(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた円筒状回転体およびこの回転体の内側に嵌合された円柱状固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記回転体の内周面と対向する前記固定体の外周部の端部にのみ、前記回転体および前記固定体と相違する材料の緩衝部材を設けたことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】
前記固定体の外周部の端部に凹部を形成し、前記凹部に前記緩衝部材を設けた請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】
Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた円筒状回転体およびこの回転体の内側に嵌合された円柱状固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記固定体の外周面と対向する前記回転体の内面の端部にのみ、前記回転体および前記固定体と相違する材料の緩衝部材を設けたことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項４】
前記回転体の内面の端部に凹部を形成し、前記凹部に前記緩衝部材を設けた請求項３記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項５】
Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた回転体および固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記回転体および前記固定体の一方に、前記回転体および前記固定体と相違する材料の緩衝部材を設け、前記回転体および前記固定体の他方に、前記緩衝部材と対向する位置に凹部を形成したことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項６】
緩衝部材が無端のリング状に構成され、または弧状をした複数から構成され、または不連続部分をもつほぼリング状に構成された請求項１、請求項３および請求項５のいずれか１つに記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項７】
Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた円筒状回転体およびこの回転体の内側に嵌合された円柱状固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記回転体の内周面と対向する前記固定体の外周部の一部で、管軸を挾んで反対側に位置する前記回転陽極に近い側の端部および前記回転陽極から遠い側の端部に、前記回転体および前記固定体と相違する材料で構成された緩衝部材を設けたことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項８】
Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた有底円筒状回転体およびこの有底円筒状回転体の内側に嵌合された円柱状固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記回転体の底面と対向する前記固定体の端面に、前記回転体および前記固定体と相違する材料で構成された円板状の緩衝部材を固定したことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項９】
Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた円筒状回転体およびこの回転体の内側に嵌合された円柱状固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記回転体の内周面と前記固定体の外周面が対向する間隙の端部にのみ、前記回転体および前記固定体と相違する材料の緩衝部材を配置したことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項１０】
緩衝部材は金属またはセラミックである請求項１、請求項３、請求項５、請求項７、請求項８および請求項９のいずれか１つに記載の回転陽極型Ｘ線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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線を発生する電子管で、Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた円盤状回転陽極およびこの円盤状回転陽極を回転可能に支持する回転機構、前記タ一ゲット層に電子ビームを照射する陰極、円盤状回転陽極や回転機構、陰極を収納する真空外囲器などから構成されている。回転機構は、円筒状の回転体および円柱状の固定体などから構成され、回転体と固定体との間にたとえば動圧式すべり軸受が設けられている。
【０００３】
ここで、従来の回転陽極型Ｘ線管について図９の断面図を参照して説明する。符号９０は円盤状回転陽極で、円盤状回転陽極９０上の一部に、電子ビームの照射でＸ線を放出するタ一ゲット層９１が設けられている。円盤状回転陽極９０は支持シャフト９２に固定され、支持シャフト９２は円筒状の回転体９３に連結されている。
【０００４】
回転体９３は、円筒状の外側回転体９３ａおよび円筒状の中間回転体９３ｂ、有底円筒状の内側回転体９３ｃの３層で構成され、中間回転体９３ｂが支持シャフト９２と直接結合している。また、回転体９３の内側に円柱状の固定体９４が嵌合されている。回転体９３の開口部たとえば内側回転体９３ｃの開口部はスラストリング９５で封止されている。固定体９４は、その外周部分に段部９６が環状に設けられ、段部９６から右側は外径の大きい径大部９４ａ、段部９６から左側は外径の小さい径小部９４ｂとなっている。径小部９４ｂは、スラストリング９５の開口部を貫通し、その外側まで伸びている。
【０００５】
径大部９４ａには、図の左右に離れた２箇所にらせん溝９７ａ、９７ｂが設けられ、ラジアル方向の動圧式すべり軸受を形成している。らせん溝９７ａ、９７ｂで挟まれた領域に、液体金属潤滑剤を貯蔵する凹部９８が環状に設けられている。また、内側回転体９３ｃの底部と対向する固定体９４の右端面、および、スラストリング９５と対向する固定体９４の段部９６にも、それぞれらせん溝９９ａ、９９ｂが設けられ、スラスト方向の動圧式すべり軸受を形成している。
【０００６】
回転体９３たとえば内側回転体９３ｃと固定体９４は、動作中、２０μ程度の軸受け間隙を保つように設定され、両者の間隙部分およびらせん溝９７ａ、９７ｂ、９９ａ、９９ｂに、それぞれ動作中は液状となる液体金属潤滑剤たとえばＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金が送り込まれる。
【０００７】
なお、符号ｍは管軸を示し、円盤状回転陽極９０および回転体９３、固定体９４は陰極などとともに真空外囲器内に収納され、回転陽極型Ｘ線管に組立てられる。
【０００８】
上記した回転陽極型Ｘ線管は、動作時、円盤状回転陽極９０を高速に回転させ、この状態で、ターゲット層９１に電子ビームを照射し、ターゲット層９１からＸ線を放出させる。
【０００９】
ここで、回転陽極型Ｘ線管の動作状態における回転機構について図１０を参照して説明する。図１０は、内側回転体９３ｃと固定体９４の部分を抜き出したもので、図９に対応する部分については同じ符号を付し、重複する説明は一部省略する。この場合、円盤状回転陽極は高速に回転しており、動圧式すべり軸受が機能している。したがって、内側回転体９３ｃと固定体９４は非接触状態となっている。
【００１０】
次に、回転陽極型Ｘ線管が動作を開始する起動時や動作を終了した停止時における回転機構について図１１を参照して説明する。図１１も内側回転体９３ｃと固定体９４の部分を抜き出したもので、図９に対応する部分については同じ符号を付し、重複する説明は一部省略する。起動時や停止時は、動圧式すべり軸受が機能していない。この場合、内側回転体９３ｃと固定体９４は、構造上の関係から、符号Ｐ、Ｑで示すようにたとえば固定体９４の右端や段部９６に近い部分が接触状態になる。
【００１１】
また、円盤状回転陽極９０の回転数が低い場合も、動圧式すべり軸受が十分に機能していないため、内側回転体９３ｃと固定体９４は、その時の条件により非接触状態になったり、接触状態になったりする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転陽極型Ｘ線管は、動作状態に入る起動時や動作を終了した停止時、あるいは、回転機構の回転速度が低い低回転時など、回転体と固定体が接触状態となる。回転体と固定体が接触する場合、円盤状回転陽極などを含めた回転部分の荷重が大きいと、接触部分における応力が大きくなり、軸受表面に摩耗や焼き付、かじりなどが起り、軸受部分を損傷させる。また、回転部分の慣性モーメントが大きいと、停止時など接触部に発生するエネルギーが大きくなり、軸受部分が損傷し、軸受部分の耐久性が低下する。また、回転部分の重心が軸受の外にあると、軸受中にある場合に比べ接触部分にかかる荷重が大きくなり、軸受部分の耐久性が低下する。
【００１３】
なお、回転機構の軸受部分を形成する素材として、鉄系材料でなくＴＺＭやＭｏを用い、また、軸受部分に充填する液体金属潤滑剤としてＧａ合金を用いた場合、液体金属潤滑剤に対する軸受素材の反応速度が鉄などに比べはるかに小さくなる。そのため、回転部分がより高速に回転して軸受損失が大きくなり、軸受の温度が高くなるような条件でも使用できる。しかし、摩擦係数が大きいため、起動時や停止時に発生する固体接触に対する耐久性が劣っている。
【００１４】
また、回転体と固定体に同じ種類の金属を用いたような場合も、両者に異種金属を用いた場合に比べ、焼付き摩耗が発生しやすい。
【００１５】
本発明は、上記した欠点を解決し、起動時や停止時における動圧式すべり軸受の摩耗および焼き付、かじりに対する耐久性を向上させた回転陽極型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、Ｘ線を放出するタ一ゲット層が設けられた回転陽極と、相互間に動圧式すべり軸受が設けられた円筒状回転体およびこの回転体の内側に嵌合された円柱状固定体を有し前記回転陽極を回転可能に支持する回転機構と、前記回転陽極および前記回転機構を収納する真空外囲器とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記回転体の内周面と対向する前記固定体の外周部の端部にのみ、前記回転体および前記固定体と相違する材料の緩衝部材を設けたことを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。符号１０は円盤状回転陽極で、円盤状回転陽極１０上の一部に、陰極（図示せず）が発生する電子ビームの照射によってＸ線を放出するタ一ゲット層１１が設けられている。円盤状回転陽極１０は支持シャフト１２に固定され、支持シャフト１２は円筒状の回転体１３に連結されている。
【００１８】
回転体１３は、円筒状の外側回転体１３ａおよび円筒状の中間回転体１３ｂ、有底円筒状の内側回転体１３ｃの３層で構成され、中間回転体１３ｂが支持シャフト１３と直接結合している。回転体１３の内側に円柱状の固定体１４が嵌合されている。回転体１３の開口部たとえば一番内側に位置する内側回転体１３ｃの開口部はスラストリング１５で封止されている。
【００１９】
固定体１４は、その外周部分に段部１６が設けられ、段部１６から右側は外径の大きい径大部１４ａ、段部１６から左側は外径の小さい径小部１４ｂとなっている。径小部１４ｂはスラストリング１５の開口部を貫通し、その外側まで伸びている。
【００２０】
径大部１４ａの外周面には、図の左右に離れた２箇所にらせん溝１７ａ、１７ｂが設けられラジアル方向の動圧式すべり軸受を形成している。らせん溝１７ａ、１７ｂで挟まれた領域に液体金属潤滑剤を貯蔵する凹部１８が外周面に環状に設けられている。また、内側回転体１３ｃの底部と対向する固定体１４の右端面、および、スラストリング１５と対向する固定体１４の段部１６の面にも、それぞれらせん溝１９ａ、１９ｂが設けられスラスト方向の動圧式すべり軸受を形成している。
【００２１】
また、内側回転体１３ｃの内周面と固定体１４の外周面とが対向する軸受領域のうち、円盤状回転陽極１０に近い側の端部Ａ（以後の説明では、この端部を軸受領域Ａと表現する）および円盤状回転陽極１０から遠い側の端部Ｂ（以後の説明では、この端部を軸受領域Ｂと表現する）において、たとえば固定体１４外周部に環状の凹部を形成してざぐり、その凹部に図１（ｂ）に示すようなリングＲ１、Ｒ２を設けている。リングＲ１、Ｒ２は、内側回転体１３ｃおよび固定体１４の軸受面を形成する軸受素材とは異なる材料（以後緩衝材料という）で形成され、一方のリングＲ１は、たとえばらせん溝１７ａ部分に形成された凹部に嵌め込まれ接合されている。他方のリングＲ２は、たとえばスラストリング１５に隣接するらせん溝１７ｂ部分に形成された凹部に嵌め込まれ接合されている。なお、リングＲ１、Ｒ２を構成する緩衝材料としては金属材料やセラミックなどが用いられる。
【００２２】
また、回転体１３たとえば内側回転体１３ｃと固定体１４は、動作中、２０μ程度の軸受け間隙を保つように設定され、両者の間隙部分およびらせん溝１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂに、動作中は液状となる液体金属潤滑剤たとえばＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金が送り込まれる。
【００２３】
なお、符号ｍは管軸を示し、円盤状回転陽極１０および回転体１３、固定体１４は陰極などとともに真空外囲器内に収納され、回転陽極型Ｘ線管に組立てられる。
【００２４】
上記した構成によれば、回転陽極型Ｘ線管が動作状態に入る起動時や動作状態を停止した停止時などに、回転機構を構成する回転体と固定体の軸受面同士が接触する部分、たとえば軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂに緩衝部材のリングＲ１、Ｒ２を設けている。したがって、回転体１３および固定体１４のたとえば同じ材料の軸受面同士が直接接触することがなくなり、軸受面のかじりや焼付き、摩耗などが少なくなり、軸受部分の耐久性が向上する。
【００２５】
次に、本発明の他の実施形態について図２乃至図８を参照して説明する。図２乃至図８は、内側回転体１３ｃおよび固定体１４などの部分を抜き出して示し、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。
【００２６】
図２は、軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂにおいて、それぞれ内側回転体１３ｃの内面に、緩衝材料のリングＲ１、Ｒ２を接合などによって固定し、また、固定体１４の外周面にリングＲ１、Ｒ２が当たらないように凹部Ｈを形成しざぐっている。
【００２７】
図３は、軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂにおいて、それぞれ内側回転体１３ｃの内面に凹部Ｈを形成してざぐり、その凹部Ｈに緩衝材料の複数の弧状リングｒ１、ｒ２を埋め込み接合している。この場合、複数の弧状リングｒ１、ｒ２に代えて、たとえば一か所で切り離された不連続部分を有しほぼリング状のものを用いることもできる。
【００２８】
図４は、軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂにおいて、それぞれ内側回転体１３ｃの内面および固定体１４の外面に凹部Ｈを形成してざぐり、内側回転体１３ｃと固定体の凹部Ｈに挟まれた領域に、緩衝材料のリングＲ１、Ｒ２を配置している。リングＲ１、Ｒ２は、内側回転体１３ｃおよび固定体１４に固定されず。起動時や停止時にのみ、内側回転体１３ｃあるいは固定体１４と接触する構造になっている。リングＲ１、Ｒ２を内側回転体１３ｃや固定体１４のいずれにも固定しない場合、リングＲ１、Ｒ２は自由度があり起動時や停止時の衝撃力を吸収できる。
【００２９】
図５は、管軸に直交する方向に位置する内側回転体１３ｃのスラスト面、たとえば内側回転体１３ｃの底面に凹部Ｈ１を形成し、その凹部Ｈ１に、符号５１で示すような緩衝材料の円板５１を埋め込み接合している。また、固定体１４と対向するスラストリング１５に環状に凹部Ｈ２を形成し、その凹部Ｈ２に符号Ｒで示すような緩衝材料のリングを埋め込み接合している。この場合、固定体１４の両端面は、円板５１やリングＲが当たらないように凹部ｈ１、ｈ２を形成しざぐっている。
【００３０】
図６は、固定体の外周面に設けられた液体金属潤滑剤貯蔵用の凹部１８の外面に緩衝材料のリングＲを嵌め込み接合している。リングＲの外径は固定体１４のらせん溝の設けられた部分の外径よりも少し大きくしておき、回転時には内側回転体１３ｃと接触せず、起動時や停止時にのみ内側回転体１３ｃと接触するようにしている。
【００３１】
図７は、軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂにおいて、たとえば固定体１４の外周面全体でなく、その一部に凹部Ｈ１、Ｈ２を形成し、凹部Ｈ１、Ｈ２に、符号７１で示すような緩衝材料の緩衝片７１を嵌め込み接合している。この場合、緩衝片７１は、たとえば軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂでは、管軸ｍを挟んでその反対側に設けられる。内側回転体１３ｃと固定体１４は、構造上の条件により起動時や停止時に接触する部分が限られる場合があり、そのような場合に有効である。
【００３２】
図８は、内側回転体１３ｃの底面と対向する固定体１４の端面に緩衝材料の円板８１をボルト８２で固定している。
【００３３】
上記の図２乃至図８の実施形態の場合も、起動時や停止時に回転体と固定体が接触する部分に、回転体および固定体、スラストリングなどの軸受面を構成する軸受素材とは異なる材料の緩衝部材、たとえばリングや円板、緩衝片などを設けている。そのため、かじり、焼付き、摩耗に対する軸受の耐久性が向上する。
【００３４】
上記の実施形態では、固定体の左端面にらせん溝を設けているが、これに代えて、スラストリングの固定体の左端面と対向する面にらせん溝を設けてもよい。軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂにおける緩衝部材の形状は同じである必要はなく、軸受領域Ａと軸受領域Ｂとでいろいろな形状の緩衝部材を組み合わせることができる。また、回転体内周面と固定体外周面は軸受領域Ａおよび軸受領域Ｂに緩衝部材を配置しているが、これ以外の領域に緩衝部材を配置することもできる。
【００３５】
上記した構成によれば、起動時や停止時における動圧式すべり軸受の摩耗および焼き付、かじりに対する耐久性が向上した回転陽極型Ｘ線管を実現できる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、起動時や停止時における動圧式すべり軸受の摩耗および焼き付、かじりに対する耐久性を向上させた回転陽極型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断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を説明するための図で、回転体の一部と固定体の各部分を抜き出した断面図である。
【図９】従来例をを説明するための断面図である。
【図１０】従来例を説明するための図で、回転体が回転状態の場合の断面図である。
【図１１】従来例を説明するための図で、回転体が停止状態の場合の断面図である。
【符号の説明】
１０…円盤状回転陽極
１１…ターゲット層
１２…支持シャフト
１３…回転体
１４…固定体
１５…スラストリング
１６…固定体の段部
１７ａ、１７ｂ…らせん溝
１８…固定体の凹部
１９ａ、１９ｂ…らせん溝
Ｒ１、Ｒ２…リング
【図１】
0004473422.tif 000002
【図２】
0004473422.tif 000003
【図３】
0004473422.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004473422.tif 000009
【図９】
0004473422.tif 000010
【図１０】
0004473422.tif 000011
【図１１】
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