 16(W/m·K)로 매우 작고 이것을 중간원통(16b)에 사용함으로써 이 중간원통 자체의 열전도 억제효과와 함께 후술하는 그 내측의 단열용 간격(Ga)의 존재도 함께, 회전양극으로부터 베어링 부분으로의 열전달을 작게 억제할 수 있다. 또한 이 TNF재는 열팽창율이 약 10×10^-6/℃로 내측원통의 SKD-11에 가까운 값이다.

내측 원통(16c)과 중간원통(16b)은 원반형 회전양극(12)으로부터 열전도 경로적으로 먼 동 도면의 약간 아래쪽 부분에서 납땜 등에 의해 연결되어 있고 나머지 부분 즉 이 내측원통(16c)의 외주면과 중간원통(16b) 사이에는 단열용 제 1 간격(Ga)이 설치되어 있다.

또한, 중간원통(16b)과 외측원통(16a)은 원반형 회전양극(12)에 가까운 끼워맞춤 부분에서 납땜 등에 의해 연결되고 나머지 부분 즉 이 양 원통간의 아래쪽 부분에는 단열용 제 2 간격(Gb)이 설치되어 있다.

내측원통(16c)의 외주벽의 일부 즉 단열용 간격(Ga)이 설치된 부분의 하단 가까이에는 제 1 계단부(T1)가 설치되어 있다. 이 제 1 계단부(T1) 보다도 위쪽에 위치하는 내측원통(16c)의 제 1 부분(Ap)은 제 1 계단부(T1) 보다도 아래쪽에 위치하는 내측원통(16c)의 제 2 부분(Aq) 보다도 외부직경이 작게 형성되어 있다.

그리고, 이 고정체의 외부직경이 작은 제 1 부분(Ap)의 외주벽에는 도 3a에도 도시한 바와 같이 회전체용 전열부재(19)가 예를 들어 납땜에 의해 실질적으로 원통형상이 되도록 접합되어 있다. 이 전열부재(19)의 접합부를 부호 "B"로 나타내고 있다. 회전체용 전열부재(19)의 두께는 그 외주면과 제 2 부분(Aq)의 외주면이 면일치되는 크기로 설정되어 있다. 이 실시예에서 회전체용 전열부재(19)는 원통형이 되는 부재를 원주방향으로 4분할한 동일한 크기의 원호상 판재를, 인접하는 판재 사이에 소정의 미소간격(g)을 구비하도록 배치되어 있다. 그리고,이 회전체용 전열부재(19)는 내측원통(16c)보다도 열전도율이 큰 재료, 예를 들어 텅스텐 소결재료에 동을 35중량% 용침시킨 복합재료에 의해 형성되어 있다.

내측원통(16c)의 내주면의 일부, 예를 들어 제 1 계단부(T1) 보다도 아래쪽에 제 2 계단부(T2)가 형성되어 있다. 이 제 2 계단부(T2) 보다도 위쪽에 위치하는 내측원통(16c)의 제 2 부분(Aq)은 제 2 계단부(T2) 보다도 아래쪽에 위치하는 내측원통(16c)의 제 3 부분(Ar) 보다도 내부직경이 작게 형성되어 있다.

그리고, 내측원통(16c)의 내측에는 거의 원기둥 형상의 고정체(17)가 삽입되어 있다.

고정체(17)의 아래쪽 단부(17a)는 스러스트 링(18)의 중앙개구부분을 관통하고 밀봉용 금속링(20)에 일부가 고정됨과 동시에 또한 진공용기(11)의 바깥쪽까지연장되어 있다. 고정체(17)의 하단부 즉 원반형 회전양극(12)과 반대측의 바깥쪽 단부(17a)는 이 회전양극형 X선관을 수용용기(도시하지 않음)에 고정하는 피고정부로서 이용된다. 고정체(17)는 밀봉용 금속링(20)의 내측에 기밀용접되고 밀봉용 금속링(20)의 바깥쪽이 진공용기(11)에 고정된 두께가 얇은 금속의 시일링(22)과 기밀 용접되어 고정체(17)는 진공용기(11)에 진공기밀하게 밀봉되어 있다.

고정체(17)의 외주면의 일부에는 2조의 헤링본 패턴의 나선홈(23a,23b)이 형성되고 회전체(16)와 고정체(17) 사이에 래디얼 방향의 동압식 슬라이딩 베어링을 형성하고 있다. 상하 나선홈(23a,23b)에 끼워진 영역의 고정체(17)의 외주면에는 액체금속윤활제의 일부를 저장하는 오목부(24)가 형성되어 있다.

회전체(16)의 내측원통(16c)과 고정체(17) 사이에는 동작중에 20μ 정도의 베어링 간격을 포함하는 간격이 유지되도록 이루어져 있다.

또한, 내측 원통(16c)의 원반형 회전양극(12)측의 저면과, 이 저면에 근접하여 대면하는 고정체(17)의 상단면 및 고정체(17)의 제 2 계단부(T2)의 하부면과 이에 근접하여 대면하는 스러스트링(18)의 상부면에도 각각 원형상의 헤링본 패턴의 나선홈(25a,25b)이 형성되고 스러스트 방향의 동압식 슬라이딩 베어링이 형성되어 있다.

서로 끼워 맞추고 근접한 부분에 동압식 슬라이딩 베어링을 구성하는 회전체의 내측원통(16c), 고정체(17) 및 스러스트링(18)은 예를 들어 상술한 바와 같은 SKD-11로 구성되어 있다.

고정체(17)의 중심부분에는 액체금속 윤활제를 수납하는 윤활제 수용실(26)이 회전중심축(C)의 방향을 따라서 형성된 구멍에 의해 구성되어 있고 이 윤활제 수용실(26)의 상단은 고정체(17)의 상단면에서 개구하고 있다. 윤활제 수용실(26)과 고정체(17)의 외주면에 설치된 오목부(24) 사이에는 윤활제 수용실(26)의 연장방향과 상이한 방향으로 분기하는 3개의 가로방향의 윤활제 통로(27)가 약 120도 간격으로 방사상으로 형성되어 있다.

또한, 윤활제 통로는 오목부(24)에 지나는 부분에 한정되지 않고 각 나선홈의 동작중의 윤활제 압력이 상대적으로 낮아지는 영역 또는 그 근방에 개구하도록 적절한 위치에 적절한 수를 형성해도 좋다. 그리고, 회전체(16), 고정체(17), 스러스트링(18)의 상호간의 베어링 간격을 포함하는 간격이나 나선홈(23a,23b), 또한 윤활제 수용실(26)이나 윤활제 통로(27,24) 오목부에는 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제 예를 들어 Ga-In-Sn합금이 공급되고 있다. 이렇게 하여 X선관의 동작 중, 윤활제 수용실(26)에 수납된 액체금속윤활제는 그 개구나 윤활제 통로, 오목부 등을 거쳐 동압식 슬라이딩 베어링 부분에 공급된다.

그래서, 고정체(17)에는 도 3a 및 도 3b에도 도시한 바와 같이 미리 원반형 회전양극(12)과 반대측에 위치하는 바깥쪽 단부(17a)의 선단면으로부터 중심축(C)의 방향을 따라서 길이가 다른 2조의 구멍, 즉 관축방향을 따른 길이가 긴 3개의 제 1 조의 구멍(28a) 및 그보다도 짧은 길이의 3개의 제 2 조의 구멍(28b)이 설치되고 이 각 조의 구멍(28a,28b)에 각각 제 1 조의 고정체용 전열부재(29a), 제 2 조의 고정체용 전열부재(29b)가 각각 기밀하게 끼워 맞추어지고, 각 조의 구멍(28a,28b)의 내부면에 예를 들어 납땜에 의해 일체적으로 접합되어 있다. 이 전열부재(29)의 접합부를 동일하게 부호(B)로 나타내고 있다.

그리고, 각 조의 구멍(28a,28b) 및 그것에 삽입하여 접합된 각 조의 전열부재(29a,29b)는 고정체 중의 윤활제 수용실(26)을 피하여 중심축(C)으로부터 반경방향으로 변위된 위치에서 원주방향으로 약 120도 간격으로 설치되어 있다.

또한, 제 1 조의 구멍(28a) 및 전열부재(29a)는 각 윤활제 통로(27)를 피한 위치에 설치되고 이 윤활제 통로(27)를 넘어 또한 원반형 회전양극(12)쪽의 고정체 단부 가까이까지 연장되어 있다. 제 2 조의 구멍(28b) 및 전열부재(29b)는 원주방향의 위치에서는 윤활제 통로(27)의 위치에 대응하지만 이 윤활제 통로(27)에는 도달하지 않도록 윤활제 통로(27)의 앞까지 설치되어 있다.

제 1 조 및 제 2 조의 구멍(28a,28b)에 끼워 맞추어지는 각 고정체용 전열부재(29a,29b)는 고정체(17) 보다도 열전도가 양호한 재료, 예를 들어 동(Cu)으로 형성되어 있다. 고정체(17)와 동은 열팽창 특성에 차이가 있지만, 이 경우 동의 직경이 작고 납땜되어 있으므로 열응력차에 의한 실용상의 문제는 발생하지 않는다.

또한, 고정체용 전열부재(29a,29b)를 형성하는 재료에는 회전체용 전열부재(19)와 동일하게, 텅스텐 소결재료에 동을 35중량% 용침시킨 복합재료 등을 사용할 수도 있다. 텅스텐과 동은 거의 고용하여 합쳐지지 않으므로 텅스텐에 대한 동의 중량비가 증가하면, 복합재료로서의 열전도 특성이나 열팽창 특성은 동 단체의 특성에 가까워진다. 따라서, 동의 중량비를 조정하면 회전체용 전열부재(19)나 고정체용 전열부재(29a,29b)의 열팽창 특성을 SKD-11 등의 베어링 부분을 구성하는 재료의 열팽창 특성에 근접시킬 수 있다. 이와 같은 복합재료로서는 예를 들어 (주)도시바 제조의 전기접점재료「엘고나이트」(상표)도 적합하다.

이상 설명한 회전양극형 X선관은 도 22에 도시한 바와 같이 수용용기내에 수용하고 고정체 바깥쪽 단부(17a)의 숫나사(17b)를 유지부재에 통과시켜, 너트에 의해 조여 고정하여 X선관 장치로서 동작에 제공할 수 있다. 또한, 고정체 바깥쪽 단부(17a)를 여분으로 길게 형성해 두고 그 선단부에 방열핀을 부착하여 방열성을 더욱 높이도록 해도 좋다. 또한, 각 고정체용 전열부재(29a,29b)를 고정체 바깥쪽 단부(17a)의 단면 보다도 여분으로 길게 구성해 두고 그 선단부에 방열핀을 부착하거나 또한 절연냉각유를 직접 분사하도록 구성하여 방열성을 더욱 높여도 좋다.

여기에서 양호한 열전도 특성을 가진 주된 재료를 베어링 구성재료와 함께 도 4의 표에 나타낸다. 이 도 4의 표로부터 밝혀진 바와 같이 전열부재에 적합한 재료로서는 열전도율이 비교적 높은 동이 있다. 또한, 동은 베어링을 구성하는 재료 예를 들어 SKD-11과 열팽창율이 상이하다. 그 때문에, 회전체용 전열부재나 고정체용 전열부재에 동을 사용하면 회전체나 고정체의 형상, 크기관계에 따라서는 사용시(예를 들어 약 220℃) 또는 베어링 부품의 진공 탈가스시(예를 들어 약 750℃)에 열응력이 높아지고 회전기구를 구성하는 부품을 변형시켜 크기불량의 원인이 되는 경우도 생각된다. 그에 대하여 텅스텐 65중량%, 동 35중량%의 복합재료를 사용한 경우에는 열팽창율이 SKD-11값에 가깝고 부품의 크기불량이 감소되며 동시에 높은 열전도 효과가 얻어진다.

상기한 구성에 의하면 각 베어링 부분에 비교적 근접하여 배치된 회전체 내측 원통의 외주면의 회전체용 전열부재나, 고정체에 설치된 구멍에 삽입되어 일체적으로 접합된 고정체용 전열부재에 의해, 베어링 부분에 전달되는 열이나 베어링 부분에서 자기 발생하는 열에 의한 각 베어링 부분의 온도가 빠르게 균일화된다. 그리고, 이 베어링 부분의 열을 고정체의 바깥쪽 단부쪽으로 효율 좋게 전달하여 진공용기 밖으로 방산시켜 베어링 부분의 온도상승을 억제할 수 있다. 특히, 회전체용 전열부재 및 고정체용 전열부재는 축방향에 있어서 적어도 일부가 겹쳐 만나는 위치관계가 되어 있으므로, 베어링 부분이 실질적으로 고열전도재에 끼인 형태가 되어 베어링 부분의 온도의 균일화 및 외부로의 열방산성이 높아진다.

그 결과, 나선홈이나 베어링 간격의 크기변화가 억제되고 장기에 걸쳐 안정적인 회전특성을 유지할 수 있는 회전양극형 X선관이 얻어진다. 또한, 진공용기밖에 위치하는 고정체 바깥쪽 단부를 포함하는 고정체는 일부의 구멍에 고정체용 전열부재가 끼워져 있지만, 고정체용 전열부재에 차지하는 비율을 작게 억제하는 것이나 전열부재를 고정체에 일체적으로 고정부착함으로써 고정체의 기계적 강도가 충분히 유지된다.

도 5에 도시한 실시예는 회전체용 절연부재(19)로서 원주방향으로 12분할한 원호형상 판재를 회전체 내측원통(16c)의 외주벽에 납땜 등에 의해 고착하여 실질적으로 원통형상으로 한 것이다. 또한, 도 5는 도 3a에 대응하는 위치의 회전체 내측 원통 및 고정체의 횡단면도이고 중복되는 설명은 생략한다.

여기에서 회전체용 전열부재(19)의 분할수를 많게 한 경우의 효과에 대해서 설명한다. 회전체용 전열부재(19)에는 예를 들어 텅스텐 소결재료에 동을 35중량% 용침시킨 복합재료가 사용된다. 이와 같은 복합재료의 열팽창율은 도 4에 도시한 바와 같이 저온에서는 베어링부의 구성재료인 SKD-11에 가까운 값이다. 그러나, 온도가 상승하면 전열부재쪽이 SKD-11 보다도 열팽창율이 약간 커진다. 그 때문에, 내측원통(16c)에 회전체용 전열부재(19)를 납땜하는 경우, 또는 베어링 조립 부품으로서 고온탈가스처리를 하는 경우 등에 열응력이 발생하고 내측원통(16c)의 원통구조부분이 압축력을 받아 변형되는 경우가 있다.

이와 같은 변형은 통상, 분할된 회전체용 전열부재(19)끼리의 간격(Ga)의 골짜기 부분에 응력이 집중하여 발생하고 내측원통(16c)의 두께가 얇을수록 변형이 일어나기 쉽다. 그러나, 회전체용 전열부재(19)의 분할수가 많아지면 회전체용 전열부재(19)끼리의 다수의 간격(g) 중 골짜기 부분에 열응력이 분산된다. 그 결과, 열응력의 과대한 국부집중이 완화되며, 내측원통(16c)의 원통구조부분의 변형이 억제된다.

상기의 실시형태에서는 회전체용 전열부재(19)를 원주방향으로 다분할한 구조의 예로 설명하고 있다. 그러나, 회전체용 전열부재(19)로서는 단면이 직사각형 예를 들어 동일형상의 각봉을 내측원통의 외주면에 등간격으로 다수 나열한 구조 또는 원통형상 구조의 표면에 다수의 슬릿형상의 홈을 축방향으로 등간격으로 설치한 구조 등을 이용할 수도 있다. 또는 회전체 내측원통의 직경이 비교적 작은 경우에는 회전체용 전열부재(19)를 단일한 원통체로 구성할 수도 있다.

다음에, 도 6에 도시한 실시예를 설명한다. 도시하지 않은 원반형상 회전양극이 고정된 지지 샤프트(15)는 회전체(54)에 연결되어 있다. 이 회전체(54)는 상술한 실시예와 동일하게 외측원통(54a), 중간원통(54b) 및 바닥이 있는 내측원통(54c)의 3층 원통형상 구조로 구성되어 있다. 내측원통(54c)의 하단개구에는 스러스트링(59)이 나사고정되어 있다.

회전체의 외측원통(54a)은 상술한 실시예와 동일하게 외주면에 흑색막이 부착된 동으로 구성되고 중간원통(54b)은 TNF재로 구성되고 바닥이 있는 내측원통(54c) 및 스러스트링(59)은 SKD-11로 구성되어 있다.

내측원통(54c)의 외주면의 일부에 계단부(T1)가 설치되어 있다. 내측원통(54c)은 계단부(T1)의 위쪽부분(Ap)쪽이 계단부(T1)의 아래쪽 부분(Aq) 보다도 외부직경이 작게 형성되고 외부직경이 작은 위쪽 부분(Ap)의 외주면에 원통 또는 복수개로 분할된 두꺼운 회전체용 전열부재(56)가 납땜 등에 의해 일체 접합되어 있다.

회전체용 전열부재(56)의 반경방향의 두께는 그 외주면과 아래쪽 부분(Aq)의 외주면이 면일치하는 크기로 설정되어 있다. 회전체용 전열부재(56)는 내측원통(54c) 보다도 열전도율이 큰 재료, 예를 들어 텅스텐 소결재료에 동을 용침시킨 복합재료(예를 들어 텅스텐 60중량%, 동 40중량%)에 의해 형성되어 있다.

또한, 계단부(T1) 보다도 아래쪽의 내측원통(54c)의 내주면의 일부에 계단부(T2)가 설치되어 있다. 내측원통(54c)은 계단부(T2)의 위쪽부분(Aq)쪽이 계단부(T2)의 아래쪽 부분(Ar) 보다도 내부직경이 작아지고 있다. 그리고, 내측원통(54c)의 내부공간에 좁은 베어링 간격을 유지하여 고정체(55)가 끼워져 있다.

고정체(55)는 회전체(54)의 내측원통(54c)의 공간에 맞추어 외부직경이 작은 제 1 소직경부(55w), 제 1 소직경부(55w) 보다도 외부직경이 큰 대직경부(55x), 및 대직경부(55x) 보다도 외부직경이 작은 제 2 소직경부(55y) 등으로 구성되어 있다. 제 1 소직경부(55w)와 대직경부(55x)의 경계 및 대직경부(55x)와 제 2 소직경부(55y)의 경계에 각각 계단부(Z1,Z2)가 형성되어 있다.

그래서, 고정체(55)에는 고정체 바깥방향단부(55b)의 단면으로부터 대직경부(55x)의 부분까지 미리 중심축(C)의 부분에 축방향을 따라서 내부직경이 비교적 큰 구멍(55a)이 설치되고 그 구멍(55a)에 고정체용 전열부재(57)가 기밀하게 끼워 맞추어지고 예를 들어 납땜에 의해 접합되어 있다. 고정체용 전열부재(57)는 고정체(55) 보다도 열전도율이 큰 재료, 예를 들어 텅스텐 소결재료에 동을 용침시킨 복합재료(텅스텐 65중량%, 동 35중량%)로 형성되어 있다.

고정체(55)의 제 1 소직경부(55w)의 측면에는 상하의 2개의 영역에 헤링본 패턴의 나선홈(58a,58b)이 형성되고 회전체(54)와의 사이에 래디얼 방향의 동압식 슬라이딩 베어링을 형성하고 있다. 내측원통(54c)의 계단부(T1)와 대향하는 계단부(Z1) 및 회전체(54)의 하단부에 나사 고정됨과 동시에 계단부(Z2)의 면에 접하는 스러스트링(59) 상부면에도 각각 원형상의 헤링본 패턴 나선홈(60a,60b)이 형성되고 회전체(54)와의 사이에 스러스트 방향의 동압식 슬라이딩 베어링을 형성하고 있다. 이 실시예는 각 동압식 슬라이딩 베어링부의 직경을 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 비해 작게 구성하고 그에 의해 X선관의 회전동작시의 베어링 저항이 작아지도록 하여 보다 고속회전으로 동작시키는 데에 적합한 것이다.

고정체(55)의 중심부분에는 액체금속윤활제를 수납하는 윤활제 수용실(61)이 중심축(C)의 방향을 따라서 설치되어 있다. 윤활체 수용실(61)에 상단은 고정체(55)의 상단면에 개구하고, 윤활제 수용실(61)과 동압식 슬라이딩 베어링 사이에는 윤활제 수용실(61)로부터 분기한 횡방향 윤활제 통로(62)가 고정체(55)의 방사형상에 설치되어 있다. 윤활제 수용실(61)에 수납된 액체금속윤활제는 상단의 개구나 윤활제 통로(62)를 거쳐 동압식 슬라이딩 베어링부에 공급되도록 이루어져 있다.

또한, 스러스트링(59)의 아래쪽에는 액체금속윤활제가 진공공간측에 새지 않도록 회전부분에 연결된 제 1 트랩링(63) 및 고정부분에 연결된 제 2 트랩링(64)이 설치되고, 제 2 트랩링(64)은 밀봉용 금속링(65)에 고정되어 있다. 또한, 고정체 바깥쪽 단부(55b)의 외주벽에는 고정용 숫나사(55c)가 형성되어 있다.

상기한 구성에 의하면 회전체(54)의 내측 원통(54c)에 회전체용 전열부재(56)가 접합되고 고정체(55)의 단면에 설치된 구멍에 고정체용 전열부재(57)가 접합되며, 이 회전체용 전열부재(56)나 고정체용 전열부재(57)를 열 전도가 양호한 재료, 예를 들어 텅스텐 소결재료에 동을 용침시킨 복합재료로 형성하고 있다.

따라서, 회전체에 전도하는 열이나 베어링 부분에서 발생하는 열은 각 베어링 부분사이에서 빠르게 분산되어 온도가 균일화됨과 동시에, 고정체(55) 등을 통하여 관밖으로 효율좋게 방산되어 베어링 부분의 온도상승이 억제된다. 또한, 진공용기밖으로 연장된 고정체 바깥쪽 단부에 형성된 구멍에 고정체용 전열부재가 삽입되어 있지만, 고정체 바깥쪽 단부를 차지하는 고정체용 전열부재의 횡단면적의 비율을 작게 억제하는 것이나 납땜 등으로 일체 결합함으로써 고정체의 기계적 강도는 충분히 유지된다.

또한, 복합재료를 형성하는 텅스텐과 동은 거의 고용하여 합쳐지지 않는다. 그 때문에, 텅스텐에 대한 동의 중량비가 증가하면 복합재료로서의 열전도 특성이나 열팽창 특성은 동 단체의 특성에 가까워진다. 따라서, 동의 중량비를 조정하면 회전체용 전열부재나 고정체용 전열부재의 열팽창 특성을 SKD-11 등 베어링 부분의 재료의 열팽창 특성에 근접하게 할 수 잇다.

예를 들어, 텅스텐 65중량%, 동 35중량%의 복합재료를 사용한 경우, 열팽창율이 SKD-11에 가까운 값이 되고 회전체의 내측원통(54c)과 회전체용 전열부재(56)의 접합부분 및 고정체(55)와 고정체용 전열부재(57)의 접합부분에 발생하는 열응력이 작아지고 열팽창율이 상이한 부품 변형 등이 방지됨과 동시에 높은 열전도 효과가 얻어진다.

여기에서 고정체(55)의 바깥쪽 단부(55b)에서의 고열전도 효과에 대해서 설명한다. 예를 들어 도 6에서 고정체용 전열부재(57)의 외부직경(D2)을 고정체(55)의 인접부분의 외부직경(D1)의 1/2로 하고 고정체(55)의 열전도율을 k1(SKD-11의 경우, 24W/m·K), 그 횡단면적을 S1, 고정체용 전열부재(57)의 열전도율을 k2(=240W/m·K), 그 횡단면적을 S2로 하면 고정체(55)의 바깥쪽 단부(55b)에서의 유효열전도율(k)은

이 된다.

수학식 1을 k1 이나 k2의 값을 사용하여 계산하면 k=78W/m·K가 되고 고정체용 전열부재(57)를 설치한 경우에는 이것을 설치하지 않은 경우의 약 3.3배의 냉각효과가 얻어진다.

다음에, 베어링부에서의 열전도 효과에 대해서 설명한다. 도 6에서 회전체용 전열부재(56)나 고정체용 전열부재(57)가 없고 이 부분도 내측원통(54c)과 동일한 재료로 형성되어 있는 것으로 한 경우, 그 열전도는 내측원통(54c)과 동일한 외부직경(D3)의 SKD-11(열전도율 k1=24W/m·K)의 입방체 원주로서 계산된다. 또한, 내측원통(54c)의 외주부에 회전체용 전열부재(56)를 설치한 구조(도 6)의 경우에는 예를 들어 내측원통(54c)의 외주부에 내부직경이 D2(=0.6×D3)으로 외부직경이 (D3)의 회전체용 전열부재(열전도율 k2=240W/m·K)가 접합되어 있는 것으로서 계산된다.

이 때, 회전체용 전열부재(56)가 접합되어 있는 경우의 유효열전도율(k)은 고정체의 경우와 동일하게,

이 된다.

수학식 2의 k의 값을 계산하면 k=162W/m·K가 된다. 이 값은 베어링부의 재질을 모두 몰리브덴(k=147W/m·K)으로 바꾼 경우 보다도 높은 열전달 효과 및 방열효과가 얻어진다. 따라서, 각 베어링 부분의 온도의 균일화가 보다 효율적으로 이루어진다.

또한, 2종의 재료를 조합한 경우에 각각의 재료에 고온시에 발생하는 열응력(σ)은 영률을 E, 2종의 재료의 열팽창율차를 Δα, 상온과의 온도차를 ΔT로 하면 σ=E·Δα·ΔT로 나타낸다.

도 6의 구조에서 사용시의 온도인 약 220℃(ΔT=200℃), 베어링의 진공탈가스처리시의 온도인 750℃(ΔT=730℃)인 경우에 대해서, 상기의 σ가 각 온도에서의 재료의 인장강도 보다도 작으면, 열변형이 발생하는 문제는 발생하지 않는다. 그 때문에 Δα가 충분히 작아지는 재료의 조합을 선택할 필요가 있게 된다. 예를 들어 베어링 재료가 SKD-11인 경우에는 접합되는 고열전도재료로서 텅스텐 65중량%, 동 35중량%의 복합재료를 선택함으로써 열변형의 문제를 해결할 수 있다.

도 7에 도시한 실시예는 도 6에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서, 회전체용 전열부재(56)를 고정체 대직경부(55x) 가까이까지 연장하여 고정하고, 또한 고정체용 전열부재(57)를 고정체 대직경부(55x) 내측까지 연장하여 설치한 것이다. 또한, 도 6과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에 의하면 고정체의 기계적 강도를 거의 손상시키지 않고 도 6의 경우 보다도 베어링 부분의 방열성을 더욱 높일 수 있다.

도 8에 도시한 실시예는 도 7에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서, 고정체용 전열부재(57)를 고정체 대직경부(55x)의 내측을 통과하여 회전체용 전열부재(56)의 도시한 부분의 아래쪽 일부의 내측영역까지 연장하여 설치한 것이다. 이에 의해, 회전체용 전열부재(56)와 고정체용 전열부재(57)는 축방향을 따른 거리(Lo)에 걸쳐 실질적으로 중복되어 위치하도록 이루어져 있다. 또한, 도 7과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에 의하면 회전체용 전열부재(56)와 고정체용 전열부재(57)가 일부에서 실질적으로 중복되도록 이루어져 있으므로, 도 7의 경우 보다도 베어링 부분의 온도의 균일화 및 방열성을 더욱 높일 수 있고 고정체의 기계적 강도도 거의 손상시키지 않는다.

다음에, 도 9 내지 도 11에 도시한 실시예를 설명한다. 도시하지 않은 원반형상 회전양극이 고정부착된 지지 샤프트(15)는 회전체(76)의 중간원통(76b)에 연결되어 있다. 회전체(76)는 외측 원통(76a), 중간원통(76b) 및 바닥이 있는 내측원통(76c)의 3층 구조로 이루어져 있고 내측원통(76c)의 하단개구에는 스러스트링(78)이 나사 고정되어 있다.

회전체의 외측 원통(76a)은 상술한 실시예와 동일하게 외주면에 흑색막이 부착된 동으로 구성되고 중간원통(76b)은 TNF재로 구성되며 바닥이 있는 내측원통(76c) 및 스러스트링(78)은 SKD-11로 구성되어 있다.

회전체 내측원통(76c)의 외주면의 일부, 예를 들어 중간원통(76b)과의 사이에 단열간격(Ga)이 설치되어 있는 영역에, 제 1 계단부(T1)가 설치되어 있다. 제 1 계단부(T1) 보다도 위쪽에 위치하는 내측 원통(76c)의 제 1 부분(Ap)은 제 1 계단부(T1) 보다도 아래쪽에 위치하는 내측원통(76c)의 제 2 부분(Aq) 보다도 외부직경이 작게 형성되어 있다. 외부직경이 작은 제 1 부분(Ap)의 외주부분에 회전체용 전열부재(79)가 납때에 의해 실질적으로 원통형상으로 접합되어 있다. 회전체용 전열부재(79)의 두께는 그 외주면과 제 2 부분(Aq)의 외주면이 면일치되는 크기로 설정되어 있다. 또한, 회전체용 전열부재(79)는 내측원통(76c) 보다도 열전도가 양호한 재료, 예를 들어 텅스텐 소결재료에 동을 35중량% 용침시킨 복합재료로 형성되어 있다.

회전체 내측원통(76c)의 내주면의 일부, 예를 들어 제 1 계단부(T1) 보다도 아래쪽에는 제 2 계단부(T2)가 형성되어 있다. 제 2 계단부(T2) 보다도 위쪽에 위치하는 내측원통(76c)의 제 2 부분(Aq)은 제 2 계단부(T2) 보다도 아래쪽에 위치하는 내측원통(76c)의 제 3 부분(Ar) 보다도 내부직경이 작게 형성되어 있다.

그리고, 회전체 내측원통(76c)의 내측에는 동작중에 20μ 정도의 베어링 간격을 유지하도록 거의 원기둥 형상의 고정체(77)가 삽입되어 있다. 고정체(77)의 아래쪽 부분은 스러스트링(78)의 중앙구멍을 관통하고 밀봉용 금속링(80)에 일부가 고정되고, 고정체 바깥쪽 단부(77a)가 진공용기(71)의 바깥쪽까지 연장되어 있다. 이 고정체 바깥쪽 단부(77a)는 외주벽에 고정용 숫나사(77b)를 구비하고 이 회전양극형 X선관을 수용용기(도시하지 않음)에 고정하는 피고정부로서 이용된다. 밀봉용 금속링(80)은 진공용기(71)에 한단이 고정된 두께가 얇은 금속 시일링(82)과 기밀용접되고 동시에 고정체(77)와 기밀용접되어 있다.

그래서, 진공용기 밖에 위치하는 고정체 바깥쪽 단부(77a)의 하단면으로부터 그 중심부분에 중심축(C)의 방향을 따라서 비교적 내부직경이 큰 구멍(H)이 미리 형성되어 있다. 이 구멍(H)의 상단은 고정체(77)의 상단면 가까이까지 연장되어 있다.

고정체(77)의 외주면에는 2조의 나선홈(83a,83b)이 형성되고 래디얼 방향의 동압식 슬라이딩 베어링이 형성되어 있다. 이 2조의 나선홈(83a,83b)에 끼워진 영역의 고정체(77)의 외주면에 액체금속윤활제의 일부를 저장하는 오목부(84)가 형성되어 있다. 또한, 내측원통(76c)의 회전양극측의 저면과 접하는 고정체(77)의 상단면 및 스러스트링(78)의 상단면에도 각각 나선홈(85a,85b)이 형성되고 스러스트 방향의 동압식 슬라이딩 베어링이 형성되어 있다.

또한, 고정체(77)의 중심부에 형성된 구멍(H)을 피한 둘레에는 내부에 액체 금속윤활제를 수용하는 윤활제 수용실(86)이 축방향을 따라 원주방향으로 90도 간격으로 4개 형성되어 있다. 이 윤활제 수용실(86)의 상단은 고정체(77)의 상단면에 개구하고 있다. 윤활제 수용실(86)의 하단에는 나선홈(83b) 보다도 아래쪽에 위치하는 부분의 나선홈의 단부 및 베어링 간격을 통과하는 4개의 제 1 윤활제 통로(90a)가 분기하여 방사상으로 형성되어 있다. 또한, 윤활제 수용실(86)과 고정체(77)의 외주면에 설치된 오목부(84) 사이에도 고정체(77)의 4개의 제 2 윤활제 통로(90b)가 방사상으로 형성되어 있다. 또한, 윤활제 수용실(86)과 고정체(77)의 상단면에 개구(95)를 가진 작은 구멍과 연결하여 4개의 제 3 윤활제 통로(90c)가 고정체(77)의 구멍(H)이 없는 부분을 가로방향으로 관통하도록 방사상으로 형성되어 있다.

또한, 4개의 윤활제 수용실(86)은 고정체(77)의 상단면의 원형상 헤링본 패턴 나선홈(85a)의 외주 영역에 개구하고, 중앙의 개구(95)는 나선홈(85a)이 없는 중심축 부분에 위치하고 있다.

이 윤활제 수용실(86)이나 각 윤활제 통로, 회전체(76)와 고정체(77)의 베어링 간격부분, 오목부(84), 나선홈(83a,83b) 내에는 동작중에 액상인 금속윤활제 예를 들어 Ga-In-Sn합금이 공급되고 있다.

그리고, 상기한 구성의 고정체(77)의 구멍(H)의 내부에는 도 11에 도시한 바와 같이 고정체용 전열부재(91)가 삽입되고 구멍(H)의 내부면에 예를 들어 납땜에 의해 일체적으로 접합되어 있다. 고정체용 전열부재(91)에는 고정체(77) 보다도 열전도율이 높은 예를 들어 텅스텐 65중량%, 동 35중량%의 복합재료 등이 사용된다.

상기한 구성에 의하면 열전도율이 높고 체적이 큰 고정체용 전열부재(91)가 고정체(77)의 중심부의 구멍에 기밀하게 끼워 맞추어지고, 납땜 등에 의해 일체적으로 접합되어 있다. 또한, 회전체용 전열부재(76c)와 고정체용 전열부재(91)는 축방향을 따라서 비교적 긴 거리에 걸쳐서 실질적으로 중복된 형태로 위치하고 있다. 이 때문에, 각 베어링 부분의 온도의 균일화 및 고정체를 통과하여 양호한 열전달 특성이 얻어진다. 이렇게 하여 베어링 부분의 열은 효율 좋게 관 밖으로 방산되고 베어링 부분의 온도상승이 억제된다. 또한, 고정체(77)의 구멍에 고정체용 전열부재(91)가 기밀하게 끼워 맞추어져 고정 부착되는 구조이므로 고정체(77)의 기계적 강도도 충분히 유지된다.

다음에, 도 12 및 도 13에 도시한 실시예를 도 9 내지 도 11과 동일 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복을 피해서 설명한다. 이 실시예는 고정체(77)의 중심부분에 설치된 구멍(H)의 내부에 내측원통(76c) 보다도 양호한 열전도 재료, 예를 들어 텅스텐 65중량%, 동 35중량%의 복합재료 등으로 형성된 고정체용 전열부재(101)가 삽입되고 구멍(H)의 내부면에 예를 들어 납땜에 의해 일체적으로 접합되어 있다. 고정체용 전열부재(101)에는 그 중심부분에 냉매통로(101a)가 중심축(C)의 방향을 따라서 설치되고 외주부분에는 나선형상으로 냉매통로(101b)가 설치되어 있다.

두 냉매통로(101a,101b)는 도면의 상단측에서 연결되고 진공용기(71) 밖에 위치하는 숫나사(77b)를 갖는 고정체 단부(77a)를 도시한 부분의 하단부에 위치하는 두 냉매통로단에는 절연유 등의 냉각매체를 도입하는 도입 파이프(102a), 냉각매체를 도출하는 도출파이프(102b)가 각각 설치되어 있다.

상기한 구성에서 도입파이프(102a)로부터 냉각매체가 도입된다. 냉각매체는 냉매통로(101a)를 통과하고 그 후 고정체(77)의 구멍(H)의 내부면과 고정체용 전열부재(101) 사이에 형성된 베어링부에 근접하여 나선형상 냉매통로(101b)를 지나고 도출파이프(102b)로부터 외부로 도출된다. 이 때, 베어링 부분의 열은 고정체용 전열부재(101) 자체에서 외부로 방산됨과 동시에 냉매통로를 지나는 냉각매체에 의해서도 방산된다. 그 때문에, 베어링 부분의 온도상승이 한층 억제된다. 또한, 고정체(77)의 구멍에 고정체용 전열부재(101)가 기밀하게 끼워 맞추어져 일체적으로 접합된 구조이므로 고정체(77)의 기계적 강도도 충분히 유지된다.

또한, 고정체(77)의 구멍(H)에 삽입하기 전의 고정체용 전열부재(101)는 미리 도 13과 같이 가공해 둔다. 즉, 고정체용 전열부재(101)는 중심부분에 축방향으로 직선형상의 냉매통로(101a)가 형성되고 외주부분에 나선형 냉매통로(101b)가 형성되어 있다. 또한, 고정체용 전열부재(101)는 고정체(77)와 동일한 재질의 것으로 구성해도 좋다.

도 14에 도시한 실시예는 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같은 실시예와 유사한 구조에서 냉매통로를 갖는 고정체용 전열부재(101)를 고정체의 바깥쪽 단부분과 일체화한 것이다. 또한, 도 12 및 도 13과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에서의 고정체용 전열부재(101)는 미리 고정체(77)에 설치된 구멍(H)의 내부에 삽입되는 부분과, 고정체 바깥쪽 단부(77a)가 되는 부분이 일체물로 구성되고 스러스트링(78)의 내측부분의 위치에 직경이 변화된 계단부가 설치되어 있다. 그리고, 이 계단부로부터 도면의 상측 소직경부분의 외주벽에 나선형상의 냉매통로(101b)가 형성되어 있다. 고정체 바깥쪽 단부(77a)의 부분에는 나선형 냉매통로(101b)로 통하는 직선형상의 냉매통로(101c), 및 중심부분의 직선형 냉매통로(101a)가 평행하게 형성되어 있다.

이 고정체용 전열부재(101)는 고정체(77)의 구멍(H)의 내부에 소직경부가 기밀하게 삽입됨과 동시에 스러스트링(78)의 내측부분의 하단면에 계단부의 면이 접촉되고 예를 들어 납땜 또는 마찰압접 등에 의해 고정체(77)와 일체적으로 접합된다. 또한, 계단부의 접합면(115c)은 마찰압접에 의해 고온에서의 접합강도를 충분히 높이고 고정체 바깥쪽 단부(77a)에 의해 이 X선관을 수용용기에 안정적으로 고정시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이 실시예에 의하면 베어링 부분의 열을 고정체용 전열부재(101)에 의해 한층 더 효율 좋게 외부로 방산시킬 수 있고 기계적 강도를 충분히 유지할 수 있다. 특히, 베어링 부분으로부터 떨어져 있는 고정체 바깥쪽 단부(77a)에 형성된 냉매통로(101a,101c)는 직선형이므로 냉매의 유통저항이 작아지고 냉매에 의한 방열작용이 증강되는 이점이 있다.

도 15에 도시한 실시예는 도 7에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서, 회전체용 전열부재로서 냉매순환통로(101a,101b)를 구비한 원기둥 형상 전열부재(101)를 고정체의 구멍(55a)에 삽입하고 예를 들어 납땜에 의해 접합한 것이다. 그리고, 원기둥 형상 전열부재(101)의 상단은 고정체 대직경부(55x)의 내측 영역, 즉 회전체용 전열부재(56)에 비교적 근접한 위치까지 연장하여 고정되어 있다. 또한, 도 7과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에 의하면 고정체의 기계적 강도를 거의 손상시키지 않고 베어링 부분의 열방열성을 높일 수 있다.

다음에 도 16에 도시한 실시예를 설명한다. 도시하지 않은 원반형상 회전양극이 고정된 지지 샤프트(15)는 회전체(114)에 결합되어 있다. 회전체(114)는 예를 들어 외측 원통(114a), 중간원통(114b) 및 바닥이 있는 내측원통(114c)의 3층구조이다. 회전체의 외측원통(114a)은 상술한 실시예와 동일하게 외주면에 흑색막이 부착된 동으로 구성되고 중간원통(114b)은 TNF재로 구성되며, 바닥이 있는 내측원통(114c)은 SKD-11로 구성되어 있다.

그리고, 회전체(114)의 내부 공간에는 좁은 베어링 간격을 유지하여 원기둥형상의 고정체(115)가 끼워져 있다. 이 고정체(115)는 도시하지 않은 회전양극측에 위치하는 제 1 고정체 부분(115a) 및 제 1 고정체 부분(115a) 보다도 하단측에 도시한 약간 직경이 작은 제 2 고정체 부분(115b)의 2개의 부분으로 구성되어 있다. 제 1 고정체 부분(115a)은 SKD-11 등의 재료로 형성된 제 2 고정체 부분(115b)은 SKD-11 보다도 열전도율이 높은, 예를 들어 탄소를 0.5% 포함하는 저탄소강 등으로 형성되어 있다. 이 제 2 고정체 부분(115b)은 바깥쪽 단부를 구비하고 그 외주벽에 수나사(115d)가 형성되어 있다.

제 1 고정체 부분(115a)에는 회전체(114)의 하단개구부에 나사 고정되는 스러스트링(116)의 상부면을 따라서 계단부(S)가 형성되어 있다. 제 1 고정체 부분(115a)과 제 2 고정체 부분(115b)은 스러스트링(116)의 내측부분에 위치하는 접합면(115c)에서 마찰압접 등의 고온압접, 플래시 용접 등의 접촉저항용접 또는 납땜 등의 방법으로 접합되어 있다.

고정체(115)의 제 1 고정체 부분(115a)에는 상하의 2개의 영역에 나선홈(117a,177b)이 설치되고 회전체(114)와의 사이에 래디얼 방향의 동압식 슬라이딩 베어링을 형성하고 있다. 제 1 고정체 부분(115a)의 내측원통(114c)과 대향하는 상단면 및 계단부(S)의 면에 접하는 스러스트링(116)의 상부면에는 각각 나선홈(118a,118b)이 형성되고 회전체(14)와의 사이에 스러스트 방향의 동압식 슬라이딩 베어링을 형성하고 있다.

또한, 고정체(115)의 제 1 고정체 부분(115a)의 중심부분에는 그 상단면으로부터 중심축(C)의 방향을 따라서 액체금속윤활제를 수납하는 윤활제 수용실(119)이 설치되어 있다. 윤활제 수용실(119)과 동압식 슬라이딩 베어링과의 사이에는 예를 들어 4개의 윤활제 통로(120)가 90。간격으로 방사상으로 분기하여 설치되고, 윤활제 수용실(119)에 수납된 액체금속윤활제가 윤활제 통로(120) 등을 통과하여 동압식 슬라이딩 베어링부에 공급되도록 이루어져 있다.

스러스트링(116)의 도면의 하방에는 액체금속 윤활제가 진공측으로 새지 않도록 회전부분에 열결된 제 1 트랩링(121) 및 고정부분에 연결된 제 2 트랩링(122)이 각각 고정체(115)의 제 2 고정체 부분(115b)을 둘러싸고 환형으로 설치되어 있다. 제 2 트랩링(122)은 금속링(123)에 고정되어 있다. 고정체(115)의 제 2 고정체 부분(115b)은 금속링(123)의 부분에 기밀 용접됨과 동시에 그 바깥쪽까지 연장되고 있다.

이 실시예에 의하면 래디얼 방향의 동압식 슬라이딩 베어링 및 스러스트 방향의 동압식 슬라이딩 베어링은 고정체(115)의 제 1 고정체 부분(115a)에 설치되어 있다. 제 1 고정체 부분(115a)은 SKD-11 등으로 형성되어 있으므로 회전특성이 좋은 동압식 슬라이딩 베어링이 구성된다. 또한, 제 2 고정체 부분(115b)은 열전도율이 높은 저탄소강으로 형성하고 있다. 이 때문에, 양호한 방열특성이 얻어지고 베어링 부분의 온도상승이 억제된다.

또한, 고정체(115)가 받는 기계적 하중이 비교적 작은 경우에는 제 2 고정체 부분(115b)을 형성하는 재료로서 순철을 이용할 수도 있다. 순철을 이용한 경우에는 저탄소강을 이용한 경우 보다도 베어링 부분이 큰 온도감소효과가 얻어진다.

도 17에 도시한 실시예는 도 16에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서 고정체(115)의 바깥쪽 단부(115b)측에 내부직경이 큰 구멍(131)을 스러스트링(116)의 상단부에 대응하는 위치까지 미리 형성하고, 이 구멍(131)에 고정체(115) 보다도 높은 열전도율을 가진 재료로 형성된 원기둥형상의 고정체용 전열부재(132)를 기밀하게 끼우고 구멍(131)의 내부면에 납땜 등에 의해 일체 접합한 것이다. 또한, 도 16과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다. 이 실시예에 의하면 비교적 간단한 구조로 베어링 부분의 양호한 열방산성이 얻어진다.

또한, 고정체용 전열부재(132)로서는 저탄소강이나 순철이나, 니켈, 니켈 합금, 동, 동합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 탄탈, 탄탈합금, 텅스텐, 텅스텐 합금 중에서 임의의 재료를 선택할 수 있다. 예를 들어, 동을 사용한 경우 동은 열전도도가 높으므로 베어링 부분의 보다 큰 온도 감소효과가 얻어진다.

도 18에 도시한 실시예는 도 16에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서, 고정체(115)의 주요부에 접합한 다른 재료로 만든 고정체 바깥쪽 단부(115b)에 내부직경이 큰 구멍(131)을 스러스트링(116)에 대응하는 위치까지 미리 형성하고, 이 구멍(131)에 고정체 바깥쪽 단부(115b) 보다도 더욱 높은 열전도율을 가진 재료로 형성된 원기둥형 고정체용 전열부재(132)를 기밀하게 끼워 넣고 구멍(131)의 내부면에 납땜 등에 의해 일체 접합된 것이다. 또한, 도 16과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에서 고정체(115)의 회전양극측에 위치하는 제 1 고정체 부분(115a)이 SKD-11 등으로 형성되고 제 2 고정체 부분(115b)이 탄소를 0.5% 포함하는 저탄소강 등으로 형성되고 고정체용 전열부재(132)가 강 또는 강 합금으로 형성되어 있다. 그에 의해, 제 2 고정체 부분(115b)에 의한 베어링부의 온도감소효과 및 제 2 고정체 부분(115b)에 끼워 넣어진 고정체용 전열부재(132)에 의한 온도감소효과에 의해 베어링부분의 보다 큰 온도감소효과가 얻어진다. 도 19에 도시한 실시예는 도 16에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서 제 1 고정체 부분(115a)의 내부에 예를 들어 4개의 봉형상의 고열전도재(129a)를 삽입하여 일체 접합한 것이다. 또한, 도 16과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에서 4개의 봉형상의 고열전도재(129c)는 고정체의 중심부분에 형성한 윤활제 수용실(119)이나 각 방사상 통로(120)를 피한 위치에 설치되고 상단부는 고정체의 상단면의 근방까지 연장되며 하단은 제 2 고정체 부분(115b)의 상단 접합면(115c)에 전열적으로 접합되어 있다. 이에 의해, 각 베어링 부분의 열이 빠르게 분산됨과 동시에 고정체 바깥쪽 단부(115b) 쪽에 효율 좋게 전달되어 방열된다.

또한, 도 16 내지 도 19에 도시한 실시예에서 회전체의 내측원통(114)의 외주벽에 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예 등과 동일한 회전체용 전열부재를 접합한 구성으로 해도 좋다.

도 20 및 도 21에 도시한 실시예는 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예와 유사한 구조에 있어서, 베어링 부분을 구성하는 고정체(17)의 내부에 원통형부(115e)를 구비하는 고정체용 전열재(115)를 일체 접합한 것이다. 또한, 도 1 내지 도 3과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 중복되는 설명을 생략한다.

이 실시예에서 고정체용 전열재(115)는 그 원통형상부(115e)가 회전체용 전열부재(19)의 하부와 축방향을 따른 거리(Lo)에 걸쳐서 중복되고 있다. 또한, 고정체의 중심부분에 형성된 윤활제 수용실(119)이나 각 방사상 통로(120)를 피한 위치에 설치되어 있다. 이에 의해, 베어링 부분의 온도의 균일화 및 뛰어난 열방산성이 얻어진다.

이상 설명한 각 실시예에 의하면 베어링부의 온도가 균일화되고 온도상승이 억제되며, 베어링면을 구성하는 부재와 액체금속윤활제의 원하지 않는 반응이나, 나선홈 또는 베어링 간격의 크기변화, 가스방출, 윤활제의 누출이 억제되고, 고부하의 양극 타겟입력에 대하여 장시간에 걸쳐 안정된 회전특성이 유지된다. 또한, 베어링에 전달되는 열 및 베어링 부분에서 발생하는 열도 빠르게 관 밖으로 방산되고 베어링 부분의 온도상승이 억제된다. 따라서, 베어링면이 액체금속윤활재와 반응하여 나선홈이나 베어링 간격의 크기가 변화되는 것이 억제되고 장기에 걸쳐 안정적인 회전특성이 유지된다. 또한, 비교적 고속회전에 적응 가능해진다.

또한, 특히 고정체의 바깥쪽 단면으로부터 구멍을 형성하고 그 구멍에 고정체용 전열부재를 끼워 맞추어 접합하는 구성은 제조가 용이하고 고품질이며 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 제조시의 배기공정이나 베어링 구조부분의 탈가스공정 등에 효과적으로 기능하는 윤활제 수용실용이나 윤활제 통로용 구멍을 피한 위치에 고정체용 전달부재를 배치할 수 있다. 또한, 고정체 부분에 배치되는 고정체용 전열부재의 외부직경을 고정체용 전열부재를 둘러싸는 부분의 고정체의 외부직경의 1/2 이하로 선택하면 고정체의 기계적 강도가 저하되는 경우도 거의 없어 보다 바람직하다.

또한, 상기의 각 실시형태에서는 고정체용 전열부재나 회전체용 전열부재, 고정체의 단부를 동, 또는 텅스텐 65중량%, 동 35중량%의 복합재료 등으로 형성하고 있다. 그러나, 베어링 재료로서 다른 강재를 사용한 경우에는 열팽창율이 9∼13×10^-6/℃의 범위내에 있으므로 동의 중량비율을 20%에서 50%의 범위내에서 선택하면 텅스텐과 동의 복합재를 사용할 수 있다. 또한, 복합재료로서는 몰리브덴 및 몰리브덴 및 몰리브덴 합금, 탄탈, 탄탈합금, 텅스텐, 텅스텐 합금, 텅스텐 카바이트 중 적어도 하나를 포함하는 소결재료의 동공부에 동 및 은 중 적어도 하나를 포함하는 금속재료를 함침시킨 구성, 또는 동 및 은 중 적어도 하나를 포함하는 금속중에 이 금속과 고용체를 형성하지 않는 세라믹스 재료를 분산시킨 구성, 또는 동 및 은 중 적어도 하나의 금속재료와 그라파이트를 조합한 구성 등도 사용할 수 있다.

또한, 복합재료가 아니고 동, 동합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금, 은합금, 탄소섬유강화 탄소복합재료(C/C재) 중 적어도 하나로 이루어진 재료를 사용할 수도 있다. 또한, 전열부재는 어떤 구성을 사용하는 경우에도 양호한 열전도를 실현하기 위해 열전도율이 상온에서 100W/m·K 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 일부의 실시형태에서는 회전체를 구성하는 내측원통의 외주부분에 회전체용 전열부재를 접합하고 동시에 고정체 단부의 구멍에 고정체용 전열부재를 접합하고 있다. 이 경우, 회전체용 전열부재나 고정체용 전열부재 중 어느 한쪽만을 설치하는 구조로 할 수도 있다. 그러나, 그 양쪽을 설치한 쪽이 보다 큰 열방출 효과가 얻어지는 것은 이미 설명한 바와 같다.

또한, 상기한 실시형태에서는 베어링은 고정체의 한쪽단부만으로 지지된 소위 편 지지베어링구조에 관하여 설명했지만, 그에 한정되지 않고 고정체의 양단부가 모두 예를 들어 진공용기에 지지된 소위 양 지지베어링구조에도 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태는 회전체를 구성하는 내측원통의 외주부분에 회전체용 전열부재를 접합하는 경우, 또는 고정체의 구멍에 고정체용 전열부재를 접합하는 경우 주로 납땜 등으로 접합하고 있다. 그러나 납땜 등에 한정되지 않고 마찰압접이나 확산접합, 용접납땜, 접착제에 의한 접착, 또는 부분적으로 상기의 적당한 접합방법을 조합하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 의하면 동압식 슬라이딩 베어링 부분의 온도의 균일화가 얻어짐과 동시에 온도상승을 억제하고 장기에 걸쳐 안정된 회전특성을 유지할 수 있는 회전양극형 X선관을 실현할 수 있다.

Claims

전자빔의 조사에 의해 X선을 방출하는 원반형 회전양극과, 이 회전양극이 기계적으로 연결된 거의 원통형상의 회전체와, 상기 회전체의 내측에 삽입됨과 동시에 중심축 방향을 따라서 형성된 윤활제 수용실을 갖는 거의 원기둥형 고정체와, 이 회전체 및 고정체 사이에 구성되어 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제가 공급되는 동압식 슬라이딩 베어링과, 상기 회전양극, 회전체 및 고정체의 일부를 내부에 수용하는 진공용기를 구비한 회전양극형 X선관에 있어서,

상기 고정체에는 상기 고정체의 상기 진공용기밖으로 노출되고 있는 단부측으로부터 상기 윤활제 수용실을 피한 위치에 적어도 1개의 구멍이 중심축 방향을 따라서 형성되고, 상기 구멍 내에 상기 고정체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 삽입되어 상기 고정체와 일체적으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 1 항에 있어서,

상기 구멍 및 그것에 삽입된 전열부재는 복수개 구비함과 동시에 상기 고정체의 중심축의 방향을 따라서 병행하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 2 항에 있어서,

상기 구멍 및 그것에 삽입된 전열부재는 상기 고정체의 중심축 둘레에 거의 등간격으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 1 항에 있어서,

상기 고정체는 상기 윤활제 수용실로부터 횡방향으로 연장되어 상기 회전체와 고정체 사이의 간격을 통과하는 윤활제 통로를 또한 구비하고, 상기 구멍 및 그것에 삽입된 전열부재는 상기 고정체의 윤활제 통로를 넘어 회전양극측 단부 가까이까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 4 항에 있어서,

상기 구멍 및 그것에 삽입된 전열부재는 복수개 구비하고, 이 구멍 및 전열부재는 상기 고정체의 횡방향으로 연장되는 윤활제 통로를 넘어 회전양극측 단부 가까이까지 연장되어 있는 긴 구조의 것과, 상기 윤활제 통로를 넘지 않는 짧은 구조의 것이 혼재하고 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
전자빔의 조사에 의해 X선을 방출하는 원반형 회전양극과, 상기 회전양극이 기계적으로 연결된 거의 원통형의 회전체와, 상기 회전체의 내측에 삽입됨과 동시에 중심축 방향을 따라서 형성된 윤활제 수용실을 갖는 거의 원기둥형 고정체와, 이 회전체 및 고정체 사이에 구성되어 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제가 공급되는 동압식 슬라이딩 베어링과, 상기 회전양극, 회전체 및 고정체의 일부를 내부에 수용하는 진공용기를 구비한 회전양극형 X선관에 있어서,

상기 고정체에는 상기 고정체의 상기 진공용기 밖으로 노출되어 있는 단부측으로부터 중심부를 따라서 구멍이 형성되고, 상기 구멍 내에 상기 고정체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 삽입되어 상기 고정체와 일체적으로 접합되어 있고, 상기 윤활제 수용실은 상기 전열부재 둘레에 상기 전열부재와 병행하여 적어도 1개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 6 항에 있어서,

상기 고정체에는 상기 윤활제 수용실로부터 횡방향으로 연장되어 상기 회전체와 고정체 사이의 간격을 통과하는 윤활제 통로를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 6 항에 있어서,

상기 고정체에는 스러스트 방향의 동압식 슬라이딩 베어링을 구성하기 위한 원형 나선홈이 중심축에 대하여 수직인 면에 형성되어 있고, 상기 윤활제 수용실로부터 연장되어 상기 원형 나선홈의 내측영역 또는 외측영역의 일부에 개구하는 적어도 1개의 윤활제 통로를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
전자빔의 조사에 의해 X선을 방출하는 원반형 회전양극과, 상기 회전양극이 기계적으로 연결된 거의 원통형상의 회전체와 상기 회전체의 내측에 삽입된 거의 원기둥 형상의 고정체와, 이 회전체 및 고정체 사이에 구성되어 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제가 공급되는 동압식 슬라이딩 베어링과, 상기 회전양극, 회전체 및 고정체의 일부를 내부에 수용하는 진공용기를 구비한 회전양극형 X선관에 있어서,

상기 회전체는 복수의 원통형 구조체에 의해 구성되고, 상기 복수의 원통형 구조체 중 상기 고정체와의 사이에 동압식 슬라이딩 베어링을 구성하는 내측원통형 구조체의 외주벽에, 상기 내측 원통형 구조체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 실질적으로 원통형상으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 9 항에 있어서,

상기 내측원통형 구조체의 외주벽에 접합된 전열부재와, 상기 내측원통형 구조체 둘레에 배치되어 상기 회전양극이 기계적으로 고정된 원통형상 구조체 사이에 단열용 간격이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 9 항에 있어서,

상기 내측원통형 구조체의 외주벽에 접합된 전열부재는 상기 내측원통형 구조체 외주벽의 원주방향으로 소정 간격으로 배치된 복수의 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
전자빔의 조사에 의해 X선을 방출하는 원반형 회전양극과, 상기 회전양극이 기계적으로 연결된 거의 원통형상의 회전체와, 상기 회전체의 내측에 삽입됨과 동시에 중심축 방향을 따라서 형성된 윤활제 수용실을 갖는 거의 원기둥형 고정체와, 이 회전체 및 고정체 사이에 구성되어 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제가 공급되는 동압식 슬라이딩 베어링과, 상기 회전양극, 회전체 및 고정체의 일부를 내부에 수용하는 진공용기를 구비한 회전양극형 X선관에 있어서,

상기 고정체에는 상기 고정체의 상기 진공용기 밖으로 노출되고 있는 단부측으로부터 상기 윤활제 수용실을 피한 위치에 적어도 1개의 구멍이 형성되고, 상기 구멍내에 상기 고정체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 삽입되어 상기 고정체와 일체적으로 접합되고 있고,

상기 회전체는 복수의 원통형 구조체에 의해 구성되고, 상기 복수의 원통형 구조체 중 상기 고정체와의 사이에 동압식 슬라이딩 베어링을 구성하는 내측원통형 구조체의 외주벽에, 상기 내측원통형 구조체 보다도 열전도율이 높은 전열부재가 실질적으로 원통형으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 12 항에 있어서,

상기 고정체에 설치된 적어도 1개의 고정체용 전열부재와, 상기 회전체의 내측원통형 구조체에 설치된 회전체용 전열부재는 중심축 방향에서의 상대적인 위치가 적어도 일부에서 중복되고 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
전자빔의 조사에 의해 X선을 방출하는 원반형 회전양극과, 상기 회전양극이 기계적으로 연결된 거의 원통형 회전체와, 상기 회전체의 내측에 삽입된 거의 원기둥형 고정체와, 상기 회전체 및 고정체 사이에 구성되어 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제가 공급되는 동압식 슬라이딩 베어링과, 상기 회전양극, 회전체 및 고정체의 일부를 내부에 수용하는 진공용기를 구비한 회전양극형 X선관에 있어서,

상기 고정체에는 상기 고정체의 상기 진공용기 밖으로 노출되어 있는 단부측으로부터 냉각 매체가 통과하는 통로를 갖는 냉각매체 유통부재가 삽입되어 일체적으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 14 항에 있어서,

상기 냉각매체 유통부재는 상기 구멍이 형성된 고정체 보다도 열전도율이 높은 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 14 항에 있어서,

상기 냉각매체가 통과하는 통로는 전열부재의 중심부에 직선형상으로, 측면에 나선형상으로 각각 형성되고, 상기 직선형상 냉각매체통로 및 나선형 냉각매체 통로가 내측 단부에서 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
전자빔의 조사에 의해 X선을 방출하는 원반형 회전양극과, 상기 회전양극이 기계적으로 연결된 거의 원통형 회전체와, 상기 회전체의 내측에 삽입된 거의 원기둥형 고정체와, 이 회전체 및 고정체 사이에 구성되어 적어도 동작중에는 액상인 금속윤활제가 공급되는 동압식 슬라이딩 베어링과, 상기 회전양극, 회전체 및 고정체의 일부를 내부에 수용하는 진공용기를 구비한 회전양극형 X선관에 있어서,

상기 고정체의 상기 동압식 슬라이딩 베어링이 설치되는 제 1 부분이 소정의 제 1 재료로 형성되고, 상기 고정체의 상기 제 1 부분 보다도 상기 회전양극으로부터 먼 측에 위치하는 제 2 부분이 상기 제 1 재료보다 열전도율이 큰 제 2 재료로 형성되고, 이 제 1 부분 및 제 2 부분이 일체적으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.
제 17 항에 있어서,

상기 제 2 부분에 단면측으로부터 구멍이 형성되고, 이 구멍 내에 상기 제 2 부분의 재료 보다도 열전도율이 큰 전열부재가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 회전양극형 X선관.