(57)【要約】      （修正有）【課題】耐摩耗性を向上させて、長寿命化を図れるＸ線管用転がり軸受およびＸ線管装置を提供する。【解決手段】このＸ線管装置は、第１の転がり軸受８は、内輪１１の軌道面にイオン窒化層を形成し、外輪１８の軌道面にイオン窒化層を形成したので、内輪１１の軌道面,外輪１８の軌道面の表面硬度が向上して、耐摩耗性を向上できる。また、第２の転がり軸受１０は、内輪１２の軌道面にイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜が順に形成されており、外輪２０の軌道面にはイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜が順に形成されている。よって、ターゲット３に近い第２の転がり軸受１０は、二重硬化構造でもって、内輪１２の軌道面,外輪２０の軌道面の表面硬度が特に向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管のターゲットに固定される回転部と、この回転部を支持する固定部との間に配置されると共に、内輪の軌道面と外輪の軌道面と転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つにイオン窒化層を形成したことを特徴とするＸ線管用転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線管用転がり軸受を第１の転がり軸受として備え、
さらに、内輪の軌道面と外輪の軌道面と転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つにイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜を順に形成した第２の転がり軸受を備え、
上記第１の転がり軸受と第２の転がり軸受は、
Ｘ線管のターゲットに固定される回転部と、この回転部を支持する固定部との間に軸方向に所定間隔を隔てて配置され、
かつ、上記第１の転がり軸受と上記ターゲットとの距離が上記第２の転がり軸受と上記ターゲットとの間の距離よりも長いことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線管装置において、
上記第１の転がり軸受の転動体と上記第２の転がり軸受の転動体のうちの少なくとも１つは、導電性を有することを特徴とするＸ線管装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線管装置において、
上記第１の転がり軸受の転動体と上記第２の転がり軸受の転動体のうちの少なくとも１つがセラミック製であると共に上記第１の転がり軸受の転動体と上記第２の転がり軸受の転動体のうちの少なくとも１つが鋼製であることを特徴とするＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線管用転がり軸受およびＸ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、医療用Ｘ線ＣＴ(Computed Tomoguraphy)装置等におけるＸ線管装置としては、図４に示すものがある。このＸ線管装置は、真空(１０−４Ｐａ以下)を保ったＸ線管１０３内で電子銃１０５より発した電子を高速でターゲット１０４に衝突させることでＸ線を発生させている。
【０００３】
このＸ線管装置は、ターゲット１０４が固定された回転部１０６の軸部１０６Ａとこの回転部１０６を支持する固定部１０７との間に軸方向に所定間隔を隔てて配置された２列のＸ線管用玉軸受１０１,１０２を備える。このＸ線管用玉軸受１０１,１０２は、それぞれ、高速度工具鋼で作製された内,外輪と転動体１１０,１１１を有する。そして、高温,高真空雰囲気で使用されることから、潤滑剤としては、銀,銅,鉛などの軟質金属、あるいは二硫化モリブデンなどの層状化合物からなる膜を転動体１１０,１１１の表面、内外輪の軌道面あるいは保持器のポケット面の少なくともいずれかに形成することが一般的である。
【０００４】
ところで、Ｘ線管用軸受の寿命は、内,外輪の軌道あるいは転動体の摩耗が原因であると考えられており、内,外輪の軌道面、転動体の耐摩耗性を向上させて、軸受の長寿命化を図ることが求められている。
【特許文献１】特開平８−３１５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明の課題は、耐摩耗性を向上させて、長寿命化を図れるＸ線管用転がり軸受およびＸ線管装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明のＸ線管用転がり軸受は、Ｘ線管のターゲットに固定される回転部と、この回転部を支持する固定部との間に配置されると共に、内輪の軌道面と外輪の軌道面と転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つにイオン窒化層を形成したことを特徴としている。
【０００７】
この発明のＸ線管用転がり軸受によれば、内輪の軌道面と外輪の軌道面と転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つにイオン窒化層を形成したことにより、内輪の軌道面,外輪の軌道面,転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つの表面硬度が向上して、耐摩耗性を向上できる。
【０００８】
また、一実施形態のＸ線管装置は、上記Ｘ線管用転がり軸受を第１の転がり軸受として備え、
さらに、内輪の軌道面と外輪の軌道面と転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つにイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜を順に形成した第２の転がり軸受を備え、
上記第１の転がり軸受と第２の転がり軸受は、
Ｘ線管のターゲットに固定される回転部と、この回転部を支持する固定部との間に軸方向に所定間隔を隔てて配置され、
かつ、上記第１の転がり軸受と上記ターゲットとの距離が上記第２の転がり軸受と上記ターゲットとの間の距離よりも長い。
【０００９】
この実施形態のＸ線管装置は、２列の転がり軸受のうちのターゲットに近い第２の転がり軸受は、イオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜との二重硬化構造でもって、内輪の軌道面,外輪の軌道面,転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つの表面硬度が特に向上する。よって、第１の転がり軸受よりもターゲットに近いことに起因して第１の転がり軸受よりも高温に晒される第２の転がり軸受の耐摩耗性を第１の転がり軸受の耐摩耗性よりも高くすることができる。よって、この実施形態によれば、第１の転がり軸受の寿命と第２の転がり軸受の寿命とをバランスさせて、長寿命化を図れる。
【００１０】
また、一実施形態のＸ線管装置は、上記第１の転がり軸受の転動体と上記第２の転がり軸受の転動体のうちの少なくとも１つは、導電性を有する。
【００１１】
この実施形態のＸ線管装置によれば、転動体のうちの少なくとも１つは導電性を有するので、外輪と内輪との間の導電性を確保でき、ターゲットに固定される回転部と固定部との間の導電性を確保できる。
【００１２】
また、一実施形態のＸ線管装置は、上記第１の転がり軸受の転動体と上記第２の転がり軸受の転動体のうちの少なくとも１つがセラミック製であると共に上記転動体のうちの少なくとも１つが鋼製である。
【００１３】
この実施形態のＸ線管装置によれば、セラミック製の転動体でもって、遠心力の低減、騒音の低減、耐焼き付き性の向上を図れる。また、鋼製の転動体でもって、外輪と内輪との間の導電性を確保でき、ターゲットに固定される回転部と固定部との間の導電性を確保できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のＸ線管用軸受によれば、内輪の軌道面と外輪の軌道面と転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つにイオン窒化層を形成したことにより、内輪の軌道面,外輪の軌道面,転動体の転動面のうちの少なくともいずれか１つの表面硬度が向上して、耐摩耗性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１に、この発明の実施形態としてのＸ線管装置を示す。このＸ線管装置は、ガラス等のＸ線透過材からなる真空容器１と、この真空容器１内で対向するように配置された電子銃２およびターゲット３を備える。このターゲット３は、第１筒部材５の軸方向突起６に固定されている。この第１筒部材５の内径側には軸部材７が固定されており、この軸部材７と第１筒部材５とが回転部を構成している。
【００１７】
この軸部材７には軸方向に所定の間隔を隔ててＸ線管用転がり軸受としての第１の転がり軸受８と第２の転がり軸受１０が嵌合されている。この第１の転がり軸受８の内輪１１と第２の転がり軸受１０の内輪１２は、軸部材７に嵌合された間座１３を挟んでおり、内輪１２は、軸部材７の段部１５と間座１３とで挟まれて軸方向位置が規制されている。また、内輪１１は軸部材７の端部に固定された環状部材１６と間座１３とで挟まれて軸方向位置が規制されている。
【００１８】
また、第１の転がり軸受８の外輪１８と第２の転がり軸受１０の外輪２０は固定部としての第２筒部材２１の内周面に嵌合されている。この外輪１８と外輪２０は間座１９を挟んでおり、外輪１８は間座１９と第２筒部材２１の段部２２とで軸方向両側から挟まれて軸方向位置が規制されている。図１に示されるように、第１の転がり軸受８とターゲット３との距離が第２の転がり軸受１０とターゲット３との間の距離よりも長い。
【００１９】
次に、図２を参照して、上記第１の転がり軸受８を説明する。この第１の転がり軸受８は、アンギュラ型玉軸受であり、内輪１１と外輪１８がＳＫＨ鋼(高速度工具鋼、例えばＪＩＳ規格ＳＫＨ４)で作製されている。なお、ＳＫＨ鋼に替えて、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４やＡＩＳＩ規格Ｍ５０などの鋼材で内輪１２と外輪２０を作製してもよい。また、玉２５はセラミック製とした。このセラミックとしては、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニア、アルミナ等を採用できる。また、少なくとも１つの玉２５の表面に導電性を有するコーティングの一例としての銀コーティング２７を形成した。なお、上記導電性を有するコーティングとしては、銀コーティングの他に、例えば、銅コーティング、鉛コーティング等を採用できる。また、上記導電性を有するコーティングを形成した玉２５以外の玉２５については、潤滑剤として二硫化モリブデンなどの層状化合物からなる膜を表面に形成することが望ましい。
【００２０】
また、内輪１１の軌道面１１Ａにはイオン窒化層２８を形成し、外輪１８の軌道面１８Ａにはイオン窒化層３０を形成した。なお、図２では、イオン窒化層２８,３０、銀コーティング２７の厚さを強調している。
【００２１】
次に、図３を参照して、上記第２の転がり軸受１０を説明する。この第２の転がり軸受１０は、アンギュラ型玉軸受であり、内輪１２と外輪２０がＳＫＨ鋼(高速度工具鋼、例えばＪＩＳ規格ＳＫＨ４)で作製されている。なお、ＳＫＨ鋼に替えて、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０４やＡＩＳＩ規格Ｍ５０などの鋼材で内輪１２と外輪２０を作製してもよい。また、玉２６はセラミック製とした。また、少なくとも１つの玉２６の表面に導電性を有するコーティングの一例としての銀コーティング３２を形成した。また、内輪１２の軌道面１２Ａには、イオン窒化層３３とダイヤモンド状炭素膜３５を順に形成した。また、外輪２０の軌道面２０Ａには、イオン窒化層３６とダイヤモンド状炭素膜３７を順に形成した。尚、ダイヤモンド状炭素膜は、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond Like Carbon：ＤＬＣ)膜ともいう。
【００２２】
上記構成のＸ線管装置は、真空容器１の外側に配置されたコイル(図示せず)が発生する回転磁界によって、回転部としての第１筒部材５が固定部としての第２筒部材２１に対して回転する。これにより、ターゲット３が回転し、電子銃２から放出された電子が回転するターゲット３に対して衝突してＸ線が発生する。
【００２３】
ここで、上記第１の転がり軸受８は、内輪１１の軌道面１１Ａにイオン窒化層２８を形成し、外輪１８の軌道面１８Ａにイオン窒化層３０を形成したので、内輪１１の軌道面１１Ａ,外輪１８の軌道面１８Ａの表面硬度が向上して、耐摩耗性を向上できる。
【００２４】
また、上記第２の転がり軸受１０は、内輪１２の軌道面１２Ａにイオン窒化層３３とダイヤモンド状炭素膜３５が順に形成されており、外輪２０の軌道面２０Ａにはイオン窒化層３６とダイヤモンド状炭素膜３７が順に形成されている。よって、この実施形態では、２列の転がり軸受８と１０のうちのターゲット３に近い第２の転がり軸受１０は、イオン窒化層３３,３６とダイヤモンド状炭素膜３５,３７との二重硬化構造でもって、内輪１２の軌道面１２Ａ,外輪２０の軌道面２０Ａの表面硬度が特に向上する。よって、第１の転がり軸受８よりもターゲット３に近いことに起因して第１の転がり軸受８よりも高温に晒される第２の転がり軸受１０の耐摩耗性を第１の転がり軸受８の耐摩耗性よりも高くすることができる。よって、この実施形態によれば、第１の転がり軸受８の寿命と第２の転がり軸受１０の寿命とをバランスさせて、長寿命化を図れる。
【００２５】
また、この実施形態のＸ線管装置によれば、転動体である玉２５,２６がセラミック製であるので、遠心力の低減、騒音の低減、耐焼き付き性の向上を図れる。また、セラミック製の玉２５のうちの少なくとも１つとセラミック製の玉２６のうちの少なくとも１つは導電性を有するコーティングの一例としての銀コーティング２７,３２が転動面に形成されているので、外輪１８,２０と内輪１１,１２との間の導電性を確保でき、ターゲット３に固定される回転部としての第１筒部材５と固定部としての第２筒部材２１との間の導電性を確保できる。
【００２６】
尚、上記実施形態では、第１の転がり軸受８の内輪１１の軌道面１１Ａと外輪１８の軌道面１８Ａにイオン窒化層２８、３０を形成したが、内輪１１の軌道面１１Ａと外輪１８の軌道面１８Ａとのうちのいずれか１つにイオン窒化層を形成してもよい。また、上記実施形態では、第２の転がり軸受１０の内輪１２の軌道面１２Ａと外輪２０の軌道面２０Ａにイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜の二重硬化構造を形成したが、内輪１２の軌道面１２Ａと外輪２０の軌道面２０Ａのうちのいずれか１つにイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜の二重硬化構造を形成してもよい。また、上記実施形態では、第１の転がり軸受８の玉２５と第２の転がり軸受１０の玉２６の全部をセラミック製としたが、玉２５と玉２６の全部を鋼製(例えばＳＫＨ鋼など)としてもよい。この場合、玉２５の表面にイオン窒化層を形成することが望ましい。また、この場合、玉２６の表面にイオン窒化層とダイヤモンド状炭素膜を順に形成することが望ましい。また、上記実施形態では、第１の転がり軸受８の玉２５と第２の転がり軸受１０の玉２６の全部をセラミック製としたが、玉２５のうちの少なくとも１つをセラミック製とすると共にこのセラミック製の玉２５以外の玉２５を鋼製(例えばＳＫＨ鋼など)としてもよい。つまり、セラミック製の玉２５と鋼製の玉２５とを混在させてもよい。また、玉２６のうちの少なくとも１つをセラミック製とすると共にこのセラミック製の玉２６以外の玉２６を鋼製(例えばＳＫＨ鋼など)としてもよい。つまり、セラミック製の玉２６と鋼製の玉２６とを混在させてもよい。この場合、セラミック製の玉２５,２６でもって、遠心力の低減、騒音の低減、耐焼き付き性の向上を図れると共に、鋼製の玉２５,２６でもって、外輪１８,２０と内輪１１,１２との間の導電性を確保でき、ターゲット５に固定される回転部(第１筒部材５)と固定部(第２筒部材２１)との間の導電性を確保できる。
【００２７】
また、上記実施形態では、第１,第２の転がり軸受８,１０をアンギュラ型玉軸受としたが、深溝型玉軸受、３点接触型玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受などの他の種々の転がり軸受に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明のＸ線管装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】上記Ｘ線管装置が備えるＸ線管用転がり軸受としての第１の転がり軸受８の断面図である。
【図３】上記Ｘ線管装置が備えるＸ線管用転がり軸受としての第２の転がり軸受１０の断面図である。
【図４】従来のＸ線管装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  真空容器
２  電子銃
３  ターゲット
５  第１筒部材５
６  軸方向突起
７  軸部材
８  第１の転がり軸受
１０  第２の転がり軸受
１１、１２  内輪
１３、１９  間座
１８、２０  外輪
２１  第２筒部材
２５、２６  玉
２７、３２  銀コーティング
２８、３０  イオン窒化層
３５、３７  ダイヤモンド状炭素膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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