JPH07226178A

JPH07226178A - 回転陽極型ｘ線管

Info

Publication number: JPH07226178A
Application number: JP1566094A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ono; 勝弘小野; Takayuki Kitami; 隆幸北見; Yuichi Murakoshi; 雄一村越
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1994-02-10
Publication date: 1995-08-22
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2930280B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、Ｘ線管の全長を長大化すること
なく軸受部分の温度上昇を抑えて、長期に亘り安定した
回転特性を維持できる回転陽極型Ｘ線管を提供すること
を目的とする。【構成】この発明は、回転体の支持用シャフト側肩部
１２ａが陽極ブロック１１の内側空間に入り込まされて
おり、且つ陽極ブロック及び回転体の支持用シャフト側
肩部の相互対向面の少なくとも一方の表面２９，３０の
熱輻射率が０．３以下になっている回転陽極型Ｘ線管で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転陽極型Ｘ線管に
係わり、とくにその陽極ブロック及びそれを支える回転
構造体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、周知のように、円
盤状の陽極ブロックを相互間に軸受を有する回転体およ
び固定体で支え、真空容器外に配置した電磁コイルを付
勢し高速回転させながら陰極から電子ビームを放出して
回転陽極ターゲット面に当ててＸ線を放出させる。軸受
は、玉軸受や、軸受面にらせん溝を形成するとともにガ
リウム（Ｇａ）、又はガリウム−インジウム−錫（Ｇａ
−Ｉｎ−Ｓｎ）合金のような液体金属を潤滑剤として用
いた動圧すべり軸受で構成される。後者の動圧すべり軸
受を用いた例は、たとえば特公昭６０−２１４６３号、
特開昭６０−９７５３６号、特開昭６０−１１７５３１
号、特開昭６１−２９１４号、あるいは特開昭６０−２
８７５５５号の各公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、陽極ブロッ
クを支える回転体は、通常、電気伝導度の高い銅からな
る外側円筒を有するロータと、これに一体的に接合され
た陽極ブロック支持用シャフトを備えた構成になってい
る。このロータに、管外のステータから回転磁界を作用
させ、誘導電動機の原理で高速回転させるものである。
玉軸受の場合はもちろん、動圧すべり軸受の場合も、軸
受部分が動作中に過度に温度上昇すると、種々の不都合
な現象が発生する。すなわち、玉軸受の場合は、ボール
とその支持リングとの間の隙間が変化して、騒音が発生
したり或いは回転性能が低下する。これを防止する目的
で、回転体の内面と固定体の外面に熱輻射率の高い被膜
を形成して温度差を低くすることが、例えば特開昭５６
−１３４４６０号公報に開示されている。

【０００４】一方、動圧すべり軸受の場合は、液体金属
潤滑剤が活性であると、軸受構成材料と反応を起こして
軸受の間隙が徐々に変わって回転特性が劣化してしまう
おそれがある。また、軸受間隙が変化して動圧が変化
し、安定な軸受動作が得られなくなる。この不都合を解
消するため、冷媒を軸受内部に送り込んで軸受部を強制
冷却する構造も知られている。しかしながら、このよう
なＸ線管では、冷媒循環装置を付加する必要があり、装
置が非常に複雑化してしまう。また、軸受部の温度上昇
を抑制するために、発熱体である陽極ブロックと回転体
とを遠ざけることも有効であるが、そのようにすると、
Ｘ線管の全長が長大化してしまう不都合がある。

【０００５】この発明は、以上のような不都合を解決す
るものであり、Ｘ線管の全長を長大化することなく軸受
部分の温度上昇を抑えて、長期に亘り安定した回転特性
を維持できる回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、回転体の支
持用シャフト側肩部が陽極ブロックの内側空間に入り込
まされており、且つ陽極ブロック及び回転体の支持用シ
ャフト側肩部の相互対向面の少なくとも一方の表面の熱
輻射率が０．３以下である回転陽極型Ｘ線管である。

【０００７】

【作用】この発明は、Ｘ線管の全長を長大化することな
く、主たる熱発生源である陽極ブロックから回転体への
熱輻射が抑制され、軸受の温度上昇が抑制される。した
がって、軸受の劣化が防止される。

【０００８】

【実施例】以下その実施例を図面を参照して説明する。
なお、同一部分は同一符号であらわす。図１乃至図３に
示す実施例は、次の構成を有する。すなわち、円盤状の
陽極ブロック１１は、円筒状回転体１２の一端に突設さ
れた陽極ブロック支持用シャフト１３の先端部１３ａ
に、ピン１４ａ及び固定ねじ１４ｂにより結合されてい
る。支持用シャフト１３は、モリブデンのような高融点
金属からなり、熱伝導を低減するため、中央部がくりぬ
かれている。円筒状回転体１２の内側には、固定体１５
が挿入されており、回転体の下端部にはリング状フラン
ジ１６が固定されている。固定体１５の下端部は真空容
器１７のガラス製円筒部１７ａに気密接合されている。
真空容器１７は、ガラス製円筒部１７ａとの連結部のコ
ロナリング１７ｂを有し陽極ブロックを包囲する金属製
の径大部１７ｃ、及びその一部に形成されたＸ線放射窓
１７ｄを有している。なお、真空容器の金属製径大部１
７ｃの内外面には、熱輻射率が０．６以上の図示しない
黒色被膜が付着され、陽極ブロックからの輻射熱を管外
に良好に放散するようになっている。

【０００９】陽極ブロック１１に対向して陰極構体１８
が設けられている。円筒状回転体１２と固定体１５との
嵌合部分には、前述の各公報に示されるような各２組の
動圧式のラジアルすべり軸受１９、及びスラストすべり
軸受２０が設けられている。回転軸方向に互いに離して
設けられている２つのラジアルすべり軸受１９は、固定
体外周面に形成された２組のヘリンボンパターンらせん
溝１９ａ，１９ｂを有している。また、２つのスラスト
すべり軸受２０の一方は、固定体端面１５ａに形成され
た図２に示すようなサークル状のヘリンボンパターンら
せん溝２０ａを有している。他方のスラストすべり軸受
２０は、固定体の下部段差面が接するリング状フランジ
１６の上面に形成された図３に示すようなサークル状の
ヘリンボンパターンらせん溝２０ｂを有している。これ
ららせん溝が形成された面と接する各対向すべり軸受面
は、単なる平滑な面でもよく、あるいは必要に応じてら
せん溝を形成したものでもよい。回転体および固定体の
両軸受面は、動作中におよそ２０μｍの軸受間隙を保つ
ようになっている。

【００１０】固定体１５には、その中央部が軸方向に沿
ってくりぬかれた潤滑剤収容室２１、及び中間部に形成
された潤滑剤通路２２が形成されている。また、回転体
１２は、シャフト１３、このシャフトが固定された鉄合
金製の中間円筒２３、その図示下端部に溶接された内側
円筒２４、及び銅製の外側円筒２５を有している。内面
が軸受面となる内側円筒２４と、その外周に同軸的に嵌
合された中間円筒２３との間には、半径方向の幅寸法が
０．１〜１ｍｍの範囲の断熱間隙２６が設けられてい
る。中間円筒２３は、シャフト１３から内側円筒２４へ
の熱伝導を少なくするため、０〜５００℃の範囲におい
て、０．１（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）以下、より好
ましくは０．０８（ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）以下の
材料で構成されている。具体的には、、鉄・ニッケルを
主体とする合金、鉄・ニッケル・コバルトを主体とする
合金、鉄・クロムを主体とする合金、鉄・クロム・ニッ
ケルを主体とする合金、或いは、鉄・クロム・炭素・モ
リブデン又はタングステンを主体とする工具鋼の中から
選択された材料を使用し得る。

【００１１】潤滑剤収容室２１、潤滑剤通路２２、及び
軸受間隙には、少なくとも動作中に液状となるガリウム
−インジウム−錫合金のような液体金属潤滑剤（図示せ
ず）が供給される。

【００１２】そこで、陽極ブロック１１は、ほぼ全体を
占める母材がモリブデンのような高融点金属からなり、
これは体積の大きいリング状蓄熱部２７を構成してい
る。そして、リング状蓄熱部２７の陰極対向面には、タ
ングステン又はその合金からなるＸ線放射ターゲット層
２８が被覆されている。さらに、リング状蓄熱部２７の
中央透孔で構成される空間Ｓには、円筒状回転体１２の
支持用シャフト側肩部１２ａが入り込まされており、そ
れによって管軸方向の長さを低減している。回転体肩部
１２ａに一体結合されている支持用シャフト１３は、空
間Ｓを通り、その先端部１３ａが陽極ブロックを貫通さ
せられ、前述のようにピン１４ａ及び固定ねじ１４ｂに
より一体結合されている。

【００１３】そこで、陽極ブロックのリング状蓄熱部２
７の内周面２９は、熱輻射率が０．３以下である低熱輻
射面となっている。また、この蓄熱部の中央透孔で構成
される空間Ｓに入り込んでいる回転体肩部１２ａ及び支
持用シャフト１３の外表面３０は、同じく熱輻射率が
０．３以下である低熱輻射面となっている。これら低熱
輻射面２９，３０は、素材そのものの露出面を鏡面に研
磨した面で構成してもよく、或いはニッケル、金、銀、
白金、酸化アルミニウムのような０．３以下の熱輻射率
を示す被膜であってもよい。なお、蓄熱部２７の真空容
器径大部１７ｂに対向する外周面には、熱輻射率が０．
６以上の黒色被膜３１が付着されている。

【００１４】このＸ線管の動作に際しては、真空容器外
の回転体１２に対応する位置に配置した電磁コイルをも
つステータ３２に駆動電圧を供給して回転磁界を生じさ
せ、陽極ブロック１１を高速回転させる。そして、陰極
構体１８から電子ビームを放出させ、これを陽極ブロッ
クのターゲット層２８に射突させてＸ線を発生させる。
陽極ブロックに生じた熱は、その多くが輻射で真空容器
径大部に放散されるとともに、その一部は回転体を経て
軸受部分に達することは避けられない。しかし、支持用
シャフトは薄肉円筒であるため熱伝導性が低く、また、
比較的大きな面積で対向し合う陽極ブロックと回転体と
には、低熱輻射被膜が付着されているので熱伝達は抑制
される。したがって、軸受部分の温度上昇は確実に抑制
される。

【００１５】なお、上述の実施例は、陽極ブロックの中
央孔及び回転体の対向面の両方を低熱輻射面としたもの
であるが、いずれか一方の面を低熱輻射面としてもよ
い、なお、これらの構成母材であるモリブデンや、鉄又
は鉄合金、銅を鏡面仕上げすることによって、０．２前
後の熱輻射率にすることが可能であり、それによれば被
膜形成等の繁雑さを省くことができ、好ましい。

【００１６】図４に示す実施例は、モリブデン製の陽極
円板３２の裏面にグラファイト製の蓄熱部２７を接合し
たものの場合である。このグラファイト製蓄熱部２７の
内周面面に、前述のような材料からなる低熱輻射被膜２
９を付着してある。この低熱輻射被膜２９は、グラファ
イトへの付着性にすぐれている材料、例えばレニウムを
好ましくは鏡面状に付着させる。グラファイトは、それ
自身が０．８５程度の高い熱輻射率を有するので、真空
容器径大部１７ｃに対向する外周面に黒色被膜を付着さ
せることは省略できる。なお、軸受は、動圧すべり軸受
に限らず、玉軸受、あるいはそれらの組合わせたもので
あってもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
Ｘ線管の全長を長大化することなく、熱発生源である陽
極ブロックから回転体への熱輻射が抑制でき、軸受の温
度上昇が抑制される。したがって、軸受の性能の劣化を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す要部縦断面図である。

【図２】図１のものの一部上面図である。

【図３】図１のものの一部上面図である。

【図４】この発明の他の実施例を示す要部縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１１…陽極ブロック、１２…回転体、１５…固定体、１７…真空容器、１９，２０…軸受、２９，３０…低熱輻射面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状陽極ブロックと、この陽極ブロッ
クの中心部に結合された支持用シャフトと、この支持用
シャフトが結合された円筒状の回転体と、この回転体の
内側に嵌合され該回転体を回転可能に保持する固定体
と、前記回転体および固定体の間に設けられた軸受とを
具備する回転陽極型Ｘ線管において、上記回転体の支持用シャフト側肩部が上記陽極ブロック
の内側空間に入り込まされており、且つ上記陽極ブロッ
ク及び回転体の支持用シャフト側肩部の相互対向面の少
なくとも一方の表面は、熱輻射率が０．３以下であるこ
とを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】陽極ブロックは、モリブデン又はモリブ
デンを主体とする合金を母材とし、その陰極に対向する
表面に重金属層が形成され、且つ該陽極ブロックの外周
面に黒色層が形成されるとともに、回転体の支持用シャ
フト側肩部に対向する領域はモリブデン母材の研磨面が
露出され又は低熱輻射被膜が付着されてなる請求項１記
載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】軸受は、多数のらせん溝を有し液体金属
潤滑剤で潤滑された動圧すべり軸受である請求項１記載
の回転陽極型Ｘ線管。