(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に配置した陽極ターゲットと、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嵌合部分に形成された動圧式すべり軸受と、前記動圧式すべり軸受の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、前記回転部分は互いの面どうしが所定領域で接触する少なくとも２つの第１および第２の構成部品を有し、前記第１の構成部品と前記第２の構成部品との間で、かつ、前記所定領域の近傍に、前記液体金属潤滑材に濡れやすい金属で形成した封止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２】
所定領域の管軸から遠いその外側に封止部材を配置した請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】
第１の構成部品および第２の構成部品の少なくとも一方に、互いが接触する面に対して凹んだ凹部を形成し、前記凹部内に封止部材を配置した請求項１または請求項２記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項４】
封止部材は銅または銅合金で形成されている請求項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。
【請求項５】
封止部材は、第１の構成部品と第２の構成部品との間に弾性変形して挟まれている請求項１ないし請求項４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、真空容器の内部空間への液体金属潤滑材の漏れを少なくした回転陽極型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、高速で回転できるように、回転支持機構によって回転可能に支持されている。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、両者の嵌合部分に軸受部が設けられている。
【０００３】
軸受部は、ボールベアリングのようなころがり軸受、あるいは、軸受面にらせん溝を形成し、ガリウム（Ｇａ）やガリウム−インジウム−錫（Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ）合金のような動作中に液状となる液体金属潤滑材をらせん溝の部分に供給する動圧式すべり軸受などで構成される。
【０００４】
動圧式すべり軸受を用いた例は、特開昭６０−１１７５３１号および特開平２−２２７９４８号、特開平５−１３０２８号、特開平７−１９２６６６号などの各公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回転陽極型Ｘ線管は、動圧式すべり軸受を用いる場合、その軸受部に液体金属潤滑材が供給される。また、動作中、陽極ターゲットは３０００ｒｐｍ乃至９０００ｒｐｍの高速で回転し、その向きも使用状態によって変化する。したがって、Ｘ線管の姿勢に関係なく、長期間にわたり、動圧式すべり軸受のらせん溝の部分に液体金属潤滑材を過不足なく供給できる構造になっている。
【０００６】
また、液体金属潤滑材が軸受部から真空容器内の空間に漏れると、Ｘ線管の耐電圧性能が損なわれ放電発生の原因になる。そのため、液体金属潤滑材が真空容器内の空間に漏れないような封止構造が採用されている。
【０００７】
しかし、軸受部の空間部分に残留するガスや軸受部材に含まれていたガスが放出されガス気泡が発生すると、このガスの圧力によって液体金属潤滑材が真空容器の内部空間に噴出する場合がある。
【０００８】
また、回転陽極型Ｘ線管の姿勢が変化し、軸受にかかる荷重が変化すると、回転体と固定体の相対位置が変化し圧力分布が変化する。その結果、液体金属潤滑材の流れが真空容器の内部空間方向へと向い、その内部空間に漏れ出す場合がある。
【０００９】
また、陽極ターゲットを支持する回転支持機構たとえば回転体や固定体は、一般に、複数の構成部品を組み合わせて構成される。そのため、製造過程などにおいて、複数の構成部品の面どうしが互いに接触する締結面などに液体金属潤滑材が付着する場合があり、締結面に付着した液体金属潤滑材が真空容器の内部空間に漏れることがある。
【００１０】
特開２０００−１７３５１８号には、複数の構成部品の締結面に液体金属潤滑材が付着しないように、軸受面および締結面を相違させる方法が開示されている。しかし、この方法は、複数の構成部品の締結面が作業者から目視できない位置にあるため、液体金属潤滑材が締結面に付着しても検知できず、液体金属潤滑材の漏出を完全に防止できない。
【００１１】
また、複数の構成部品どうしの締結面に軟質金属を挟んで固定する方法がある。この方法は、軟質金属が変形すると、構成部品どうしの位置関係がずれ、寸法精度が低下し軸受特性が不安定になる。
【００１２】
上記したように、従来の回転陽極型Ｘ線管は、動作中などに、液体金属潤滑材が真空容器の内部空間に漏れ出し、Ｘ線管の耐電圧性能が損なわれ放電発生の原因になる場合がある。
【００１３】
本発明は、上記した欠点を解決し、真空容器の内部空間への液体金属潤滑材の漏洩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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器内に配置した陽極ターゲットと、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嵌合部分に形成された動圧式すべり軸受と、前記動圧式すべり軸受の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、前記回転部分は互いの面どうしが所定領域で接触する少なくとも２つの第１および第２の構成部品を有し、前記第１の構成部品と前記第２の構成部品との間で、かつ、前記所定領域の近傍に、前記液体金属潤滑材に濡れやすい金属で形成した封止部材を配置したことを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
符号１１はＸ線管を構成する真空容器で、図ではその一部が示されている。真空容器１１内に、Ｘ線を発生する陽極ターゲット１２が配置されている。陽極ターゲット１２はナット１３によって回転支柱１４に固定されている。回転支柱１４は回転支持機構１５に連結され、陽極ターゲット１２は回転支持機構１５によって回転可能に支持されている。
【００１７】
回転支持機構１５は回転部分と固定部分から構成されている。回転部分は、たとえば回転支柱１４が直接固着されたほぼ有底円筒状の鉄合金製の中間円筒１６、この中間円筒１６の内側に第１の断熱間隙Ｇａを保って配置された内側円筒１７、中間円筒１６の外側に第２の断熱間隙Ｇｂを保って配置された銅製の外側円筒１８の３層構造などから構成されている。内側円筒１７および中間円筒１６、外側円筒１８は隣接するどうしが互いに部分的に接合されている。
【００１８】
内側円筒１７の内部に、鉄合金製のほぼ円柱状をした固定体１９が嵌合挿入されている。固定体１９は、たとえば図示上方に位置する直径の小さい第１径小部１９ａ、および、図示中間に位置する直径の大きい径大部１９ｂ、第１径小部１９ａよりも径が大きく径大部１９ｂよりも径が小さい図示下方に位置する第２径小部１９ｃなどから形成されている。
【００１９】
また、内側円筒１７の下端開口部を実質的に閉じるようにスラストリング２０が設けられている。スラストリング２０は内側円筒１７とたとえばねじＳで固定され、内側円筒１７と一体に回転する回転部分を構成している。
【００２０】
回転支持機構１５を構成する内側円筒１７と固定体１９との嵌合部分に動圧式すべり軸受が設けられいる。たとえば、固定体１９の第１径小部１９ａの外周面に、動圧を発生する動圧発生溝たとえばヘリンボンパターンらせん溝２１、２２が軸方向に離れた２箇所にそれぞれ対に形成され、内側円筒１７の内周面とともにラジアル方向の動圧式すべり軸受２３、２４を構成している。
【００２１】
また、固定体１９の径大部１９ｂの図示上面２５に、動圧を発生する動圧発生溝たとえばサークル状のヘリンボンパターンらせん溝２６が形成され、これと近接対向する内側円筒１７の段差面とともにスラスト方向の動圧式すべり軸受２７を構成している。スラストリング２０の上面２８にも、同じくサークル状のヘリンホンパターンらせん溝２９が形成され、これと近接対向する径大部１９ｂの図示下面とともにスラスト方向の動圧式すべり軸受３０を構成している。
【００２２】
固定体１９の一部、たとえばラジアル方向の動圧式すべり軸受２３、２４に挟まれた領域に外径の小さい部分を設け、液体金属潤滑材を貯蔵する環状の貯蔵空間３１を形成している。また、固定体１９の外周面に、動圧式すべり軸受のらせん溝および軸受間隙などの各部分に液体金属潤滑材を供給する複数の通路それぞれの開口３２ａ〜３２ｄが軸方向に所定間隔で設けられている。
【００２３】
スラストリング２０の下方に、液体金属潤滑材の漏出を防止する複数個のトラップリング３３、３４が固定されている。
【００２４】
なお、固定体１９の第２径小部１９ｃの外周部分は封止金属リング３５の内側に気密溶接され、封止金属リング３５の外側は真空容器１１のガラス部分に封着されている。
【００２５】
上記の構成において、ラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸受２３、２４、２７、３０のうち、真空容器内の空間１１ａに一番近い動圧式すべり軸受たとえばスラスト方向の動圧式すべり軸受３０から真空容器内の空間１１ａに至る途中で、スラストリング２０と同軸状に対向する第２径小部１９ｃの外周面に動圧発生部３６が形成されている。
【００２６】
動圧発生部３６は、管軸に対し傾斜する向きに設けた所定長さの複数のらせん溝３７から構成され、らせん溝３７は円周方向に所定間隔で設けられている。複数のらせん溝３７は、回転機構１５の回転体が回転した場合に、液体金属潤滑材に対して、図示下方に位置する真空容器内の空間１１ａの側から、図示上方に位置する動圧式すべり軸受２３、２４、２７、３０側に移動させる圧力いわゆる動圧を発生する。
【００２７】
また、スラストリング２０の外周部分に肉厚の薄い薄肉部２０ａが設けられている。薄肉部２０ａにより、内側円筒１７の下端面とスラストリング２０と間に環状の封止用空間１００が形成され、この封止用空間１００内に、液体金属潤滑材の漏出を防止する環状の封止部材１０１が固定されている。
【００２８】
ここで、封止用空間１００の近傍を抜き出した構造について図２を参照して説明する。図２は図１に対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００２９】
スラストリング２０の外周部分に肉厚の薄い薄肉部２０ａに形成されている。このとき、薄肉部２０ａの上方部分に環状の封止用空間１００が形成される。また、薄肉部２０ａの内側たとえばその管軸ｍ側に隣接する厚肉部２０ｂと内側円筒１７の下端面１７ａとが面どうしで接触する締結面を形成する。そして、封止用空間１００内に、液体金属潤滑材の漏出を防止する環状の封止部材１０１がたとえば弾性変形を利用して固定されている。封止部材１０１は液体金属潤滑材が濡れやすい材料、たとえば銅や銅合金などで形成される。
【００３０】
封止部材１０１は、図３に示すように、たとえばほぼ筒状に形成され、図示上端１０１ａの開口径が図示下端１０１ｂの開口径よりも小さく形成されている。その長さＬは封止用空間１００の管軸方向の長さよりも少し大きくしている。
【００３１】
上記した構造の封止部材１０１を封止用空間１００内に配置し、その後、内側円筒１７とスラストリング２０をねじＳで固定する。このとき、内側円筒１７とスラストリング２０との間に封止部材１０１が挟まれ、上下から力が加えられ弾性変形して固定される。
【００３２】
上記した構成によれば、動圧式すべり軸受２３、２４、２７、３０部分の空間に残留するガスや軸受部材から放出するガスの圧力、あるいは、軸受の姿勢変化などに伴う軸受内部の圧力変化によって、液体金属潤滑材の流れが真空容器１１内の空間１１ａ方向に向っても、らせん溝３７の動圧で流れが抑えられ、液体金属潤滑材の漏出が防止される。
【００３３】
また、封止用空間１００内に液体金属潤滑材が濡れやすい封止部材１０１が配置されている。そのため、内側円筒１７とスラストリング２０の締結面から漏れる液体金属潤滑材は封止部材１０１に付着し、真空容器１１内の空間１１ａへの漏出が防止される。
【００３４】
上記の実施形態では、スラストリングに薄肉部を設け、スラストリングの側に封止用空間を形成している。しかし、内側円筒に凹部を設け、内側円筒の側に封止用空間を形成してもよく、また両方に跨がって封止用空間を形成することもできる。
【００３５】
また、上記の実施形態では、陽極ターゲットから遠い側に位置する内側円筒の端部に封止用空間を設けている。しかし、内側円筒の陽極ターゲットに近い側の端部開口を円板状部材などで封止する場合は、これらの部分にも上記した構造の封止用空間を形成し、封止部材を配置することもできる。
【００３６】
また、上記の実施形態では、内側円筒とスラストリングとの接合面の外側たとえば管軸から遠い側に封止部材を配置している。この場合、封止部材の位置が真空容器内の空間に近いため、封止部材近傍のガス抜きが容易になる。しかし、封止部材を接合面の内側に配置した場合にも、液体金属潤滑材が封止部材に付着し、液体金属潤滑材の量や圧力が減少し、接合面からの液体金属潤滑材の漏れを防止する効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、真空容器の内部空間への液体金属潤滑材の漏洩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断面図である。
【図２】本発明の実施形態における封止用空間の近傍を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施形態に使用される封止部材を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１１…真空容器
１２…陽極ターゲット
１３…ナット
１４…回転支柱
１５…回転支持機構
１６…中間円筒
１７…内側円筒
１８…外側円筒
１９…固定体
２０…スラストリング
２１…らせん溝
２２…らせん溝
２３…ラジアル方向の動圧式すべり軸受
２４…ラジアル方向の動圧式すべり軸受
２５…固定体の径大部の上側軸受面
２６…ヘリンボンパターンらせん溝
２７…スラスト方向の動圧式すべり軸受
２８…スラストリングの上側軸受面
２９…ヘリンボンパターンらせん溝
３０…スラスト方向の動圧式すべり軸受
１００…封止用空間
１０１…封止部材
【図１】
0003811078.tif 000002
【図２】
0003811078.tif 000003
【図３】
0003811078.tif 000004