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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- ball
- rotating
- ray tube
- ball bearing
- balls
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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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陽極ターゲツトに連結された回転部と、この
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069362A JPS59194335A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 回転陽極型ｘ線管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069362A JPS59194335A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 回転陽極型ｘ線管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194335A JPS59194335A (ja) | 1984-11-05 |
| JPH0372177B2 true JPH0372177B2 (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=13400364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58069362A Granted JPS59194335A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 回転陽極型ｘ線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194335A (ja) |
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 (fr) * | 2005-11-23 | 2008-01-04 | Gen Electric | Tube a rayons x a palier mecanique avec joint d'etancheite perfectionne et procede de montage |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS495586A (ja) * | 1972-04-06 | 1974-01-18 | ||
| DE2913336C2 (de) * | 1979-04-03 | 1983-09-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Röntgenröhren-Drehanode |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP58069362A patent/JPS59194335A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59194335A (ja) | 1984-11-05 |
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