JP3811077B2 - 回転陽極型x線管 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は回転陽極型X線管に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転陽極型X線管はX線を放出する電子管で、真空容器内に配置した陽極ターゲットに電子ビームを照射し、陽極ターゲットからX線を放出させる構造になっている。陽極ターゲットは、X線の放出時、回転できるように回転支持機構によって支持されている。回転支持機構は互いに嵌合する回転部分および固定部分から構成され、両者の嵌合部分にたとえば動圧式すべり軸受が設けられている。動圧式すべり軸受は軸受面にらせん溝が形成され、らせん溝の部分に液体金属潤滑材が供給される。
【0003】
ここで、従来の回転陽極型X線管について、回転支持機構の部分を中心に抜き出した図4の一部断面図を参照して説明する。
【0004】
符号41はX線を放出する陽極ターゲットで、陽極ターゲット41は回転支持機構42によって回転可能に支持されている。回転支持機構42は回転部分と固定部分とで構成され、その回転部分は、たとえば陽極ターゲット41が連結された継手部43および継手部43が連結された有底円筒状の回転体44、回転体44の図示下端の開口を封止するスラストリング45などから構成されている。
【0005】
回転支持機構42の固定部分は回転体44およびスラストリング45の内側に嵌合する円柱状の固定体46などから構成されている。固定体46はスラストリング45中央の開口部分を貫通してその下方まで伸びている。固定体46の下端46aは陽極を固定するための取り付け部分などとして利用される。
【0006】
また、固定体46の外周面の上下2か所にらせん溝47a、47bが対に形成され、ラジアル方向の動圧式すべり軸受Ra、Rbが形成されている。また、固定体46の図示上端面およびスラストリング45と対向する段差面にらせん溝(図示せず)が形成され、スラスト方向の動圧式すべり軸受Sa、Sbが形成されている。
【0007】
ラジアル方向の動圧式すべり軸受Ra、Rbは管軸mを中心とする半径方向の負荷を支え、スラスト方向の動圧式すべり軸受Sa、Sbは管軸m方向の負荷を支えている。これらの動圧式すべり軸受Ra、Rb、Sa、Sbの部分には、動作時、液体金属潤滑材が供給される。
【0008】
次に、従来の他の回転陽極型X線管について、その回転支持機構の部分を中心に抜き出した図5の一部断面図を参照して説明する。図5は図4に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【0009】
この例の場合、陽極ターゲット41および継手部43に開口部分が設けられ、固定体46の上端46bが継手部43および陽極ターゲット41を貫通してその上方まで伸びている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示した従来の回転陽極型X線管は、たとえば陽極ターゲット41が上になる姿勢で縦置きすると、回転支持機構42の回転部分が自重で下降する。このとき、陽極ターゲット41に近い図示上方に位置する動圧式すべり軸受Saが設けられた領域の嵌合面が面接触し、図示下方に位置する動圧式すべり軸受Sbが設けられた嵌合面に隙間が発生する。
【0011】
この状態で、動圧式すべり軸受Sbが設けられた嵌合面の隙間が狭い場合は、軸受部に充填された液体金属潤滑材がすぐに漏れ出すようなことはない。しかし、この状態が長時間にわたり継続すると、嵌合面の隙間から液体金属潤滑材が漏れ出す場合がある。
【0012】
たとえば、X線管を製造する排気および真空加熱処理工程などで、陽極ターゲット41が上になった縦置きの姿勢が続くと、動圧式すべり軸受Sb部分の嵌合隙間からシールギャップGたとえば固定体46がスラストリング45を貫通する部分の隙間を通して液体金属潤滑材が漏れ出す場合がある。
【0013】
なお、陽極ターゲット41が下になる姿勢で縦置きした場合は、動圧式すべり軸受Saが設けられた嵌合面が密閉された構造であるため、液体金属潤滑材が漏れ出すようなことはない。
【0014】
しかし、図5に示した回転陽極型X線管の場合は、固定体46が上下の両方向に伸び、スラスト方向の2つの動圧式すべり軸受Sa、Sbが設けられた嵌合面はいずれも開放状態で、密閉された構造になっていない。そのため、陽極ターゲットが上にある場合も、あるいは下にある場合も、縦置きにすると液体金属潤滑材が漏れ出すという問題がある。
【0015】
本発明は、上記した欠点を解決し、液体金属潤滑材の漏れを防止した回転陽極型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】
本発明は、真空容器内に配置されX線を放出する陽極ターゲットと、互いに嵌合する回転部分および固定部分を有し、前記陽極ターゲットを回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転部分および前記固定部分の管軸方向の嵌合面に形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受と、前記回転部分および前記固定部分の管軸に対し直交方向の嵌合面に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受と、前記ラジアル方向の動圧式すべり軸受および前記スラスト方向の動圧式すべり軸受の各部分に供給される液体金属潤滑材とを具備した回転陽極型X線管において、前記スラスト方向の動圧式すべり軸受が形成された嵌合面から管軸方向にずれた前記真空容器内の空間に近い領域に、前記固定部分に対して前記回転部分が相対的に管軸方向に移動した場合に互いが接触する接触部を、前記回転部分および前記固定部分のそれぞれに設けたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図1の一部断面図を参照して説明する。真空容器11内に電子ビームを発生する陰極12およびX線を放出する陽極ターゲット13が対向して配置されている。陽極ターゲット13は回転支持機構14に連結され、回転支持機構14によって回転可能に支持されている。回転支持機構14は回転部分と固定部分とで構成され、その回転部分は、たとえば陽極ターゲット13が連結された継手部15およびこの継手部15が連結した有底円筒状の回転体16、この回転体16の図示下端の開口を封止するスラストリング17などから構成されている。
【0018】
回転支持機構14の固定部分は、たとえば回転体16やスラストリング17の内側に嵌合する円柱状の固定体18などから構成されている。固定体18はスラストリング17中央の開口部分を貫通してさらに下方まで伸び、その下端18aは陽極を固定するための取り付け部分などとして利用される。
【0019】
固定体18が貫通するスラストリング17の内周部分に、固定体18を囲む形の凹部19が環状に形成されている。固定体18には、凹部19と嵌合する凸部20が環状に形成されている。
【0020】
また、固定体18の外周面の上下2か所にらせん溝21a、21bが対に形成され、ラジアル方向の動圧式すべり軸受Ra、Rbが形成されている。固定体18のたとえば図示上端面およびスラストリング17と対向する段差面18bにらせん溝(図示せず)が設けられ、スラスト方向の動圧式すべり軸受Sa、Sbが形成されている。
【0021】
ラジアル方向の動圧式すべり軸受Ra、Rbは管軸mを中心とする半径方向の負荷を支え、スラスト方向の動圧式すべり軸受Sa、Sbは管軸m方向の負荷を支えている。これらの動圧式すべり軸受Ra、Rb、Sa、Sbの部分には、動作時、液体金属潤滑材が供給される。
【0022】
ここで、スラストリング17の凹部19と固定体18の凸部20との嵌合部分の構造について図2を参照して説明する。図2は両者の嵌合部分を拡大した図で、凹部19と凸部20の管軸方向における間隔L1は、たとえばスラスト方向の動圧式すべり軸受Sa、Sbが設けられた領域の回転部分たとえばスラストリング17の上面17aと固定体18の段差面18bとの管軸m方向における間隔L2よりも小さくなっている。
【0023】
この場合、たとえば固定部分が固定された状態とし、回転部分が自重などで図示下方に移動すると、凹部19と凸部20の管軸mに直交する面どうし、たとえば凹部19の下向きの面と凸部20の上向きの面が環状の領域で面接触する。このとき、動圧式すべり軸受Sa、Sbが設けられた領域の回転部分と固定部分は非接触状態になる。
【0024】
上記した構成によれば、陽極ターゲット13が上になるように縦置きにした場合、スラストリング17の凹部19と固定体18の凸部20が面接触する。そして、この面接触の部分で液体金属潤滑材の流れが止まり漏れが防止される。
【0025】
なお、スラストリング17の凹部19と固定体18の凸部20との嵌合する位置は動圧式すべり軸受Sbよりも下方、たとえばすべての動圧式すべり軸受Ra、Rb、Sa、Sbよりも真空容器11内の空間に近い位置が望ましい。
【0026】
次に、本発明の他の実施形態について図3を参照して説明する。図3は図1に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【0027】
陽極ターゲット13の中央に貫通穴13aが形成されている。また、陽極ターゲット13を回転可能に支持する回転支持機構14の回転部分は、たとえば陽極ターゲット13が連結された外側円筒31および外側円筒31の内側に接合された内側円筒32、内側円筒32の図示上方の開口部分を封止する第1スラストリング33、内側円筒32の図示下方の開口部分を封止する第2スラストリング34などから構成されている。
【0028】
また、回転支持機構14の固定部分を構成する円柱状の固定体18は、その上端18cが第1スラストリング33および陽極ターゲット13を貫通してその上方まで伸び、下端18aは第2スラストリング34を貫通してその下方まで伸びている。
【0029】
そして、固定体18が貫通する第1スラストリング33の内周部分に環状の凹部35が形成され、固定体18には、その凹部35に嵌合する環状の凸部36が形成されている。また、固定体18が貫通する第2スラストリング34の内周部分に環状の凹部37が形成され、固定体18には、その凹部37に嵌合する環状の凸部38が形成されている。
【0030】
この場合、陽極ターゲット13が上方に位置する縦置きにすると、図1の場合と同様に、図示下方に位置する凹部37と凸部38が面接触し、液体金属潤滑材の漏洩が防止される。また、陽極ターゲット13が下方に位置する縦置きにすると、この場合も図1と同様に、図示上方に位置する凹部35と凸部36が面接触して液体金属潤滑材の漏洩が防止される。
【0031】
なお、上記の実施形態では、液体金属潤滑材の漏洩が防止するための接触面が管軸に直交している。しかし、接触面は管軸に直交する必要はなく、管軸に対して傾斜する面で形成することもできる。
【0032】
また、上記の実施形態では、液体金属潤滑材の漏洩が防止するための接触面をすべての動圧式すべり軸受Ra、Rb、Sa、Sbよりも真空容器11内の空間に近い位置に設けている。しかし、図1の構造などの場合、液体金属潤滑材の漏洩が防止するための接触面を、たとえば動圧式すべり軸受Rbと動圧式すべり軸受Sbとの間に設けることもできる。この場合、接触面によってそれよりも上方に位置する液体金属潤滑材が密封される。その結果、動圧式すべり軸受Sbやシールギャップすなわち固定体18がスラストリング17を貫通する部分の隙間にかかる液体金属潤滑材の荷重が減少し漏洩防止効果が得られる。
【0033】
また、上記の実施形態では、回転部分および固定部分の互いに接触する接触部が面状になっている。しかし、回転部分および固定部分の接触部のたとえば一方を線状に構成することもできる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、液体金属潤滑材の漏れを防止した回転陽極型X線管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための一部断面図である。
【図2】本発明の実施形態に使用される液体金属潤滑材の漏洩防止用の接触面構造を説明するための拡大図である。
【図3】本発明の他の実施形態を説明するための一部断面図である。
【図4】従来例を説明するための一部断面図である。
【図5】他の従来例を説明するための一部断面図である。
【符号の説明】
11…真空容器
12…陰極
13…陽極ターゲット
14…回転支持機構
15…継手部
16…回転体
17…スラストリング
18…固定体
19…凹部
20…凸部
21a、21b…らせん溝
Ra、Rb…ラジアル方向の動圧式すべり軸受
Sa、Sb…スラスト方向の動圧式すべり軸受
m…管軸
Claims (4)
- 真空容器内に配置されX線を放出する陽極ターゲットと、互いに嵌合する回転部分および固定部分を有し、前記陽極ターゲットを回転可能に支持する回転支持機構と、前記回転部分および前記固定部分の管軸方向の嵌合面に形成されたラジアル方向の動圧式すべり軸受と、前記回転部分および前記固定部分の管軸に対し直交方向の嵌合面に形成されたスラスト方向の動圧式すべり軸受と、前記ラジアル方向の動圧式すべり軸受および前記スラスト方向の動圧式すべり軸受の各部分に供給される液体金属潤滑材とを具備した回転陽極型X線管において、前記スラスト方向の動圧式すべり軸受が形成された嵌合面から管軸方向にずれた前記真空容器内の空間に近い領域に、前記固定部分に対して前記回転部分が相対的に管軸方向に移動した場合に互いが接触する接触部を、前記回転部分および前記固定部分のそれぞれに設けたことを特徴とする回転陽極型X線管。
- 回転部分および固定部分が接触する接触部を管軸方向に離れた2か所に設けた請求項1記載の回転陽極型X線管。
- 回転部分および固定部分が接触する接触部はラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸受が設けられた領域よりも真空容器内の空間に近い位置に設けられた請求項1または請求項2記載の回転陽極型X線管。
- 回転部分の接触部と固定部分の接触部との管軸方向の間隔は、スラスト方向の動圧式すべり軸受が形成された嵌合領域における前記回転部分と前記固定部分との管軸方向の間隔よりも小さい請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の回転陽極型X線管。
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