JPS59221949A - 回転陽極ｘ線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転漬物Ｘ線管の軸受潤滑技術に関する。

〔発明の背景〕

第１図は従来公知の回転陽極Ｘ線管を示す。第１図に従
って構造、１ａＩＪ作を概略説明する。回転部材となる
駆動モータロータ３ｖ一端に陽極部材となる陽極ターゲ
ット１が締結され、かつ、他端には軸４が締結娯れ、軸
４ｉｌ−１＋、間隔を設けて配置した２個の玉軸受５で
回転自在に支持さ扛ている。玉軸受５は軸受支持部材６
に保持でれ、この軸受支持部材６の一部とガラス管球８
とで駆動モータロータ３、陽極ターゲット１及び軸４よ
りなる回転体全体をＡ、仝状に覆い、かつ、閘使ターゲ
ット１の対向■には陰極部材となる陰極体２が設けられ
、この陰極体２はガラス管球８内に固定さｊしている。

そして、内部に陰極体２及び回転する陽極ターゲラ）１
等を地文構成したガラス管球８を回転陽極ｘ３管（以下
、Ｘ線管と称す）と呼んでいる。

ガラス管球８の外周には磁界発生装置となるモータステ
ータ７が設けら八、回転磁界の発生によりＸｆＩＭ管の
駆動モータロータ３及びこれと一体の陽極ターゲット１
が３０００ｒ戸〜９０００ｆ−の商運で回転する。

陰極体２から陽極ターゲット１に対して熱電子が高速で
射出されると陽極ターゲット１の表面から図中の矢印方
向にＸ線が発生する。この時、熱電子の射出により陽極
ターゲット１は急速に加熱さｎ１平均温度は最高１４０
０Ｃとなる。一方、ガラス管球８の内部は１０””　ｔ
Ｏｒｒ以下の高真空に気密保持きれているので、大半の
熱は外部に放射伝熱される。しかし、陽極ターゲット１
の熱の一部は伝導により軸４及び玉軸受５、軸受支持部
材６へと伝熱され、そのため、玉軸受５は最高５５０Ｃ
にまで加熱される。

件に置かれ、潤滑技術が茜性能Ｘ＝管を開発、製作する
上で最重要昧題となる。周知のように、この条件では、
通常の潤滑油（グリースも含むンは蒸発、あるいは劣化
のため全く使用できない。一方、高温、高真空中で金属
は表面が清浄となるため、互いに凝着しやすく、摩擦し
ゆう動部位が容易に焼付いて固着するだめ、玉軸受５は
必ず潤滑を要し、この条件でも蒸発、劣化がなく安定な
固体で潤滑している。Ｘ線管玉軸受用固体潤滑剤には銀
、鉛等の軟質金属及びＭＯ８２、ｗｓｅ２　を代表とす
る非金属固体潤滑剤が一般に用いられる。

これらの潤滑剤被膜を玉軸受５の玉、あるいは、転勤面
に被覆して玉と転勤面の直接接触を防止し、焼付きを防
止している。固体潤滑剤を玉軸受５の玉あるいは内、外
輪転勤面に被膜する方法として従来公知の技術は次のと
おりである。銀、鉛等の軟質金属は電気メッキ、イオン
ブレーティング。

どぶづけ（ディッピング）、スパッタリング、蒸着ある
いは、たとえば、第２図に示す装置による”こすりつけ
”で被覆する。第２図の装置ではＸ線管内と同程度の真
空、高温に保たれたガラス容器８１に玉軸受５を複数個
配設し、分割された内輪５２の中央に被覆しようとする
金属９を配設し、外輪５３および軸受箱５４を回転させ
る。回転中、金属９と玉５１とがころがり接触し徐々に
玉５１の表面及び外輪５３０転勤面に金属９の被膜が形
成さ扛、そののち、この玉５１及び外輪５３をＸ線管用
玉軸受５に組込む。

第３図の方法はＸ線管内部の図示する位置に鉄製の断面
コ字状ワイヤ１．０を設け、その中に蒸発しやすい金属
、たとえば、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ　）　、ク
ロム（Ｃｒ）等を充てんし、Ｘ線管の製造工程中に加熱
電源１１でワイ゛ヤ１０を加熱し、蒸発しやすい金属、
たとえば、Ｂａを蒸発させる。

蒸発した金属は玉軸受５が回転しているため、玉表面全
面に均一に被覆される。

ＭＯ８２をはじめとする非金属固体潤滑剤はスパッタリ
ング、ノ・ケ塗９．無機バインダによる焼付は等の方法
で玉表面、あるいは、転動向に被覆されるか、軸受保持
器にこれら固体潤滑剤を含有させて保持器と玉の摩擦中
に玉表面に潤滑膜を被覆させる。これまでのデータを総
合すると、ＭＯ８２等の非金属固体潤滑剤は摩擦係数が
小さいため軸受トルクを低減できる利点はあるが、摩耗
し易いため潤滑被膜の前部が短く、摩耗粉がＸ線管球内
部を汚し、Ｘ線の発生を妨げるという欠点をもつ。

そのため、摩擦は若干大きいが摩耗しに＜＜、被膜埒命
の長い軟質金属が主に用いられている。

従来、いずれもあらかじめ潤滑被膜を被覆した玉軸受を
Ｘ線管に組込んで使用するのだが、軟質金属潤滑剤は通
常の潤滑油に比較して流動性がきわめて悪いだめ、被膜
が局部的にせよ摩耗した場合の補修能力は皆無に等しい
。また、摩耗は避けられない。これらの欠点を補うため
に、被膜を厚くすると軟質金属の変形抵抗のために、摩
擦トルク及び振動、騒音が増加したり、かえって摩耗を
促進する欠点が生じ、長寿命で安定がり低騒音の回転陽
極Ｘ線管が得られない。

〔発明の目的〕

本発明の目的はＸ線管の使用中に随時軟質金属を玉軸受
に被覆することによシ、玉軸受を低摩擦トルクで長寿命
とし、性能向上及び寿命延長が可能な回転陽極Ｘ線管を
提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は回転部材、あるいは、軸の玉軸受に近い
位置で、しかも、玉軸受よりも高温の位置に、蒸気圧が
高く、シかも、潤滑性の蒸発潤滑部材を配設した点にあ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第４
図は本発明のＸ線管の一実施例を示す。

軸４の駆動モータロータ３との取付は部４ａは円筒薄肉
構造として熱抵抗を増大してあバそのため、たとえば玉
軸受５の温度が５００Ｃのとき取付は部４ａの陽極ター
ゲット１に近接する部位では最高６５００に達すること
が計算にょシ確認できた。軸４の取付は部４ａには蒸発
潤滑部材となる銀製のワッシャ１２が浴着される。なお
、ワッシャ１２の取付は法は溶着に限定せず、取付は部
４ａとの密着が達成されれば、機械的締結でもさしつか
えない。銀は他の金属と同様、温度が高いはど蒸気圧が
高く、第５図の実験データによれば、６５０Ｃでは５０
０ｃの約１０倍の蒸発速度となる。このため、Ｘ線管の
使用時にターゲット１から伝達によｐ玉軸受５の温度が
上昇し、最も潤滑が必要な時点でワッシャ１２から発生
する銀分子の蒸発速度が早くなる。蒸発分子は直進運動
するため、前面に障壁が存在すると、その壁に衝突して
はねかえるか、あるいは付着する。そのため、第４図の
蒸発潤滑部材１２近傍の部分拡大図、第６図に示すよう
に、蒸発潤滑部材１２が軸４の取付は部４ａに覆われ、
その取付は部４ａの開口端４ｂが玉軸受５に向き、しか
も、その面積を狭くすると、発生した銀の蒸発分子の進
行方向は玉軸受５の方向にのみ限定される。すなわち、
銀分子は任意の方向に蒸発するが直進運動するため前面
に壁があるとはねかえるが付着し、結局玉軸受５に向っ
てのみ、取付部４ａの開口ＦＪ５ｂから飛び出す。この
ようにして、Ｘ線管の使用時に玉軸受５に銀潤滑膜を常
時形成できる。この［賦圧軸受５は回転しているため、
銀分子は玉表面全面に均一に被接される。玉軸受５に蒸
発鍋分子が付着する速度は極めて遅く、取付は部４ａを
６５ｏｃで１時間保持しても、玉軸受５に付着する厚さ
は０．０１μｍ程度である。なお、ここでの付着厚さは
玉軸受５を軸径６ｗｎの総圧軸受とした場合である。し
かし、固体潤滑膜は均一に被覆されていれば薄くても開
溝効果を発揮でき、ｏ、ｏｉμｍでも十分である。逆に
薄いほうが玉軸受５の玉と軌道面の接触部の表面精度が
向上し、荷重負荷容量が増大し、また、軟質金属潤滑膜
の変形抵抗を小さくできるため、ころが９抵抗が減少し
、摩擦トルクが小さくなる。てらに、潤滑膜が薄くて均
一であるため、回転振動、騒音の低減にも有効である。

そのため、本実施例によれば、銀潤滑膜が摩耗してもＸ
線管を使用するたびに銀潤滑膜が玉軸受５に被覆される
ので、玉軸受５を長期にわたって最も良好な状態で使用
できる。

本発明の他の実施例として、あらかじめ玉軸受５に銀の
薄膜を被覆しておくと、使用初期から良好な潤滑性能が
得られ、さらに、蒸発鍋分子の玉表面に対する付着力が
増加し、潤滑寿命が延長する。これは、同一金属同士、
すなわち、銀と銀の結合力が他の組合せのものに対して
最も強いという理由による。

第７図は本発明の他の実施例を示す。軸４の取付は部４
ａに蒸発潤滑部制となる釧ワッシャ１２を浴着、形成さ
せ、取伺は部４ａが銀ワッシャ１２の内径と外径を覆い
、その開口ｙｉｉＡ４　ｂを２個とし、その開口端４ｂ
の太ささけ玉軸受５に近いほうをより小さくしている。

このため、銀の蒸発分子の流れｔよ、２個の開口部によ
り、さらに、絞られ蒸発鉄分子の玉軸受５に対する指向
性がさらに向上する。

本発明のさらに他の実施例はワッシャ１２をバリウム（
Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（’Ｉ’ｉ）等
、いわゆるゲッタ材料と銀との合金で構成する。ゲッタ
は酸素（０２）　、チッ素（Ｎ２）。

水分（１−１２０）、二酸化炭素（ＣＯ２）等、望気の
構成ガス成分全吸収し、真空度を上げる働きをする。

しかし、ゲッタがその作用を開始するには、加熱ヲ要し
、どれも、おおよそ５０００〜８００Ｃで動作を始める
。これらのうちＢａ、Ｍｇは蒸発性ゲッタでそれ自身も
蒸発して蒸漬膜を作り前述のガスを吸収するだけでなく
、玉軸受５に形成された被膜は良好な潤滑性をもつこと
が明らかにされている。本実施例によれば、玉軸受５の
潤滑性能を長期にわたって向上できるうえ、Ｘ線管内部
を高真空に保てる。

次に、鉛ｐｂを玉軸受５の潤滑剤とした実施例を説明す
る。第８図に示すように、鉛と銅、あるいは鉛と鉄の集
合組織を呈する合金材料でワッシャ１２を構成する。こ
の材料は粉末冶金法で容易に製造できるが、製造法につ
いては限定しない。

鉛は融点が３２７Ｃと低く、この温度以上に加熱される
と溶融して流動性を呈し、鉛だけでワッシャ１２を構成
すると多量の蒸気を発生する温度まで加熱できない。し
かし、第８図のように、銅（Ｃｕ、融点１０８３Ｃ）、
鉄（Ｆｅ、融点１５３５Ｃ）がワッシャ１２の骨格を形
成すれば鉛が溶融しても元の形状を保つため、加熱上限
温度を高められる。

なお、第５図によれば、鉛の蒸発量は銀よシも多いので
本実施例ではより低温度で玉軸受５に鉛被膜を形成でき
、同一温度では銀より短時間で潤滑被膜が得られる。

第９図は他の実施例を示す。駆動モータロータ３の開放
端の口径をせばめ、蒸発金属が陽極の外部に流出するの
を防止することによジ、玉軸受５に被覆される潤滑剤の
量を多くする。また、本実施例では蒸発金属によるガラ
ス管球の内壁の汚れを防止する効果も持つ。

第１０図は本発明を外輪回転構造のＸ線管に実施した例
を示す。玉軸受５は駆動モータロータ３に熱抵抗部３ａ
を介して取り付けられ、ワッシャ１２は駆動モータロー
タ３の最奥端に配設されている。熱抵抗部３ａによりワ
ッシャ１２の温度は玉軸受５よシ約１５０Ｃ高く維持で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば玉軸受の摩擦トルク及び振動。

騒音を低減し、長寿命とし、さらには、Ｘ線管内部の真
空度を上げることも可能なのでＸ線管の性能向上及び寿
命延長に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転漬物Ｘ線管の縦断面図、第２図は従
来の玉軸受潤滑膜被覆装置の模式断面図、第３図は従来
の玉軸受潤滑膜被覆装置付きＸ線管の断面図、第４図、
第６図、第７図、第９図、及び第１０図は本発明の回転
陽極Ｘ線管の部分縦断面図、第５図は銀と鉛の真空高温
雰囲気における蒸発速度線図、第８図は本発明の構成要
素であるワッシャ（ａ）の組絨図（ｂ）である。 ３・・・駆動モータロータ、４・・・軸、５・・・玉軸
受、＄２図 ＄３屈 第５図 ５昆　／Ｌ　　Ｔ（’ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極部材と、これと対向配置した陽極部材と、この
   陽極部材と一体に構成した回転部材と、この回転部材を
   回転自在に支持する軸受装置と、この軸受装置の静止部
   を固定する軸受支持部材と、この軸受支持部材の一部と
   容器とで前記四つの部材を覆い、真窒状に構成した回転
   陽極Ｘ線管において、 前記回転部材の前記軸受装置に近接し、か含前記軸受装
   置より温度の高い位置に前記回転部材の材料より蒸気圧
   が高く、かつ潤滑性の蒸発潤滑部材を配設したことを特
   徴とする回転陽極Ｘ線管。 ２、前記蒸発潤滑部材の内径と外径は前記回転部材に覆
   われ、前記回転部材の開口端が前記軸受装置に向き、前
   記開口端部の内径と外径は他の位置より内径は大に、外
   径は小とすることにより前記開口端の面積を前記蒸発潤
   滑部材より小さくしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の回転陽極Ｘ線管。 ３、前記蒸発潤滑部材の内径と外径を俺う前記回転部材
   の前記開口端を複数個とし、その内径と外径を前記軸受
   装置に近い順に内径は大に外径は小とすることにより前
   記開口端の面積を前記軸受装置に近いほうを小さくした
   ことを特徴とする回転陽極Ｘ線管。 ４、前記軸受装置には銀あるいは鉛の薄膜を被覆し、前
   記蒸発潤滑部材は銀ある゛いは鉛を含有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の回転陽極Ｘ線管。 ５、前記蒸発潤滑部材はバリウム、あるいは、ジルコニ
   ウムを含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の回転陽極Ｘ線管。 ６、前記回転部材の前記軸受支持部材の外周側開放端は
   その口径を他の位置より小さくしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の回転陽極Ｘ線管。