JPH0372177B2 - - Google Patents
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- JPH0372177B2 JPH0372177B2 JP58069362A JP6936283A JPH0372177B2 JP H0372177 B2 JPH0372177 B2 JP H0372177B2 JP 58069362 A JP58069362 A JP 58069362A JP 6936283 A JP6936283 A JP 6936283A JP H0372177 B2 JPH0372177 B2 JP H0372177B2
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- rotating
- ray tube
- ball bearing
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/101—Arrangements for rotating anodes, e.g. supporting means, means for greasing, means for sealing the axle or means for shielding or protecting the driving
- H01J35/1017—Bearings for rotating anodes
- H01J35/1024—Rolling bearings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/10—Drive means for anode (target) substrate
- H01J2235/1046—Bearings and bearing contact surfaces
- H01J2235/1053—Retainers or races
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、超高速回転にてX線出力を増大し
た回転陽極型X線管に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に回転陽極型X線管は、所定間隔を置いて
設けられた少なくとも1つのボールベアリングに
回転自在に支えられた円筒(ローター)の支持柱
に陽極ターゲツトが固定され、例えば毎分9000回
転という高速でこの陽極ターゲツトが回転され
る。そして、ボールベアリングはこの高速回転を
行なわしめると共に、陽極電流の通路の機能も持
つている。このため、従来一般にこのボールベア
リングは、金属製の内輪、外輪及び多数のボール
によつて構成されており、これら相互間の摩減を
抑制するため、ボールの表面にPbやAgのような
導電性の固体潤滑材が付着されている。
X線管の動作時には陽極ターゲツトからの伝導
熱のため、ボールベアリングは数百度Cの高温に
なり、これが真空中であるためボールベアリング
の潤滑材が比較的短時間のうちに蒸発してしま
い、回転性能の低下をきたす恐れがある。一対の
ボールベアリングのうち、特に陽極ターゲツトに
熱経路的に近い方のボールベアリングが遠方のも
のよりも約100℃以上高温となる傾向にある。ボ
ールベアリングが500℃以上の高温になると、高
速回転時にはボールベアリングを構成するボール
と内、外輪又はボールと他のボールの間での摩擦
熱が重畳されて、ボールの表面の温度が極めて高
温となり、その表面に付着してある固体潤滑材が
比較的短時間になくなつてしまい、いわゆる潤滑
不良により陽極ターゲツトが停止する事故が発生
し易かつた。又、温度が比較的低い場合でも、ボ
ールベアリングにかかる荷重のために、ボール又
は内輪、外輪に付着された薄膜状の固体潤滑材が
はがれ落ちたり、ボールの転道面以外へ押しやら
れたりして同様の不具合が発生することが多かつ
た。特に20000rpm以上の高速回転の場合には上
記の不具合のために寿命が極めて短かくなるのが
一般的であつた。一般には、このような不都合を
未然に防ぐため、陽極ターゲツトへの入力を過少
に抑えてボールベアリング温度の上昇を抑制する
か、又は陽極ターゲツトの回転数を低い値に制限
するなどの対策をとつているのが実状である。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、ボールベアリングが高温に
おいても高速回転性能が殆ど劣化しない極めて長
寿命の回転機構を有する回転陽極型X線管を提供
することである。
〔発明の概要〕
この発明は、ボールベアリングのボールとし
て、自己潤滑性摺動材からなる潤滑材供給用ボー
ルと金属又はセラミックあるいは両者からなる荷
重受用ボールとを混在させた回転陽極型X線管で
ある。
〔発明の実施例〕
この発明の回転陽極型X線管は第1図乃至第4
図に示すように構成され、真空外囲器1内に偏心
した陰極3と回転自在の略傘状陽極ターゲツト4
が所定間隔で対向配設されている。陽極ターゲツ
ト4は支持柱5に固着され、この支持柱5は有蓋
円筒(ローター)6の一端(蓋部)に同軸的に一
体に突設されている。この円筒6の内側には、回
転軸8が同軸的に固着されている。この場合、回
転軸8の一端には円板8aが一体に形成されてい
て、この円板8aが円筒6の蓋部内面に固着され
ている訳けである。又、この回転軸8と上記円筒
6との間には、有底筒状の固定子10が挿入配設
され、この固定子10は封着リング12,11を
介して上記真空外囲器1に固定されている。そし
て固定子10と回転軸8との間には、後述する一
対のボールベアリング13,14が配設されてい
る。更に、各ボールベアリング13,14の内輪
相互間隔を一定に保つために、回転軸8の外周に
は回転軸用スリーブ15が設けられている。又、
陽極ターゲツト4側のボールベアリング13の外
輪を固定子10に押圧しながら固定子用スリーブ
16が設けられている。この固定子用スリーブ1
6のボールベアリング14側には、2つの段部が
設けられ、一方の段部とボールベアリング14と
の間には断面L字形の可動スリーブ17が配設さ
れ、この可動スリーブ17の段面L字形一端とも
う一方の段部との間にはスプリング18が設けら
れている。このスプリング18は上記スリーブ1
6,17相互間に互いに反対方向に押し広げる圧
力をかけ、両ボールベアリング13,14に外輪
からスラスト予圧をかけるためのものである。
ここで上記ボールベアリング13,14につい
て説明すると、このボールベアリング13,14
は第2図及び第3図に示すように構成され、アン
ギユラーコンタクト形である。即ち、各ボールベ
アリング13,14は、外輪22、内輪23及び
この内、外輪23,22間に多数介在して交互に
配設されている2種のボール24,25からなつ
ている。そして、上記内、外輪23,22は、い
ずれも高速度鋼のような金属で形成されている。
又、一方のボール24は荷重受用のものであり、
高速度鋼のような金属、又は耐摩耗性セラミック
で形成されている。このセラミックとしては、例
えばアルミナ(Al2O3)、炭化珪素(SiC)、窒化
珪素(Si3N4)、あるいはサーメツトなどのうち
から選び球状に成形したものである。このボール
24の表面には、更に、Pb、Ag又は硫化モリブ
デン(MoS2)あるいはそれらの合金等の固体潤
滑材が付着されている。このような荷重受用ボー
ル24の相互間には、もう一方のボール25が配
設されており、このボール25は潤滑材供給用の
もので、直径が上記荷重受用ボール24より僅か
に小さく、且つ自己潤滑性摺動材で形成されてい
る。この自己潤滑性摺動材としては、とくに硫化
モリブデン例えばMoS2合金が好適である。例え
ばMoS2を30%、WS2を30%、Taを20%、Cuを
20%含んだMoS2合金では、800℃の真空中での
摩擦係数は0.13にして、圧縮強さは27Kg/mm2以上
である。又、摩擦係数は0℃から800℃まで、0.1
から0.13まで変化するに過ぎない。このように、
自己潤滑性摺動材とは、自らが極めて徐々に減耗
することによつて、周りのベアリング構成部材に
付着して潤滑機能をする材料である。尚、外輪2
2には、スリーブ16を介して予圧Fが加えられ
ている。
更に、陽極ターゲツト4側のボールベアリング
13と回転軸8の円板8aとの間は、詳しく拡大
して示すと第4図のようになつている。即ち、ボ
ールベアリング13の外輪22に接して、リング
19が陽極ターゲツト4側に配設されている。こ
のリング19は、ベアリング13の外輪22を固
定すると共に、ベアリング13によつて発生した
微粉が円筒6の外部に出るのを防ぐためのもの
で、断面略S字状にして外周がスリーブ16(又
は固定子10)に固着されている。そして一端が
ベアリング13の外輪22に接し、内周26は回
転軸8の外周に挿入されたスリーブ21と広い面
で対向し、小間隙通路27を形成している。この
小間隙通路27は、上記各部品の熱膨張及び工作
誤差や取付精度が許す限り小さく(好適には0.1
mm程度)設定されている。このリング19と固定
子10及び回転軸8の円板8aとの間には、防塵
リング20は断面略コ字状にして、一端は上記ス
リーブ21に接して回転軸8に固着され、他端は
遊端にして上記リング19の外面と小間隙(好適
には0.1mm)29をおいて対向している。従つて、
上記リング19の遊端つまり小間隙通路27の一
端28は、上記防塵リング20の内側に位置する
ことになる。防塵リング20は、動作時には回転
軸8と共に回転し、小間隙通路27を通過してき
た微粉を、遠心力によつてその内壁30に押し付
けて円筒6の外部に出るのを防止するためのもの
である。尚、防塵リング20と共にボールベアリ
ング13の内輪23を回転軸8に固定するため、
回転軸8の外周にスリーブ21が挿着されてい
る。又、真空外囲器1の外側には、円筒6に対応
してステータ7が配設され、動作時には円筒6及
び回転軸8を駆動して陽極ターゲツト4を回転せ
しめる。
上記のように構成された回転陽極型X線管は、
その動作において極めて安定に長時間、高速回転
性能が維持できる。即ち、荷重を受けるボール2
4は上記のように高速度鋼のような硬度の高い金
属又は800〜1000℃の高温でも強度低下がない
Si3N4などのセラミックでできており、それらの
表面にはPb、Ag、MoS2等の固体潤滑材が付着
してある。そして、MoS2(二硫化モリブデン)
の場合には、ボール24又は内輪23、外輪22
にスパツタ膜を形成するのが有効である。これら
の固体潤滑材は初期状態でボールベアリングに十
分な潤滑作用を提するために役立つている。これ
らの予め付着された薄膜状の固体潤滑材は、高速
回転時の摩擦熱あるいは陽極ターゲツト4からの
伝導熱によつて高温となつて蒸発するか、圧力に
より他部へ移動するかして、比較的短時間に潤滑
効果を失なうことになる。
しかるにこの発明の回転陽極型X線管では、自
己潤滑性摺動材からなる潤滑材供給用ボール25
が荷重受用ボール24の間に設けられているた
め、これらのボール24,25間での摩擦により
自己潤滑性摺動材の一部が荷重受用ボール24の
表面及び内輪、外輪の転動面に移着して、1μm
以下の薄くて密着性の良いフイルムを形成する。
そして、この相手面に強く移着したフイルムが滑
り合うため、摩擦係数が低くなり、良好な潤滑効
果を呈する。又、自己潤滑性摺動材からなる潤滑
材供給用ボール25は上記移着したフイルムとの
間の摩擦係数が小さいため、比較的軟らかい材料
にも拘らず耐摩耗性が良く、長時間の動作に耐え
ることができる。上記移着フイルムは、ある寿命
に達すると脱落して摩耗粉となるが、直ぐに自己
潤滑摺動材からなる潤滑材供給用ボール25から
新しいフイルムが供給されるので、絶えず良好な
潤滑効果を得ることができる。
上記の脱落した摩耗粉は、ボールベアリング1
3のターゲツト側に設けられたリング19、防塵
リング20、スリーブ21によつて円筒6の外部
に飛散できないようになつている。そして、小間
隙通路27が狭くて長いため、この小間隙通路2
7を脱け出る摩耗粉はごく微量である。この小間
隙通路27を脱け出た微量の摩耗粉は、開口端2
8において軸の高速回転により遠心力で半径方向
に飛ばされ、回転している防塵リング20の内壁
30に付着する。而も、滞溜空間の開口つまり小
間隙29は十分小さいので、円筒6の外部に出て
行く微粉子は十分少なくすることができ、回転陽
極型X線管の耐電圧不良等の不具合は発生しな
い。
〔発明の効果〕
この発明によれば、真空中で高温下において十
分小さな摩擦係数を常に維持することができる。
而も、自己潤滑材自体が耐摩耗性を有するため、
極めて長時間の運転に対しても潤滑特性を常に一
定に保つことができる。従つて、安定な回転特性
を有する長寿命の回転陽極型X線管を提供するこ
とができる。又、超高速回転を行なう場合にも、
荷重受用ボール24間での衝突が起らないため、
ボール24の回転が規則的に行なわれ、而も内輪
23、外輪22とボール24との摩擦係数は常に
小さく保たれるので、騒音や振動が小さく抑えら
れる。この場合にも、潤滑材が自動的に供給され
るので、寿命が画期的に長くなるのは勿論であ
る。
これは、長微小焦点を有するX線管において、
陽極ターゲツト4上の電子が入射する点での温度
上昇を低く抑えるために、超高速回転例えば
30000rpm以上で陽極ターゲツト4を回転させる
回転陽極型X線管を提供できることを意味する。
そして今迄の10000rpm回転の場合に比べて√3
倍の入力を可能にするため、従来、超微小焦点管
で不足していたX線出力を十分な量に保つことが
できる。これは、従来のX線管が乳房等のように
小さな而もX線吸収係数が小さい対象を撮影でき
ただけであるのに対して、人体の他の部分の撮影
を高解像度でもつて撮影できることを意味し、診
断学上画期的な意味を持つ。
更に、上記のように熱経路的に陽極ターゲツト
4に近いボールベアリング13の荷重受用ボール
24をSi3N4のようなセラミックにした場合に
は、ボールベアリング13の温度が〜1000℃まで
高くなつても硬度変化を起さない。又、MOS2合
金を潤滑材供給用ボール25に使えば、850℃ま
で潤滑特性で劣化しないので、従来、400℃前後
で動作していたボールベアリング13の温度を例
えば600℃まで高めて使用できるようになる。こ
れは換言すれば、陽極ターゲツト4からボールベ
アリング13への多大の熱流入が許されることに
なり、次の2つの利点を提供することになる。そ
の1つは、陽極ターゲツト4の動作温度を例えば
300℃高めることができ、これは陽極ターゲツト
4から外部への熱輻射を(1300/1000)4=2.86倍
に増加できることを意味し、冷却率が大きい回転
陽極型X線管を提供することができる。他の1つ
は、陽極ターゲツト4とボールベアリング13と
の熱経路を短かくすることができ、極めてコンパ
クトな回転陽極型X線管を提供できることであ
る。
又、ボールベアリング13の荷重受用ボール2
4をセラミックにした場合には、潤滑材供給用ボ
ール25による電気伝導に期待するよりも、陽極
ターゲツト4から熱経路的に遠いボールベアリン
グ14の荷重受用ベアリング24は高速度鋼のよ
うな金属でできていることが電流を陽極ターゲツ
ト4に安定に供給するという意味から好ましい。
尚、ボールベアリングは上記実施例(第2図及
び第3図)のようにアンギユラーコンタクト形が
好適であるが、第5図及び第6図に示すように深
溝形であつてもよい。この場合には、図示したよ
うに内輪23及び外輪22又はその一方に切欠き
31,32を設け、この切欠き31,32からボ
ール24を入れるとよい。
又、上記実施例では、荷重受用ボール24と自
己潤滑材でできた潤滑材供給用ボール25を交互
に装着しているが、必ずしもその必要はなく、少
なくとも1個の自己潤滑材でできた潤滑材供給用
ボール25が装着してあれば、同様の効果が得ら
れる。
又、上記実施例では潤滑材供給用ボール25の
直径を荷重受用ボール24の直径より小さくした
が、必ずしもそうでない場合も同様の効果が期待
できる。
又、上記実施例ではボールベアリング13の外
輪22にスプリング18によりスラスト予圧をか
けているが、内輪23から予圧をかける構造でも
よいことは勿論である。更に予圧をかけない場合
も可能である。そして、ターゲツト4から熱的に
遠いボールベアリング14では動作温度が低いた
め、従来使用してきた金属潤滑材(例えばPb、
Ag)を付着したボールベアリングを使用しても
よい。
又、上記実施例では、防塵用リング20、リン
グ19を用いて摩耗粉が円筒6の外部に出るのを
防いでいるが、これらは円筒6と固定子10の間
で同様の効果を持たせるように変形してもよい。
特に長寿命を期待しないためには、これらの全部
又は一部を省略することができる。これらの防塵
用リングは、第7図の33、及び34で示すよう
に迷路を作ることによつて同様の効果を得ること
ができる。
又、上記自己潤滑性の摺動材でできた潤滑材供
給用ボール25は、必ずしも球状でなくて角を持
つていても、又は真球度が悪い球であつても同様
の効果を生じる。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a rotating anode type X-ray tube that increases X-ray output at ultra-high speed rotation. [Technical background of the invention and its problems] In general, a rotating anode X-ray tube has an anode target mounted on a cylindrical (rotor) support column that is rotatably supported by at least one ball bearing provided at a predetermined interval. is fixed, and the anode target is rotated at a high speed of, for example, 9000 revolutions per minute. The ball bearing not only enables this high-speed rotation, but also functions as a path for the anode current. For this reason, conventional ball bearings generally consist of a metal inner ring, outer ring, and a large number of balls.In order to suppress wear between these balls, conductive materials such as Pb and Ag are coated on the surfaces of the balls. A solid lubricant is attached. During X-ray tube operation, the ball bearings reach a high temperature of several hundred degrees Celsius due to conduction heat from the anode target, and since this is in a vacuum, the lubricant in the ball bearings evaporates in a relatively short period of time. There is a risk of deterioration of rotational performance. Of the pair of ball bearings, the one that is closer to the anode target in terms of thermal path tends to be about 100°C or more hotter than the one that is farther away. When a ball bearing reaches a high temperature of 500°C or higher, during high-speed rotation, the frictional heat between the balls and the inner and outer rings or between the balls and other balls that make up the ball bearing is superimposed, causing the surface temperature of the balls to become extremely high. The solid lubricant adhering to the surface of the anode target runs out in a relatively short period of time, making it easy for an accident in which the anode target stops due to so-called lubrication failure. Furthermore, even when the temperature is relatively low, the thin film of solid lubricant attached to the balls or the inner and outer rings may peel off or be pushed to areas other than the rolling surfaces of the balls due to the load applied to the ball bearings. Similar problems often occurred. In particular, when rotating at high speeds of 20,000 rpm or more, the service life was generally extremely short due to the above-mentioned problems. In general, to prevent such inconveniences, measures are taken such as minimizing the input to the anode target to suppress the rise in ball bearing temperature, or limiting the rotation speed of the anode target to a low value. The reality is that it is true. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a rotating anode type X-ray tube having an extremely long-life rotating mechanism in which ball bearings exhibit almost no deterioration in high-speed rotation performance even at high temperatures. [Summary of the Invention] The present invention provides a rotating anode type X-ray tube in which a lubricant supply ball made of a self-lubricating sliding material and a load receiving ball made of metal or ceramic or both are mixed as balls of a ball bearing. It is. [Embodiments of the Invention] The rotating anode type X-ray tube of the present invention is shown in FIGS. 1 to 4.
It is constructed as shown in the figure, and includes an eccentric cathode 3 and a rotatable substantially umbrella-shaped anode target 4 in a vacuum envelope 1.
are arranged facing each other at a predetermined interval. The anode target 4 is fixed to a support column 5, and the support column 5 coaxially and integrally protrudes from one end (lid portion) of a covered cylinder (rotor) 6. A rotating shaft 8 is fixed coaxially to the inside of this cylinder 6. In this case, a disk 8a is integrally formed at one end of the rotating shaft 8, and this disk 8a is fixed to the inner surface of the lid portion of the cylinder 6. Further, a stator 10 in the shape of a cylinder with a bottom is inserted between the rotary shaft 8 and the cylinder 6, and the stator 10 is connected to the vacuum envelope 1 through sealing rings 12 and 11. is fixed. A pair of ball bearings 13 and 14 , which will be described later, are arranged between the stator 10 and the rotating shaft 8. Further, in order to keep the distance between the inner rings of each ball bearing 13 , 14 constant, a rotating shaft sleeve 15 is provided on the outer periphery of the rotating shaft 8. or,
A stator sleeve 16 is provided while pressing the outer ring of the ball bearing 13 on the anode target 4 side against the stator 10. This stator sleeve 1
Two steps are provided on the ball bearing 14 side of 6, and a movable sleeve 17 having an L-shaped cross section is disposed between one step and the ball bearing 14 . A spring 18 is provided between one end of the letter and the other step. This spring 18 is connected to the sleeve 1
This is to apply pressure to spread the ball bearings 6 and 17 in opposite directions, and to apply thrust preload to both ball bearings 13 and 14 from the outer rings. Here, the ball bearings 13 and 14 will be explained .
is constructed as shown in FIGS. 2 and 3 and is of an angular contact type. That is, each ball bearing 13 , 14 consists of an outer ring 22, an inner ring 23, and two types of balls 24, 25 interposed between the outer rings 23, 22 in large numbers and alternately arranged. The inner and outer rings 23 and 22 are both made of metal such as high-speed steel.
Further, one ball 24 is for receiving a load,
Made of metal, such as high-speed steel, or wear-resistant ceramic. This ceramic is selected from among alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or cermet, and formed into a spherical shape. A solid lubricant such as Pb, Ag, molybdenum sulfide (MoS 2 ), or an alloy thereof is further adhered to the surface of the ball 24 . Another ball 25 is disposed between these load receiving balls 24, and this ball 25 is for supplying lubricant, and has a diameter slightly smaller than the load receiving balls 24, and Made of self-lubricating sliding material. Molybdenum sulfide, such as MoS 2 alloy, is particularly suitable as the self-lubricating sliding material. For example, MoS 2 30%, WS 2 30%, Ta 20%, Cu
A MoS 2 alloy containing 20% has a friction coefficient of 0.13 in a vacuum at 800°C and a compressive strength of 27 Kg/mm 2 or more. Also, the friction coefficient is 0.1 from 0℃ to 800℃.
It only changes from 0.13 to 0.13. in this way,
A self-lubricating sliding material is a material that adheres to surrounding bearing components and performs a lubricating function as it wears out very gradually. In addition, outer ring 2
2, a preload F is applied via the sleeve 16. Further, the space between the ball bearing 13 on the side of the anode target 4 and the disc 8a of the rotating shaft 8 is as shown in FIG. 4 when shown in detail in an enlarged manner. That is, a ring 19 is disposed on the anode target 4 side in contact with the outer ring 22 of the ball bearing 13 . This ring 19 is used to fix the outer ring 22 of the bearing 13 and to prevent fine powder generated by the bearing 13 from coming out of the cylinder 6. The ring 19 has a substantially S-shaped cross section and the outer periphery of the sleeve 16 ( Or it is fixed to the stator 10). One end contacts the outer ring 22 of the bearing 13 , and the inner periphery 26 faces the sleeve 21 inserted into the outer periphery of the rotating shaft 8 with a wide surface, forming a small gap passage 27. This small gap passage 27 is as small as possible (preferably 0.1
mm) is set. Between this ring 19, the stator 10, and the disk 8a of the rotating shaft 8, a dustproof ring 20 has a substantially U-shaped cross section, and one end is in contact with the sleeve 21 and fixed to the rotating shaft 8, and the other end is in contact with the sleeve 21 and fixed to the rotating shaft 8. The free end faces the outer surface of the ring 19 with a small gap (preferably 0.1 mm) 29 therebetween. Therefore,
The free end of the ring 19, that is, one end 28 of the small gap passage 27 is located inside the dustproof ring 20. The dustproof ring 20 rotates together with the rotating shaft 8 during operation, and is used to press the fine powder that has passed through the small gap passage 27 against its inner wall 30 by centrifugal force and prevent it from coming out of the cylinder 6. be. In addition, in order to fix the inner ring 23 of the ball bearing 13 to the rotating shaft 8 together with the dustproof ring 20,
A sleeve 21 is inserted around the outer periphery of the rotating shaft 8. A stator 7 is disposed outside the vacuum envelope 1 in correspondence with the cylinder 6, and during operation drives the cylinder 6 and the rotating shaft 8 to rotate the anode target 4. The rotating anode X-ray tube configured as described above is
In its operation, high-speed rotation performance can be maintained extremely stably for a long period of time. That is, the ball 2 that receives the load
4, as mentioned above, does not lose strength even when using hard metals such as high-speed steel or at high temperatures of 800 to 1000 degrees Celsius.
They are made of ceramics such as Si 3 N 4 and have solid lubricants such as Pb, Ag, and MoS 2 attached to their surfaces. and MoS 2 (molybdenum disulfide)
In this case, the ball 24 or the inner ring 23, the outer ring 22
It is effective to form a spatter film on the surface. These solid lubricants serve to provide sufficient lubrication to ball bearings in their initial state. These pre-attached thin film solid lubricants either become high temperature and evaporate due to frictional heat during high-speed rotation or conductive heat from the anode target 4, or are moved to other parts due to pressure. The lubricating effect will be lost in a relatively short period of time. However, in the rotary anode type X-ray tube of the present invention, the lubricant supply ball 25 made of a self-lubricating sliding material
is provided between the load-receiving balls 24, and due to friction between these balls 24 and 25, a portion of the self-lubricating sliding material is applied to the surface of the load-receiving balls 24 and the rolling surfaces of the inner and outer rings. Transferred to 1μm
Forms the following thin and highly adhesive film.
Since the films that are strongly transferred to the mating surface slide against each other, the coefficient of friction is lowered and a good lubrication effect is exhibited. In addition, since the lubricant supply ball 25 made of a self-lubricating sliding material has a small coefficient of friction with the transferred film, it has good wear resistance despite being made of a relatively soft material and can operate for a long time. can withstand. When the transfer film reaches a certain lifespan, it falls off and becomes abrasion powder, but a new film is immediately supplied from the lubricant supply ball 25 made of a self-lubricating sliding material, so a good lubrication effect is constantly obtained. be able to. The above-mentioned fallen wear powder is removed from the ball bearing 1 .
A ring 19, a dustproof ring 20, and a sleeve 21 provided on the target side of the cylinder 3 prevent the particles from scattering outside the cylinder 6. Since the small gap passage 27 is narrow and long, this small gap passage 2
The amount of wear powder that escapes from 7 is extremely small. A small amount of wear powder that escaped from this small gap passage 27 is removed from the opening end 2.
At 8, the dust particles are blown away in the radial direction by centrifugal force due to the high speed rotation of the shaft, and adhere to the inner wall 30 of the rotating dustproof ring 20. In addition, since the opening of the retention space, that is, the small gap 29, is sufficiently small, the amount of fine particles going out to the outside of the cylinder 6 can be sufficiently reduced, and problems such as poor withstand voltage of the rotating anode type X-ray tube will not occur. do not. [Effects of the Invention] According to the present invention, a sufficiently small coefficient of friction can always be maintained in vacuum and at high temperatures.
Moreover, since the self-lubricating material itself has wear resistance,
The lubricating properties can be kept constant even during extremely long periods of operation. Therefore, it is possible to provide a long-life rotating anode type X-ray tube that has stable rotational characteristics. Also, when performing ultra high speed rotation,
Since no collision occurs between the load receiving balls 24,
Since the balls 24 rotate regularly and the coefficient of friction between the inner ring 23, the outer ring 22 and the balls 24 is always kept small, noise and vibration can be suppressed. In this case as well, since the lubricant is automatically supplied, it goes without saying that the service life will be dramatically extended. This means that in an X-ray tube with a long microfocus,
In order to suppress the temperature rise at the point on the anode target 4 where the electrons are incident, the
This means that it is possible to provide a rotating anode type X-ray tube that rotates the anode target 4 at 30,000 rpm or more.
And compared to the previous case of 10000 rpm rotation, √3
Since the input can be doubled, it is possible to maintain a sufficient amount of X-ray output, which was previously insufficient with ultra-fine focusing tubes. This means that while conventional X-ray tubes can only image objects that are small and have a small X-ray absorption coefficient, such as breasts, other parts of the human body can be imaged with high resolution. This means that it has revolutionary meaning in terms of diagnostics. Furthermore, if the load receiving balls 24 of the ball bearing 13 , which are close to the anode target 4 in terms of thermal path, are made of ceramic such as Si 3 N 4 as described above, the temperature of the ball bearing 13 will rise to ~1000°C. No change in hardness occurs. Furthermore, if MOS 2 alloy is used for the lubricant supply ball 25, the lubricating properties will not deteriorate up to 850℃, so the temperature of the ball bearing 13 , which conventionally operates at around 400℃, can be raised to, for example, 600℃. It becomes like this. In other words, a large amount of heat is allowed to flow from the anode target 4 to the ball bearing 13 , providing the following two advantages. One of them is to set the operating temperature of the anode target 4, for example.
300℃, which means that the heat radiation from the anode target 4 to the outside can be increased by (1300/1000) 4 = 2.86 times, making it possible to provide a rotating anode X-ray tube with a high cooling rate. can. Another advantage is that the thermal path between the anode target 4 and the ball bearing 13 can be shortened, and an extremely compact rotating anode X-ray tube can be provided. In addition, the load receiving ball 2 of the ball bearing 13
4 is made of ceramic, the load receiving bearing 24 of the ball bearing 14, which is farther away from the anode target 4 in terms of thermal path, is made of a metal such as high-speed steel than expected for electrical conduction by the lubricant supply ball 25 . It is preferable for the current to be stably supplied to the anode target 4. The ball bearing is preferably of the angular contact type as in the above embodiment (FIGS. 2 and 3), but may be of the deep groove type as shown in FIGS. 5 and 6. In this case, it is preferable to provide notches 31 and 32 in the inner ring 23 and outer ring 22, or one of them, as shown in the figure, and insert the balls 24 through the notches 31 and 32. Further, in the above embodiment, the load receiving balls 24 and the lubricant supply balls 25 made of self-lubricating material are installed alternately, but this is not necessarily necessary, and at least one lubricating ball 25 made of self-lubricating material is installed alternately. A similar effect can be obtained if the material supply ball 25 is attached. Further, in the above embodiment, the diameter of the lubricant supply ball 25 is made smaller than the diameter of the load receiving ball 24, but the same effect can be expected even if this is not necessarily the case. Further, in the above embodiment, a thrust preload is applied to the outer ring 22 of the ball bearing 13 by the spring 18, but it goes without saying that a structure in which the preload is applied from the inner ring 23 may also be used. Furthermore, it is also possible to apply no preload. Since the operating temperature of the ball bearing 14 , which is thermally distant from the target 4, is low, conventionally used metal lubricants (such as Pb,
Ball bearings coated with Ag) may also be used. Further, in the above embodiment, the dustproof ring 20 and the ring 19 are used to prevent wear particles from coming out of the cylinder 6, but these have the same effect between the cylinder 6 and the stator 10. It may be modified as follows.
If a particularly long life is not expected, all or part of these can be omitted. A similar effect can be obtained by forming a maze of these dustproof rings as shown at 33 and 34 in FIG. 7. Further, the lubricant supply ball 25 made of the self-lubricating sliding material described above does not necessarily have a spherical shape, but even if it has corners, or even if it is a ball with poor sphericity, the same effect can be produced.
第1図はこの発明の一実施例に係る回転陽極型
X線管を示す断面図、第2図は第1図の要部を拡
大して示す平面図、第3図は第2図のA−A′線
に沿つて切断し矢印方向に見た縦断面図、第4図
は第1図の他の要部を拡大して示す平面図、第5
図はこの発明の他の実施例を示す平面図、第6図
は第5図のB−B′線に沿つて切断し矢印方向に
見た断面図、第7図はこの発明の別の他の実施例
を示す断面図である。
1……真空害囲器、3……陰極、4……陽極タ
ーゲツト、5……支持柱、6……円筒(ロータ
ー)、7……ステータ、8……回転軸、10……
固定子、13,14……ボールベアリング、15
……回転軸用スリーブ、16……固定子用スリー
ブ、17……可動スリーブ、18……スプリン
グ、19……リング、20……防塵リング、21
……スリーブ、22……外輪、23……内輪、2
4……荷重受用ボール、25……潤滑材供給用、
27……小間隙通路、29……小間隙。
FIG. 1 is a sectional view showing a rotating anode type X-ray tube according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an enlarged main part of FIG. 1, and FIG. - A longitudinal cross-sectional view taken along the line A' and seen in the direction of the arrow;
FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a sectional view taken along the line B-B' in FIG. 5 and viewed in the direction of the arrow, and FIG. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vacuum enclosure, 3... Cathode, 4... Anode target, 5... Support column, 6... Cylinder (rotor), 7... Stator, 8... Rotating shaft, 10...
Stator, 13 , 14 ...Ball bearing, 15
... Sleeve for rotating shaft, 16 ... Sleeve for stator, 17 ... Movable sleeve, 18 ... Spring, 19 ... Ring, 20 ... Dust-proof ring, 21
... Sleeve, 22 ... Outer ring, 23 ... Inner ring, 2
4...Load receiving ball, 25...For lubricant supply,
27...Small gap passage, 29...Small gap.
Claims (1)
回転部と同軸的に配置された固定部と、上記回転
部および固定部の間に介在されたボールベアリン
グとを具備してなる回転陽極型X線管において、 上記ボールベアリングは、自己潤滑性摺動材か
らなる潤滑材供給用ボールと、セラミック又は金
属若しくはそれら両者からなる荷重受用ボールと
が混在されてなることを特徴とする回転陽極型X
線管。 2 ボールベアリングは、その潤滑材供給用ボー
ルと荷重受用ボールとが交互に配設されてなる特
許請求の範囲第1項記載の回転陽極型X線管。 3 ボールベアリングは、その潤滑材供給用ボー
ルの直径が荷重受用ボールの直径よりも小さく構
成されてなる特許請求の範囲第1項記載の回転陽
極型X線管。 4 ボールベアリングの潤滑材供給用ボールは、
硫化モリブデン合金である特許請求の範囲第1項
記載の回転陽極型X線管。 5 ボールベアリングに近接して、回転部および
固定部に互いに潤滑材飛散防止用の小間〓通路を
形成する一対のリング19,20、33,34が
固着されてなる特許請求の範囲第1項記載の回転
陽極型X線管。 6 回転部に固着されたリング20は、環状の滞
留空間を構成する半断面コ字状部を有してなる特
許請求の範囲第5項記載の回転陽極型X線管。[Claims] 1. A rotating part connected to an anode target, a fixed part disposed coaxially with the rotating part, and a ball bearing interposed between the rotating part and the fixed part. In the rotating anode type X-ray tube, the ball bearing is characterized by a mixture of lubricant supply balls made of a self-lubricating sliding material and load receiving balls made of ceramic or metal or both. Rotating anode type
wire tube. 2. The rotary anode X-ray tube according to claim 1, wherein the ball bearing has lubricant supply balls and load receiving balls arranged alternately. 3. The rotating anode X-ray tube according to claim 1, wherein the ball bearing is configured such that the diameter of the lubricant supply ball is smaller than the diameter of the load receiving ball. 4 Balls for supplying lubricant to ball bearings are
The rotating anode type X-ray tube according to claim 1, which is a molybdenum sulfide alloy. 5. A pair of rings 19, 20, 33, 34, which form a booth passage for preventing lubricant scattering, are fixed to the rotating part and the fixed part in the vicinity of the ball bearing. Rotating anode type X-ray tube. 6. The rotating anode X-ray tube according to claim 5, wherein the ring 20 fixed to the rotating part has a U-shaped half-section forming an annular retention space.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069362A JPS59194335A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Rotary anode type x-ray tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069362A JPS59194335A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Rotary anode type x-ray tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194335A JPS59194335A (en) | 1984-11-05 |
| JPH0372177B2 true JPH0372177B2 (en) | 1991-11-15 |
Family
ID=13400364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58069362A Granted JPS59194335A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Rotary anode type x-ray tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194335A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150398A (en) * | 1988-07-06 | 1992-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bearing and rotary anode X-ray tube employing the bearing |
| FR2893759B1 (en) * | 2005-11-23 | 2008-01-04 | Gen Electric | X-RAY TUBE WITH MECHANICAL BEARING WITH PERFECTED SEAL AND MOUNTING METHOD |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS495586A (en) * | 1972-04-06 | 1974-01-18 | ||
| DE2913336C2 (en) * | 1979-04-03 | 1983-09-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | X-ray tube rotating anode |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP58069362A patent/JPS59194335A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59194335A (en) | 1984-11-05 |
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