JP3410808B2 - Rotating anode X-ray tube - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、回転陽極型Ｘ線管に
係わり、とくにその陽極ターゲットを支える回転機構に
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の回転陽極型Ｘ線管の例を図２に示
す。回転陽極型Ｘ線管は、円盤状の陽極ターゲット１
を、相互間に軸受を有する回転体および固定体で支え、
真空容器外に配置したステータ電磁コイルにより回転さ
せながら陰極から電子ビームを放出して陽極ターゲット
１に当ててＸ線を放出する。軸受１７は、合金工具鋼鋼
材ＳＫＤ１１（ＪＩＳ規格）を材料とし、軸受面にらせ
ん溝を形成するとともにガリウムーインジウムー錫（Ｇ
ａーＩｎーＳｎ）合金を潤滑剤１６として用いた動圧す
べり軸受で構成される。この液体金属を潤滑剤として用
いた動圧すべり軸受を用いたＸ線管の例は、たとえば特
開昭６０−１１７５３１号、特開平２−２２７９４８
号、あるいは特開平５−１４４３９６号の各公報に開示
されている。軸受面を構成するＳＫＤ１１（ＪＩＳ規
格）の熱伝導度は、０、０５７ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ
・度Ｃ）で、比較的小さい材料である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】陰極から放出された電
子ビームが陽極ターゲット１に衝突してＸ線を発生させ
る時、陽極ターゲット１に流入したエネルギーの大部分
は熱となって軸受１７に伝わる。ところが、前記した液
体金属の潤滑剤１６は非常に活性であり、特に高温時に
おいては潤滑材１６に接するシリンダー９、固定体シャ
フト１０およびスラストリング１１と著しく反応し、軸
受１７の間隙が徐々に変わって回転特性が劣化してしま
うおそれがある。 【０００４】この発明は以上のような不都合を解決する
ものであり、動圧すべり軸受の温度上昇を抑えるととも
に液体金属潤滑剤との反応を抑えて、長期にわたり安定
した回転特性を維持できる回転陽極型Ｘ線管を提供する
ものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明は、液体金属で
潤滑される回転陽極型Ｘ線管の動圧すべり軸受の軸受面
構成部材が純鉄または鉄合金で構成され且つその液体金
属潤滑剤に接する表面に浸炭層が形成されている回転陽
極型Ｘ線管である。 【０００６】この発明は、軸受面構成部材が熱伝導性の
よい純鉄または鉄合金で構成されているので、軸受に伝
わる熱が速やかに管外に放散され、軸受部分の温度上昇
が抑制され、またらせん溝や軸受間隙の寸法変化が抑制
され、長期にわたり安定した回転特性が維持される。 【０００７】 【実施例】以下図面を参照してその実施例を説明する。
なお、同一部分は同一符号であらわす。図１に示す実施
例は、次の構成を有する。タングステンとモリブデンか
らなる陽極ターゲット１が強磁性体製回転円筒７に設置
されたターゲット支持シャフト３に固定ねじ２により一
体的に結合されている。回転円筒７の内側には、前述の
各公報に開示されたと同様のらせん溝を有する動圧すべ
り軸受１７の一方の軸受構成部材である軸受回転体円筒
９が一体的に結合されている。また、回転円筒７の外側
には、銅製回転円筒８が同軸的に接合されている。な
お、強磁性体製回転円筒７の肩部には、Ｎｉからなる薄
肉円筒４が固定ねじ５とスペーサー６により一体的に結
合されている。軸受回転体円筒９は、潤滑剤１６を介し
て固定体の軸受を構成する固定シャフト１０と接触して
おり、また回転体円筒９の開口部にはスラストリング１
１とリング１２が固定ねじ１３により一体的に結合され
ている。 【０００８】ステンレス鋼からなるリング１４と純鉄か
らなるリング１５、並びに軸受固定シャフト１０とリン
グ１５は、それぞれ溶接により接合されている。スラス
トリング１１は潤滑剤１６を介して固定シャフト１０と
接触している。 【０００９】さて、陽極ターゲット１に生じた熱はその
表面からの輻射により放出されるが、一部はターゲット
支持シャフト３を伝わって強磁性体製回転円筒７へ流れ
る。この回転円筒７は、熱伝導度が０、０３７ｃａｌ／
（ｃｍ・ｓｅｃ・度Ｃ）と比較的低い鉄・ニッケル合金
であるＴＮＦ（商品名）により構成されており、またこ
の回転円筒７と軸受回転体円筒との間には相互間の熱遮
断の為に断熱間隙が設けられている。 【００１０】そこで、軸受部分の温度上昇を抑制するた
め、固定シャフト１０の熱伝導を高くし、これを通して
熱を管外へ放出し、軸受部分の温度をさらに抑えるよう
にしている。そのため、軸受面を構成する軸受回転体円
筒９、固定体シャフト１０、及びスラストリング１１を
純鉄又は鉄合金で構成し且つ潤滑剤１６に接し軸受面と
なる表面部に細かい斜線で図示した浸炭層１８を形成し
てある。 【００１１】この浸炭層１８を形成するには、木炭を主
成分とする浸炭剤中で純鉄又は鉄合金からなる軸受構成
部材を加熱し、その表面から深さ５０〜２００μｍまで
炭素を拡散させる。 【００１２】因みに、純鉄の熱伝導度は０．１８ｃａｌ
／（ｃｍ・ｓｅｃ・度Ｃ）なので、軸受部品として純鉄
を用いた場合、従来の約３倍の冷却効果が得られる。 【００１３】 【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
軸受部の温度上昇が抑制され、かつ長時間にわたって安
定な軸受の回転性能が維持される。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating anode X-ray tube, and more particularly to a rotating mechanism for supporting an anode target. FIG. 2 shows an example of a conventional rotary anode type X-ray tube. The rotating anode X-ray tube is a disk-shaped anode target 1
Is supported by a rotating body and a fixed body having a bearing therebetween,
An electron beam is emitted from the cathode while being rotated by a stator electromagnetic coil disposed outside the vacuum vessel, and is applied to the anode target 1 to emit X-rays. The bearing 17 is made of alloy tool steel SKD11 (JIS standard), has a spiral groove on the bearing surface, and has a gallium-indium-tin (G
(a-In-Sn) alloy is used as the lubricant 16 for the dynamic pressure sliding bearing. Examples of an X-ray tube using a hydrodynamic slide bearing using a liquid metal as a lubricant are disclosed in, for example, JP-A-60-117531 and JP-A-2-227948.
Or Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-144396. The thermal conductivity of SKD11 (JIS standard) constituting the bearing surface is 0,057 cal / (cm · sec).
-Degree C), relatively small material. When an electron beam emitted from the cathode collides with the anode target 1 to generate X-rays, most of the energy flowing into the anode target 1 becomes heat and becomes a bearing. It reaches to 17. However, the liquid metal lubricant 16 described above is very active. Particularly at high temperatures, the lubricant 16 reacts remarkably with the cylinder 9, the fixed body shaft 10 and the thrust ring 11 in contact with the lubricant 16, and the gap between the bearings 17 gradually increases. Otherwise, there is a possibility that the rotation characteristics are deteriorated. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned disadvantages, and suppresses a temperature rise of a dynamic pressure sliding bearing and suppresses a reaction with a liquid metal lubricant, thereby maintaining a stable rotating characteristic for a long period of time. The present invention provides a type X-ray tube. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a dynamic anode sliding bearing of a rotary anode type X-ray tube lubricated with a liquid metal, wherein the bearing surface constituting member is made of pure iron or an iron alloy, This is a rotating anode type X-ray tube having a carburized layer formed on a surface in contact with a metal lubricant. In the present invention, since the bearing surface constituting member is made of pure iron or an iron alloy having good thermal conductivity, heat transmitted to the bearing is quickly radiated to the outside of the tube, and a rise in the temperature of the bearing portion is suppressed. In addition, the dimensional change of the spiral groove and the bearing gap is suppressed, and stable rotational characteristics are maintained for a long time. An embodiment will be described below with reference to the drawings.
The same parts are denoted by the same reference numerals. The embodiment shown in FIG. 1 has the following configuration. An anode target 1 made of tungsten and molybdenum is integrally connected to a target support shaft 3 installed on a ferromagnetic rotating cylinder 7 by a fixing screw 2. Inside the rotating cylinder 7, a bearing rotating body cylinder 9, which is one of the bearing constituent members of a hydrodynamic sliding bearing 17 having a helical groove similar to those disclosed in the above-mentioned publications, is integrally connected. A copper rotary cylinder 8 is coaxially joined to the outside of the rotary cylinder 7. The thin cylinder 4 made of Ni is integrally connected to the shoulder of the rotating cylinder 7 made of ferromagnetic material by a fixing screw 5 and a spacer 6. The bearing rotating body cylinder 9 is in contact with a fixed shaft 10 constituting a bearing of the fixed body via a lubricant 16.
1 and the ring 12 are integrally connected by a fixing screw 13. The ring 14 made of stainless steel and the ring 15 made of pure iron, and the bearing fixed shaft 10 and the ring 15 are joined by welding. The thrust ring 11 is in contact with the fixed shaft 10 via a lubricant 16. The heat generated in the anode target 1 is released by radiation from the surface thereof, but a part of the heat flows through the target support shaft 3 and flows to the ferromagnetic rotary cylinder 7. This rotary cylinder 7 has a thermal conductivity of 0, 037 cal /
(Cm · sec · degree C), which is a relatively low iron / nickel alloy TNF (trade name), and between the rotating cylinder 7 and the bearing rotating body cylinder, there is a thermal insulation between them. For this purpose, a heat insulating gap is provided. Therefore, in order to suppress a rise in the temperature of the bearing portion, the heat conduction of the fixed shaft 10 is increased, through which heat is released to the outside of the tube to further suppress the temperature of the bearing portion. Therefore, the bearing rotating body cylinder 9, the fixed body shaft 10, and the thrust ring 11, which form the bearing surface, are made of pure iron or an iron alloy, and are in contact with the lubricant 16 and are carburized as shown by the fine hatching on the surface portion serving as the bearing surface. Layer 18 has been formed. In order to form the carburized layer 18, a bearing member made of pure iron or an iron alloy is heated in a carburizing agent mainly composed of charcoal, and carbon is diffused from the surface to a depth of 50 to 200 μm. . Incidentally, the thermal conductivity of pure iron is 0.18 cal.
/ (Cm · sec · degree C), pure iron as a bearing part
In the case of using, a cooling effect approximately three times that of the conventional case can be obtained. As described above, according to the present invention,
A rise in temperature of the bearing portion is suppressed, and stable rotational performance of the bearing is maintained for a long time.

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例を示す回転陽極Ｘ線管の陽
極の断面図。 【図２】従来の回転陽極Ｘ線管の陽極の断面図。 【符号の説明】 １…陽極ターゲット ９…軸受回転円筒 １０…軸受固定シャフト １６…潤滑剤 １７…動圧すべり軸受 １８…浸炭層BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of an anode of a rotating anode X-ray tube showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of an anode of a conventional rotating anode X-ray tube. [Description of Symbols] 1 ... Anode target 9 ... Rotating bearing cylinder 10 ... Bearing fixed shaft 16 ... Lubricant 17 ... Dynamic pressure sliding bearing 18 ... Carburized layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−76772（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−144396（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−363844（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 35/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-76772 (JP, A) JP-A-5-144396 (JP, A) JP-A-4-363844 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01J 35/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一部に陽極ターゲットが固定された回転
体と、この回転体と嵌合しこの回転体を回転可能に保持
する固定体と、前記回転体および固定体の嵌合部に設け
られた液体金属で潤滑される動圧すべり軸受とを具備す
る回転陽極型Ｘ線管において、上記固定体および回転体
の少なくとも一方の上記軸受を構成する部材は、純鉄ま
たは鉄合金で構成され且つ液体金属潤滑剤に接する軸受
面に浸炭層が形成されていることを特徴とする回転陽極
型Ｘ線管。(57) [Claim 1] A rotating body partially fixed with an anode target, a fixed body fitted with the rotating body and rotatably holding the rotating body, and the rotating body And a dynamic anode sliding bearing lubricated with a liquid metal provided at a fitting portion of the fixed body, wherein at least one of the fixed body and the rotating body has a member that constitutes the bearing. A rotating anode type X-ray tube comprising a bearing surface made of pure iron or an iron alloy and having a bearing surface in contact with a liquid metal lubricant.