JPS6021463B2 - 回転−陽極ｘ−線管 - Google Patents

回転−陽極ｘ−線管

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JPS6021463B2
JPS6021463B2 JP53150146A JP15014678A JPS6021463B2 JP S6021463 B2 JPS6021463 B2 JP S6021463B2 JP 53150146 A JP53150146 A JP 53150146A JP 15014678 A JP15014678 A JP 15014678A JP S6021463 B2 JPS6021463 B2 JP S6021463B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも１種類の金属でなめらかにした軸受
によって真空−密閉外厘内に支承される回転陽極を具え
ている回転−陽極Ｘ−線管に関するものである。
斯種×−線管は医療用×−線診断装置の放射源として使
用するのに特に好適である。
米国特許第２２９３５２７号明細書には軸受装置が２個
の金属潤滑球軸受から成る上述した種類のＸ−線管が開
示されている。
斯種の×−線管では球軸受の摩耗を最小とするために、
Ｘ−線管が放射線を放出する時にだけ陽極を回転させて
いる。このようにするも、球軸受の寿命が短いために、
Ｘ−線管の寿命は短い。これは主として、動作中に陽極
に発生する熱の一部が軸受を経て消散されるからであり
、この結果、球軸受の主温度は約４００ｏｏにまで上昇
する。さらにこの場合球軸受は真空中にて動作させる必
要があり、このような動作条件下では球軸受を適当にな
めらかにすることはできず、このためにも軸受には適当
な間隙を設けて軸受が動かなくなることのないようにす
る必要がある。しかし斯様な間隙によってＸ一線管の雑
音が大きくなるため、斯種の×−糠管を具えている装置
にて診断される患者にとっては極めて不快である。本発
明の目的は、×−線管が大きな軸受雑音を発生せず、寿
命が長い回転−陽極Ｘ−線管を提供せんとするにある。
本発明は少なくとも１種類の金属でなめらかにした軸受
によって真空−密閉外塵内に支承される回転陽極を具え
ている回転−陽極Ｘ−線管において、前記Ｘ−線管の作
動中に金属潤滑剤が液相状態にあり、前記軸受を横動軸
受とし、該軸受における互いに対向する金属軸受面が前
記沼動軸受内の前記潤滑剤によっては殆どおかされず「
融解した潤滑剤が前記軸受面と分子湿潤接触するように
構成したことを特徴とする。
なおこ）に云う分子−湿潤接触とは軸受面の金属原子と
潤滑剤として作用する例えばＧａまたはＧａ合金の原子
との間における直接的な相互作用の存在による湿潤接触
のことを意味するものとする。
ＷまたはＭＯ或いはＷとＭＯとの合金製を可とする軸受
面をＧａまたはＧａ合金によって湿潤させる上述したよ
うな湿潤法は十分であり、×−線管内部における軸受の
負荷状態にて軸受面はＧａまたはＧａ合金によって互い
に完全に離間される。陽極の停止状態および回転時の何
れの場合にもＧａまたはＧａ合金は軸受の外部に押しや
られないため、軸受が過熱または過圧により動かなくな
ることはなく、軸受の摩耗並びに軸受での雑音の発生は
実質上低減される。従って、×−線管により放射線を放
出しない時に陽極の回転を中断させる必要がなく、例え
ば作業日１日中のような長期にわたり連続して回転させ
、この期間中所望瞬時に管電流をスイッチ・オンしたり
、スイッチ・オフしたりすることができる。動作中管電
流並びに陽極に入射する電子流によりこの陽極に発生す
る熱は軸受を経て満足に消散させることができる。その
理由は、ＧａまたはＧａ合金はこれらがＸ−線管内で受
ける温度および圧力でも良好な導電性および熱伝導性を
呈するからである。医療用Ｘ‐線診断装置に使用する場
合の×−線管の温度は少なくとも２５℃にまで達するた
め、本発明による×−線管を斯種装置に使用する場合、
Ｘ−線管の軸受内のＧａ合金は液体状になり、従って陽
極を何等問題なく回転させることができる。軸受にＧａ
を潤滑剤として用いる場合には、陽極を回転させる前に
Ｘ−線管を予じめ加熱してＧａを液状する必要がある。
本発明によるＸ−線管の好適な実施に当っては、超動軸
受の互いに対向する軸受面の少なくとも一方にらせん状
の条簿を設ける。
このように軸受面にらせん条簿を設けることによって潤
滑剤（Ｇａ合金）は×−綾管の動作中軸受内に押しやら
れる。従って軸受内におけるガリウム合金の配給が改善
され、しかも軸受の負液能力が向上する以外に「陽極の
回転時における軸受の勤負荷安定度も高くなる。図面に
ついて本発明を説明する。
第１図に示す本発明によるＸ−線管川まナットＷこよつ
ヱ鞠５に回転子３と一緒に取付けられる回転陽極２を具
えており、上記軸５は２個の軸受７および８１こよって
真空−密閉外塵６内で回転し得るように支承される。
軸受７１よ、鞠５に堅牢に取付けられて「かつ球状にく
ぼんだ支持部村ＩＱ内に収納される球状部分９をもって
構成する。球状部分９と支持部材１０との対向面は軸受
？の軸受面を成すと共に、軸受ギャップ１１を包囲する
。軸受ギャップ】１には潤滑剤として作用し、かつモリ
ブデン（ＭＯ）製の球状部分９と支持部材１０との両軸
受面を分子的に湿潤させるガリウム（Ｇａ）合金を充填
して、軸受７の負荷状態において球状部分９と支持部材
１０とを互いに完全に離間させるようにする。球状部分
９には軸５の回転時にこの球状部分の軸受８から最も離
間している方向に潤滑剤を押しやる条溝パターン１２を
設ける。球状部分９には第２条溝パターン１３も設け、
このパターンの条溝を第１条簿パタ−ン１２の条緩とは
反対方向に延在させて、潤滑剤を別の方向に押しやるよ
うにする。このような条溝パターン１２，１３によって
軸受７は、半径方向および軸線方向に特別高い負荷能力
を呈する以外に、軸５の回転時に高い動負荷安定性を呈
する。支持部材１０は、外厘６における鉢状凹所１６内
に真空−密閉連結部１５によって取付けられる円筒構造
部村１４内に取付ける。この円筒構造部材１４は×−線
管１の動作中に管電流を供給し、かつ陽極２に発生する
熱の一部を消散させる接点ピン１７を支持する。軸受８
は軸５に堅牢に取付けられ、かつ円錐状にくぼんだ支持
部材１９内に配置される円錐部分１８をもって構成する
。
円錐部分１８と支持部材１９の対向面は軸受８の軸受面
を形成すると共に軸受ギャップ２０を包囲する。この軸
受ギャップ２０‘こは潤滑剤として作用し、かつＭＯ製
の円錐部分】８と支持部村１９との両軸受面を分子的に
湿潤させるＧａ合金を充填して「軸受８の負荷状態にお
いてこれら円錐部分と支持部材との両軸受面を互いに完
全に離間させる。円錐部分１８には潤滑剤を軸受ギャッ
プ２０内に互いに反対方向に押しやる（球状部分９の条
溝パターンに類似する）２つの条溝パターン２１および
２２を設ける。従って、軸受８は半径方向および軸線方
向に高い負荷能力を呈する以外に、高い勤負荷安定性を
呈する。支持部材１９は円筒部材２３内に弾性的に取付
ける。すなわち支持部材１９はカツプばね２４によって
藤線方向に弾性的に、かつ３個の鋼球２５（第２図にも
示す）とばね部村２６とによって半径方向にも弾性的に
取付ける。鋼球２５は円筒部材２３における円筒状の小
孔２７内に位置付けさせると共に、ばね部部材２６に取
付けた弾性舌片部材によって支持部材１９に対し半径方
向に押当てられる。カップばね２４によって得られる軸
線方向の弾性はＸ−線管内部における温度変動による軸
５の長さ方向の変化分を補償するように作用する。弾性
部材２６によって得られる半径方向の弾性は、回転陽極
２が不平衡の場合に、軸受７の球状部分９の数学的中心
２９に鞠交差点が位置する円錐面を横切って軸５がすり
こぎ運動し得るようにして、軸受に余分の力がかからな
いようにする。円筒部材２３は真空−密閉連結部３０１
こよって外塵６の鉢状凹所３１内に取付ける。外厘６の
鉢状凹所３７内に真空−密閉連結部３６によって取付け
られる構造部材３５に位置付けした２個の接点ピン３３
および３４には陰極３２を接続する。接点ピン３３と３
４との間に陰極フィラメント電圧を供給し、またこれら
のピンの何れか一方を経て管電流を放電させる。発生さ
せた×−放射線は管１から窓３８を経て放射させること
ができる。軸受ギャップ１１および２川こ潤滑剤として
用いるのに好適なＧａ合金は例えば、１６．５ｏｏおよ
び２０．０００でそれぞれ融解するＧａ７６：ｌｎ２４
およびＧａ９２：Ｓｎ８（各組成物は重量％で表わして
ある）のような２つの二元共融合金組成のものである。
また、新るＧａ合金としては５℃で融解するＧａ６２：
ｌｎ１３：Ｓｎ１３の三元共融合金組成のものも好適で
ある。第３ａ図は金属４１とＧａ合金４２との間の界面
を示す。
金属４１は本発明による×−線管におけるようにＧａ合
金４２によって分子的に湿潤される。金属原子とＧａ合
金の原子との間には相互作用がある。金属４１はＷ，Ｍ
○，ＴａまたはＮｂのような金属の何れかとするのが好
適である。その理由はこれらの金属はＧａ合金によって
全く、または殆どおかされないからである。これに対し
、Ｃｕ、真銭、Ｆｅ、ステンレス鋼およびＮｉの如き金
属はＧａ合金によって著しくおかされる。これがため、
斯様な金属で造った部品はＧａ合金によって分子的に湿
潤されると「膨脹」する。第３ｂ，３ｃおよび３ｄ図は
金属４１とＧａ合金４２との間に酸化物層が存在するた
めにこれら両金属層間が分子的に湿潤されない界面を示
す。斯種の湿潤は本発明によるＸ−線管の摺動軸受に使
用するのには適さない。その理由は停止状態並びに管の
回転時にＧａ合金が軸受から外部に押しやられるからで
ある。この場合軸受面が機械的に互いに接触するため「
動作時に相当の摩耗が生じ「しかも軸受面が融解してし
まい、軸受が動かなくなることもある。第３ｂ図は金属
酸化物層４３によって覆われる金属４１とＧａ合金の酸
化物層４４によって層４３から離間されたＧａ合金４２
との間の界面構造を示す。
Ｃａ合金４２は金属４１とは直接接触しておらず「この
場合の湿潤は普通の湿潤であり、両層はつぎの試験から
明らかなように互いに「付着」してしまう。例えば、直
径が２仇豚の陽極処理したＡそ鞠は、Ｇａ合金で湿潤さ
れた後に第３ｂ図に示すような界面構造を呈する。この
場合にはＡ〆軸の直径よりも１０山ｍ大きな内径を有し
ているリングによってＡそ軸からＧａ合金が取り去られ
る。同様な普通の湿潤処理は石英またはガラスの如き酸
化物材料の表面上でも行われる。第３ｃ図は金属４１と
この金属からＧａ合金の酸化物層４４によって離間され
るＧａ合金４２との間の界面構造を示す。
この場合にもＧａ合金４２は金属４１とは直接接触せず
、湿潤は普通に行われ、従って第３ｂ図に示す界面構造
の場合と同様なことが云える。第３ｄ図は金属酸化物層
４３で覆われる金属４１とＧａ合金４２との間の界面構
造を示す。
この場合には湿潤は全く起らず、これはガラスまたは石
英の如き酸化物材料についても云えることである。ガラ
ス棒は酸化物のないＧａ合金によって湿潤されない。第
３ａ〜３ｄ図に示す界面構造のうちで本発明によるＸ−
線管の軸受に使用するのに好適なものは第３ａ図に示す
界面構造のものだけであり、これは金属表面４１とＧａ
合金４２とを例えば水素のような還元雰囲気中で８００
℃の温度で成る時間にわたり別々に加熱することによっ
て実現することができる。
ついで、金属表面とＧａ合金とを同じ還元雰囲気中にて
「場合によっては多少低い温度で接触させると、金属表
面は極めて良好に湿潤され、界面は第３ａ図に示す構造
を呈する。或いはまた、金属表面４１を例えば水素のよ
うな還元雰囲気中で或る時間にわたり８００℃で加熱し
、その後の金属表面に場合によっては十分に減圧した同
じ還元雰囲気中にて約１〃ｍの厚さのＡｕ層を後着する
こともできる。Ａｕは空気中では酸化しないため、金属
表面は空気中にて十分低い温度で融解Ｇａ合金に浸すこ
とができる。Ｇａ合金の上に形成されるであろう酸化物
層は例えばへらによって浸債する前に簡単に除去して、
Ａｕ層を酸化物のないＧａ合金層によって覆うことがで
きる。Ａｕ層はＧａと共に液状Ｇａ−Ａｕ合金を形成す
るため、Ａｕは浸簿によって推鏡されたＧａ合金中で有
効に溶解する。従って、金属表面とＧａ合金との間は極
めて良好に直接接触する。Ｇａ−Ａｕ合金はＧａ合金に
汚染を呈するが、この汚染度は金属表面に核着するＡｕ
層が極めて薄いためごく僅かで−あ・る。藤受面にガリ
ウム合金を適用する上述した方法には、空気中にて全て
酸化しないか、またはごく燈かづつしか酸化しない金属
または金属合金製の別の封止用外側層を使用し得ること
は明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による回転−陽極Ｘ−線管の一例を示す
縦断面図、第２図は第１図のローロ線上での断面図、第
３ａ？３ｂ，３ｃおよび３ｄ図は湿潤すべき金属表面と
、融点が低く、しかも蒸気圧が低いＧａ合金との間にお
ける相互作用によって生じ得る界面構造を示す説明図で
ある。 ３・・・×−線管「 ２・・・回転陽極、３・・・回転
子、４…ナットＬ ５・・・髄、６…外厚、７，８・・
・軸受、９…球状部分、１０・・・支持部材、１１・・
・軸受ギャップ、１２，１３，２１，２２…条溝パター
ン、１４，２３・・・円筒部材、亀７…接点ピン、１８
・・・円錐部分、１９・・・支持部材、２０…軸受ギャ
ップ、２４・・・カップばね、２５…鋼球、２６・・・
ばね部材、２８・・・弾性部材、３２・・・陰極、３３
，３４・・・鞍点ピン、３８・・・窓、４１・・・金属
、４２・・・Ｇａ合金、４３…金属酸化物層、４４・・
・Ｇａ合金の酸化物層。 Ｆｉｇ．Ｉ Ｆｉｇ．３ ３ａ ３ｂ ３ｃ ３ｄ −Ｆ噂・２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１種類の金属でなめらかにした軸受によ
    つて真空−密閉外厘内に支承される回転陽極を具えてい
    る回転陽極Ｘ−線管において、前記Ｘ−線管の作動中に
    金属潤滑剤が液相状態にあり、前記軸受を摺動軸受とし
    、該軸受における互いに対向する金属軸受面が前記摺動
    軸受内の前記潤滑剤によつては殆どおかされず、融解し
    た潤滑剤が前記軸受面と分子湿潤接触するように構成し
    たことを特徴とする回転−陽極Ｘ−線管。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の回転−陽極Ｘ−線管に
    おいて、前記互いに対向する軸受面を実質上ＷまたはＭ
    Ｏ或いはＷとＭＯとの合金をもつて構成し、前記潤滑剤
    を融点が約２５℃以下のＧａまたはＧａ合金としたこと
    を特徴とする回転−陽極Ｘ−線管。 ３ 特許請求の範囲１または２のいずれかに記載の回転
    −陽極Ｘ−線管において、摺動軸受の互いに対向する軸
    受面の少なくとも一方にらせん状の条溝を設けたことを
    特徴とする回転−陽極Ｘ−線管。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の回転−陽極Ｘ−線管に
    おいて、前記らせん状の条溝を前記軸受の回転軸の方向
    に見て２つの群に分け、これら双方の条溝群によつてＸ
    −線管の動作中に前記潤滑剤を前記軸受内へと押しやる
    ようにしたことを特徴とする回転−陽極Ｘ−線管。
JP53150146A 1977-12-09 1978-12-06 回転−陽極ｘ−線管 Expired JPS6021463B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7713634A NL7713634A (nl) 1977-12-09 1977-12-09 Roentgenbuis met draaianode.
NL7713634 1977-12-09

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Publication Number Publication Date
JPS5487199A JPS5487199A (en) 1979-07-11
JPS6021463B2 true JPS6021463B2 (ja) 1985-05-28

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JP (1) JPS6021463B2 (ja)
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AU (1) AU520629B2 (ja)
BE (1) BE872605A (ja)
BR (1) BR7808031A (ja)
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CH (1) CH638340A5 (ja)
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ES (1) ES475798A1 (ja)
FI (1) FI68737C (ja)
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