CN1019926C - 旋转阳极型x射线管 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转阳极型X射线管，目的在于提供能确保在滑动轴承内部存有其长时间工作所需足够数量的液体金属润滑剂，能够维持动压式滑动轴承长时间稳定工作。本发明的旋转阳极型X射线管，在位于旋转中心轴处的固定体15或旋转体12的内部，设置了收容部分至少在工作时成液态的金属润滑剂的润滑剂收容室22，该收容室在无螺纹槽的位置处开口面与滑动轴承面相通。

Description

本发明涉及旋转阳极型X射线管，特别涉及轴承结构体的改进。

旋转阳极型X射管线，如公知那样，是由其间具有轴承部的旋转体和固定体支持圆盘状阳极靶，一方面使配置于真空容器外的电磁线圈通电而使其高速旋转，一方面由阴极放出电子束与阳极靶碰撞，而辐射出X射线。轴承部，是由如球轴承样的滚动轴承，或者由在轴承面上形成螺纹槽并使用镓（Ga）、或镓（Ga）、铟（In）、锡（Sn）的合金那样的在工作中成液态的金属润滑剂的动压式滑动轴承构成。使用后一种滑动轴承的例子如特公昭60-21463、特开昭60-97536、特开昭60-117531、特开昭62-287555、特开平2-227947或特开平2-227948等各公报中所揭示。

上述各公报中所揭示的旋转阳极型X射线管，其滑动轴承的轴承面之间存在着Ga或Ga的合金的液体金属润滑剂，然而经高温热处理或因X射线管工作而达到高温时，构成这些轴承面的金属与润滑剂发生相互渗透而使金属润滑剂慢慢地减少，因而有可能产生轴承面粗糙。并因此，有时会存在滑动轴承无法在长时间内稳定地工作的情况。

本发明目的在于，消除上述问题，提供一种能保证其内部具有X射线管长时间工作所必须的足够量的液体金属润滑剂，从而能够维持动压式滑动轴承在长时间内稳定地工作的旋转阳极型X射线管。

本发明旋转阳极型X射线管，在处于旋转中心轴位置的固定体或旋转体的内部，设置了与具有螺纹槽的滑动轴承部相通、收容一部分至少在工作中成液态的金属润滑剂的润滑剂收容室。

根据本发明，由于滑动轴承部的轴承面处存在液体金属润滑剂，并且设置了与该轴承部相通，在处于旋转中心轴位置的固定体或旋转体内部收容一部分润滑剂的润滑剂收容室，因而能积存长时间工作中必要的、足够量的润滑剂。而且，即使万一由于某些原因发生润滑剂部分不足的地方，由于积存于润滑剂收容室的润滑剂会以其亲和力而向不足的地方迅速地流过去，故能维持轴承部较适当的润滑机能。从而，能维持动压式滑动轴承长时间内稳定地工作。

参照附图说明以下这些实施例，另外，同一部分用同一符号表示。

图1为示意本发明一个实施例的主要部分纵向剖面图。

图2为图1主要部分放大图。

图3为图1主要部分俯视图。

图4为图2的4-4向截面图。

图5为示意本发明另一个实施例的主要部分纵向剖面图。

图6为示意本发明又一个实施例的主要部分纵向剖面图。

图7为示意本发明再一个实施例的主要部分纵向剖面图。

图8为示意本发明另一实施例的主要部分纵向剖面图。

11为阳极靶，12为旋转体，18为真空容器，15为固定体，19为滑动轴承部，20、21为螺纹槽、22为润滑剂收容室，24、27、31、32为润滑剂通道。

图1至图4中所示的实施例，有下面的构造。即，由重金属制成的圆盘状阳极靶，通过固定螺栓 14与突置在圆筒状旋转体12一端的旋转轴部13固定为一体。在圆筒状旋转体12的内侧，将圆柱状的固定体15同轴嵌合，并在旋转体的下端开口部将环状开口闭塞体16固定。固定体15的下端部，与阳极支持部17结合，而阳极支持部17与玻璃制真空容器18气密连接。圆筒状旋转体12和固定体15的嵌合部分构成了如上述各公报中所揭示的动压滑动轴承部19。为此，在构成固定体一侧的滑动轴承面的固定体外周壁以及两端壁处，形成有如上述各公报中所记载的人字形模式的螺纹槽20、21。与此相对的旋转体一侧的滑动轴承面，可以为简单的平滑面，或者根据需要也可以形成螺纹槽。这些旋转体以及固定体的两轴承面，具有大致20μm的间隙相对而成。

因此，处于旋转中心轴上的固定体15处，形成了其中心部分沿轴向被钻出的孔而构成的润滑剂收容室22。还有，该固定体15的中间部分的外周壁被切削成略呈锥状以形成小径部分23，并从润滑剂收容室22通至该小径部分23，以120度间隔成轴对称形成3条辐射方向通道24。这样，从润滑剂收容室22延伸的辐射方向润滑剂通道24，在2组径向的轴承螺纹槽20，20之间的中间部分，即没有螺纹槽的位置处开口。又，中心部润滑剂收容室22图示上端开口部22a，位于具有由构成轴向轴承的环状人字形模式所形成的螺纹槽21的轴承面、同样没有螺纹槽的中心部，并与该轴向轴承面的间隙处相通。固定体15的图示下端部近旁，形成有切削为小径的圆周槽26，并在其端面同样形成环状人字形模式的螺纹槽21。这样，从该圆周槽26通往中心的润滑剂通道22，同样以120度间隔成轴对称，形成3条辐射方向通道27。这样，润滑剂收容室22的图示下端部22b，通至辐射方向的孔27以及圆周槽26，并经图示下部的具有螺纹槽的轴承面间隙，同样地与在固定体外周有螺纹槽的轴承面间隙相通。另外，中心润滑剂通道22的图示下端22b，由与固定体15同种材料制的栓25密闭。又，在围住圆周槽26的开口闭塞体16的内周壁面上，形成有螺纹槽28，起到泵的作用以阻止润滑剂从固定体15与开口闭塞体16间的间隙泄漏到管球内空间。

润滑剂收容室22、辐射方向润滑剂通道24，以及具有与这些相通的螺纹槽20、21的滑动轴承部19的间隙处，充填、收容着未图示填没这些空间的数量的液体金属润滑剂。在该旋转阳极型X射线管的工作过程中，在与真空容器18的外侧的旋转体12相对应位置处，配置未图示的定子电磁线圈，以使其产生旋转磁场，使旋转阳极如箭头P高速旋转。至少在工作中成液态的金属润滑剂，充满了滑动轴承部，使动压轴承能圆滑地工作。而且该液体金属润滑剂，通过人字形模式的螺纹槽向螺纹槽中心部汇集、流动以提高该部分的压力，并作用于轴承面间以保持其一定的间隙，提供稳定的动压轴承作用。润滑剂收容室22中积存的润滑剂，直接或通过辐射方向通道24，在因螺纹槽的作用而成低压的轴承面部的间隙中流动，以确保使动压式滑动轴承部稳定地工作。另外，从未图示的阴极放出的电子束射到阳极靶11上而产生X射线。产生在该靶上的热量，其大部分通过热辐射而被散发的同时，其一部分从旋转体12通过轴承部19的液体金属润滑剂，经由固定体15散发到外面。

图5所示的实施例，润滑剂收容室22是由从圆柱形固定体上端至当中钻出的孔构成的。润滑剂收容室22的上端开口部22a位于具有构成轴向轴承的人字形模式的螺纹槽21的轴承面上、无螺纹槽的中心部。该润滑剂收容室22中同样收容有液体金属润滑剂。另外，根据该实施例，则很容易制作固定体。

图6所示的实施例，固定体15的中心部沿轴向至当中被钻孔而构成润滑剂收容室22，并且形成从该润滑剂收容室延伸出3条辐射方向通道24，它们以120度间隔成轴对称，并且在2组径向轴承上无螺纹槽的中间部开口。

根据这些图5及图6中所示的实施例，由于润滑剂收容室是由从圆柱形固定体的上端至当中钻出的孔构成的，因而充填于润滑剂收容室和轴承面的间隙中的润滑剂，难以从轴承面及固定体与开口闭塞体之间间隙泄漏到管球内空间，从而维持动压式轴承长时间内稳定的工作。

图7中所示的实施例，分别在径向滑动轴承的螺纹槽20、20与轴向滑动轴承的螺纹槽21、21的当中转角部分29、30处开口，并以120度间隔成轴对称，形成倾斜通道31、32，这样，在X射线管工作中，润滑剂收容室的润滑剂经过各通道，循环、供给各螺纹槽低压部分，从而得到更稳定的 动压轴承工作。

图8中所示的实施例，配置了将旋转中心轴上与阳极靶11结合成一体而旋转的圆柱形旋转体12。并且，设置了近似圆筒形的固定体15，包围该旋转体12，在该固定体15的图示上端部，设置了旋转轴13贯通的透孔，图示下端开口部处通过多个螺栓将圆盘形开口闭塞体33以及阳极支持17固定。开口闭塞体33，与旋转体的下端面连接，并在该面上形成螺纹槽21。进一步，在该固定体15的外周处，同轴配置着起到马达转子机能的强磁性体圆筒34，以及嵌合于其外侧的铜制的最外侧圆筒35。另外，以机械方式牢固地将强磁性体圆筒34的上端部固定于旋转轴13上。

因此，在旋转中心轴上的旋转体12中，形成了在中心轴处沿轴向钻孔至当中而成的润滑剂收容室22。该润滑剂收容室22的开口部22a，在开口闭塞体33与旋转体12之间的滑动轴承面上无螺纹槽的位置处开口而与轴承面的间隙处相通。另外，在圆筒形固定体15的图示上端部处，为防止润滑剂从轴承部漏到外面，安装有采用例如氧化铝（Al₂O₃）、氮化硼（BN）、或氮化硅陶瓷之类液体金属润滑剂几乎不会浸湿的，实质上是不沾这些润滑剂的材料而制成的润滑剂泄漏防止圈36。

该旋转阳极型X射线管工作中，收容于旋转中心轴上的润滑剂收容室中的金属润滑剂，在工作中，充分填满在滑动轴承部，使动压式轴承能够顺利地工作。

另外，金属润滑剂，可以使用Ga、Ga-In或Ga-In-Sn这些以Ga为主体的润滑剂，但不限于此，也能够使用例如含铋（Bi）相对多一些的Bi-In-Pb-Sn合金或含In相对多一些的In-Bi合金或In-Bi-Sn合金。由于这些熔点温度在室温以上，因而在使阳极靶旋转以前，期望先将金属润滑剂预热至该温度以上。

如上所述，由于根据本发明，在旋转中心轴上的固定体或旋转体处设置了收容部分润滑剂的润滑剂收容室它与滑动轴承部的轴承面相通，因而能预先积存好长时间工作中必要的足够量的润滑剂，并且由于润滑剂在工作中能在滑动轴承部到处流动，因而具有较充分的润滑机能。

因而，能得到具有长时间稳定的轴承工作性能的旋转阳极型X射线管。

Claims (2)

1、旋转阳极型X射线管具有，

固定阳极靶的旋转体；

与该旋转体同轴嵌合的、保持该旋转体能够旋转的固定体；和

设在上述旋转体以及固定体的一部分上、并且在有螺纹槽的轴承面之间存在有至少在工作中成液态的金属润滑剂而成的滑动轴承部，

其特征在于，

在位于旋转中心轴位置的所述固定体或旋转体的内部，设有收容部分润滑剂的润滑剂收容室，该室在所述轴承部上没有螺纹槽位置处开口并且与所述轴承面相通。

2、如权利要求1所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，在旋转体及固定体的径向轴承面处，设置有由沿轴方向多组人字形模式构成的螺纹槽轴承部，在这些螺纹槽承部相互之间的轴承面处，开有从润滑剂收容室延伸出的辐射方向润滑剂通道。

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