KR0171237B1 - 회전 양극형 x선관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기중에서는 용이하고 고정밀도로 회전 구조체의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 그대로 대기중에서 회전 밸런스의 조정을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 회전 양극형 X선관의 제조 방법에 관한 것으로서, 양극 타겟트(11)가 고정된 회전체(12)의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 회전 밸런스를 수정하는 공정이, 원주 형상 고정체(15)대신에 내부로부터 고압 기체를 분출하는 고정 지지 지그(31)에 회전체(12)를 끼워 맞춰 수직으로 조립하고, 고압 기체를 분출시키면서 회전체를 고속 회전시켜 회전체의 회전 밸런스를 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 양극형 X선관의 제조방법

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 종단면도.

제2도는 제3도는 제1도의 일부 종단면도.

제4도는 종래의 회전 양극형 X선관을 나타내는 종단면도.

제5도는 제4도의 일부확대도.

제6도 제7도는 제5도의 일부를 나타내는 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 양극 타겟트 12 : 회전체

15 : 고정체 17 : 진공 용기

19,20 : 동압 미끄럼 베어링 31 : 고정 지지 지그(Jig)

33,34 : 통기 구멍

본 발명은 회전 양극형 X선관의 제조 방법에 관한 것이고, 특히 양극 타겟트가 고정된 회전체의 회전 밸런스를 측정하여 필요에 따라서 회전 밸런스를 수정하는 회전 양극형 X선관의 제조 방법에 관한 것이다.

회전 양극형 X선관은 공지된 바와 같이 원반 형상의 양극 타게트를 상호간에 베어링을 가지는 회전체 및 고정체로 지지하고, 진공용기 외부에 배치된 전자코일을 힘을 더해 고속 회전시키면서 음극으로부터 전자빔을 방출하여 회전 양극 타겟트면에 닿도록 X선을 방출시킨다. 베어링은 볼 베어링과, 베어링면에 나선 홈을 형성하고 갈륨(Ga)이나 또는 갈륨-인듐-주석(Ga-In-Sn)합금의 액체금속을 윤활제로 사용하는 동압 미끄럼 베어링으로 구성된다. 후자의 동압 미끄럼베어링을 사용한 예는 일본국 특개소 60-117531호, 특개평 2-227948호, 또는 특개평 5-144396호의 각 공보에 개시되어 있다.

액체 금속으로 윤활되는 동압 미끄럼 베어링을 가지는 회전 양극형 X선관의 한 구성 예가 제4도 내지 제7도에 나타내어져 있다. 즉, 이 회전 양극형 X선관은 원반 형상의 양극 타겟트(11)가 원통 형상 회전체(12)의 한 단부에 돌출하여 설치된 양극 타켓트 지지용 축(13)의 선단부(13a)에 핀(14a)및 고정 나사(14b)에 의해 결합되어 있다. 지지용 축(13)은 몰리브덴과 같은 고융점 금속으로 이루어지며, 열 전달을 줄이기위해서 중앙부에 구멍이 뚫어져 있다. 원통 형상 회전체(12)의 내측에는 원통 형상의 고정체(15)가 삽입되고, 회전체의 하단부에는 플랜지 형상의 스러스트 링(16)이 고정되어 있다. 고정체(15)의 하단부(15a)는 링(15b)을 통하여 진공 용기(17)의 유리제 원통부(17a)에 기밀하게 접합된다. 진공 용기(17)는 유리제 원통부(17a)와의 연결부에 코로나링(17b)을 가지고 양극 타겟트를 포위하는 금속제의 직경이 큰부분(17c)및 그 일부에 형성된 x선 방사창(17d)를 가지고 있다. 또한 진공 용기의 직경이 큰 부분(17c)의 내외면에는 열복사율이 0.6이상인 도시하지 않은 흑색 피막이 부착되어 양극 타겟트로부터의 복사율을 관 밖으로 양호하게 방사하도록 아루어져 있다.

양극 타겟트(11)에 대향해서 음극 구조체(18)가 설치되어 있다. 원통 형상 회전체(12)와 고정체(15)를 끼워 맞춘 부분에는 앞에는 설명한 각 공보에 개시된 바와 같이 각 2세트의 동압식 래디얼 미끄럼 베어링(19)및 스러스트 베어링(20)이 설치되어 있다.

축 방향으로 서로 떨어져서 설치되어 있는 2개의 래디얼 미끄럼 베어링(19)은 고정체의 외주면에 형성된 2세트의 헤링보운형 나선 홈(19a,19b)을 가지고 있다. 또한 2개의 스러스트 미끄럼 베어링(20)의 한쪽은 고정체 단면(15c)에 형성된 제6도에 도시한 바와 같은 원 형상의 헤링보운형 나선 홈(20a)을 가지고 있다. 다른쪽의 스러스트 미끄럼 베어링(20)은 고정체의 하부면이 접하는 스러스트링(16)의 윗면에 형성된 제7도에 도시한 원형상의 헤링보운형 나선 홈(20b)를 가지고 잇다. 이들 나선홈이 형성된 면과 접하는 각 미끄럼 베어링면은 단지 평활한 면이지만, 필요에 따라서 나선 홈을 형성하는 경우도 있다. 회전체 및 고정체의 양 베어링 면은 동작중에 약 20㎛의 메어링 간격을 유지하도록 되어 있다.

고정체(15)에는 그 중앙부가 가로 방향을 따라서 구멍이 뚫린 윤활제 수용실(21), 및 중간부에 형성된 윤활제 통로(22)가 형성되어 있다. 또한, 회전체(12)는 축(13)과 상기 축이 고정된 철합금제의 중간 원통(23)과, 하단부에 용접되는 내측 원통(24)및 동제의 외측 원통(25)을 가지고 있다.

안쪽이 베어링면이 되는 내측 원통(24)과, 그 바깥 둘레에 같은 축으로 끼워 맞춰진 중간 원통(23)과의 사이에는 반직경 방향의 폭 칫수가 0.1~1mm인 범위의 단열 간격(26)이 설치되어 있다. 그리고, 윤활제 수용실(21), 윤활제통로(22)및 베어링간격에는 적어도 동작중에 액체 상태가 되는 Ga-In-Sn합금과 같은 액체 금속 윤활제(도시하지 않음)가 공급된다.

양극 타겟트(11)는 대략 전체를 차지하는 모재가 몰리브덴과 같은 고융점금속으로 이루어지며, 이것은 체적이 큰 링 형상의 열을 축적하는 부분(27)를 구성하고 있다. 그리고, 링 형상의 열을 축적하는 부분(27)의 음극 대향면에는 텅스텐 또는 그 합금으로 이루어진 X 선 방사 타겟트층(28)이 피복되어 있다. 열을 축적하는 부분(27)의 진공 용기의 직경이 큰 부분(17c)에 대향하는 외주면에는 열복사율이 0.6이상의 흑색 피막(27a)이 부착되어 있다.

회전체의 상부(12a)에 일체 결합되어 있는 지지용 축의 선단부(13a)는 양극 타겟트를 관통하고, 전술한 바와 같이 핀(14a)및 고정 나사(14b)에 의해 일체 결합되어 있다.

이 X선관의 동작은 진공 용기밖의 회전체(12)에 대응하는 위치에 배치된 전자 코일을 가진 고정자(32)에 구동 전압을 공급하여 회전 자계를 발생시켜 양극 타겟트(11)를 고속 회전시킨다. 그리고, 음극 구체(18)로부터 방출된 전자빔을 양극 타겟트의 타겟트층(28)에 충돌시켜 X선을 발생시킨다.

이와 같이 양극 타겟트와 일체화된 회전 구조체는 미리 회전 밸런스가 고정밀도로 조정될 필요가 있다. 그 때문에 회전 구조체와 고정체를 진공용기내에 봉입하여 기밀 접합하기 전에 회전 구조체의 회전 밸런스를 측정하고, 언밸런스된 경우에는 예를 들면 제4도에 부호A로 나타내는 바와 같은 양극 타겟트의 일부를 소정량 떼어내서 회전 밸런스를 조정한 후, 진공용기내에 조립하는 공정을 거친다. 한번 떼어내는 것으로 불충분한 경우에는 반복해서 회전 밸런스를 측정하고 수정을 한다.

그러나, 종래의 일반적인 볼 베어링으로 회전체를 지지하는 구조의 경우는 공기중에서 회전 구조체를 회전시키면서 회전 밸런스를 측정해도 볼 베어링의 은과 납같은 고체 윤활제의 악화는 거의 없다. 하지만, Ga또는 Ga합금과 같은 매우 활성한 액체 금속 윤활제를 이용하는 상기와 같은 동압 미끄럼 베어링을 가지는 회전 양극형 X선관에 있어서는 회전 구조체의 회전 밸런스를 측정하기 위해서 베어링과 회전체와 고정체의 사이의 미소 간격등에 액체 금속 윤활제를 채운 상태에서 공기중에서 회전시키거나 공기에 쬐이면 바로 윤활제 자체의 표면과 윤화제로 적셔진 베어링면이 산화하고, 이것을 진공용기냉에 봉입해도 정상적인 베어링 동작 성능을 얻을 수 없다. 그 때문에 회전 밸런스의 측정과 조정을 진공 장치내에서 실시하고, 그대로 진공 용기내에 넣는 등의 매우 번잡한 공정이 필요하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 불합리를 해소하고, 대기중에서도 용이하고 고정밀도로 회전 구조체의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 그대로 대기중에서 회전 밸런스의 조정을 실행할 수 있는 회전 양극형 X선관의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 양극 타겟트가 고정된 회전체의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 회전 밸런스를 수정하는 공정이 원주 형상 고정체 대신에 내부로부터 고압 기체를 분출하는 고정 지지 지그에 회전체를 끼워 맞추고, 고압 기체를 분출시키면서 회전체를 고속 회전시켜 회전 밸런스를 측정하는 회전 양극형X 선과의 제조 방법이 제공된 것이다.

본 발명에 의하면 대기중에서도 용이하고 고정밀도로 회전 구조체의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 그대로 대기중에서 회전 밸런스의 조정을 실시할 수 있다.

따라서, 고정밀도의 회전 밸런스 조정을 능률적으로 실시할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 제1도 내지 제3도를 참조하여 설명한다.

또한 동일한 부분은 동일 부호로 나타낸다. 양극 타겟트(11)가 고정된 회전체(12)의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 회전 밸런스를 수정하는 공정은 제1도에 도시된 바와 같이 회전체를 고정 지지 지그(31)에 끼워 맞추고, 상기 고정 지지 지그의 내부로부터 고압 기체를 화살표로 나타낸 방향으로 분출시켜 사실상의 정압 공기 베어링으로 하고, 이것에 의해 회전체를 부상시키면서 고정자(32)에 전기가 통하게 하여 양극 타겟트가 일체화된 회전체를 고속 회전시킨 후 이들 회전 구조체의 회전 배런스를 측정한다. 이것은 공기중에 또는 불활성 가스가 포함된 공기 중에서 실시할 수 있다.

상기 고정 지지 지그(31)는 완성된 X선관의 원주 형상 고정체와 유사한 외형 형상과 크기를 가지지만 나선 홈등은 없고, 중심부의 비교적 직경이 큰 통기 구멍(33)및 원주 방향에 축 대칭으로 4개, 즉 90도 간격의 축 방향으로 5개의 가로 방향 통기 구멍(34)를 가지고 있다. 그리고, 상기 고정 지지 지그(31)는 기판(35)에 고정되고, 도시하지 않은 콤프레서에 의해 내부 통기 구멍으로 고압 공기가 공급되도록 이루어져 있다. 또한 공기에 한정된 것이 아니라 불활성 가스를 공급해서 베어링 구성 부재의 산화 방지를 도모하도록 해도 좋다. 회전체(12)와 고정 지지 지그(31)와의 사이의 10㎛의 미소 간격에 고압 기체가 공급되기 때문에 양자 사이에 사실상의 정압 공기 베어링이 구성되고 그것에 의해서 회전 구조체는 회전 가능하게 지지된다.

회전 밸런스의 측정은 제2도에 도시한 바와같이 양극 타겟트를 일체화한 회전체(12), 스러스트링(16), 볼트(16a)를 준비한다. 그리고, 양극 타겟트를 일체화한 회전체(12)를 제3도에 도시한 대략 원통 형상의 고정 지지 지그(31)의 바깥 둘레에 끼워 맞추고 회전체(12)의 개구단부에 스러스트링(16)을 볼트(16a)로 고정한다. 이와 같이 조립한 고정 지지 지그(31)를 제1도에 도시한 바와 같이 기판(35)에 직립으로 고정하고 회전구조체를 수직으로 유지한다. 그리고, 고압 공기를 지그(31)의 내부 통기 구멍에 공급한다. 이렇게 하므로써 회전 구조체는 축 방향 및 반 직경 방향의 전방향으로 부상된다. 이 상태에서 고정자(32)에 교번 전압을 공급하고, 회전 자계에 의해 회전 구조체를 소정의 회전수, 예를 들면 매분 800회전으로 회전시킨다.

그리고, 도시하지 않은 회전 밸런스 측정기에 의해 회전 밸런스를 측정한다. 만약 회전 밸런스가 맞지 않으면 회전 밸런스의 조정을 실시한다.

또한, 필요에 따라 마찬가지로 회전 밸런스의 측정, 수정을 반복해서 실시한다. 이렇게 하여 회전 밸런스조정을 끝낸 후, 스러스터 링을 분해해서 고정 지지 지그로부터 회전 구조체를 꺼낸 후 나선 홈등을 가진 정규의 고정체에 끼워 맞춰 조립하고 베어링 부분에 액체 금속 윤활제를 공급한 후, 진공 용기에 조립하고 배기 공정을 시작한다.

또한, 회전 밸런스의 측정은 스러스트링(16)및 볼트(16a)를 장치하지 않고 실시하는 경우도 있다. 즉, 회전 구조체는 수직으로 유지되기 때문에 이 회전 구조체의 자체 무게에 대해서 고압 공기에 의해 들어 올리는 힘을 적당하게 조절하면 회전 구조체를 적당한 수치만큼 부상시켜 회전시킬 수 있기 때문에 스러스트링(16)및 볼트(16a)를 장치하지 않아도 안정하게 회전시켜 회전 밸런스를 측정할 수 있다. 또한 최종적인 회전 구조체의 회전 밸런스는 이들 스러스트링 및 볼트를 장치하지 않고 회전 밸런스의 측정 또는 수정을 해도 손상될 우려는 거의 없다. 그 이유는 회전 구조체의 전 중량을 차지하는 스러스트링 및 볼트를 미리 고정밀도로 제작해 두므로, 회전 구조체의 회전 밸런스에 대한 영향이 거의 없기 때문이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 대기중에서 용이하고 고정밀도로 회전 구조체의 회전 밸런스를 측정하고, 필요에 따라서 그대로 대기중에서 회전 밸런스의 조정을 할 수 있다. 따라서, 고정밀도의 회전 밸런스 조정을 능률적으로 할 수 있다.

Claims (1)

1. 원주 형상 고정체의 주위에 양극 타겟트가 고정된 원통 형상 회전체를 끼워 맞추고, 상기 고정체 및 회전체의 끼워 맞춰지는 부분이 서로 근접하는 양베어링면의 적어도 한쪽의 베어링면에 설치된 나선 홈을 가지는 동압 미끄럼 베어링의 부분에 적어도 동작중에 액상으로되는 금속 윤화제를 공급하는 회전 양극형 X선관의 상기 양극 타겟트가 고정된 회전체의 회전 밸런스를 측정하여 필요에 따라 회전 밸런스의 수정을 하는 회전 양극형 X선관의 제조 방법에 있어서, 상기 양극 타겟트가 고정된 회전체의 회전 밸런스를 측정하여 필요에 따라 회전 밸런스의 수정을 하는 공정은 상기 회전체와 고정체의 끼워 맞춰지는 부분의 상기 동압 미끄럼 베어링의 부분에 금속 윤활제를 공급하기전에 상기 원주 형상의 고정체 대신에 내부로부터 고압 기체를 분출하는 고정 지지지그에 상기 양극 타겟트가 고정된 회전체를 끼워 맞추고 상기 고압 기체를 분출시켜 상기 양극 타겟트가 고정된 회전체를 부상시키고 또한 고속 회전시키면서 해당 양극 타겟트가 고정된 회전체의 회전 밸런스를 측정하여 필요에 따라 회전 밸런스의 수정을 하고, 그 후 상기 양극 타겟트가 고정된 회전체와 고정체를 끼워 맞추어 조립하고 상기 동압 미끄럼 베어링의 부분에 상기 금속 윤활제를 공급하고, 그 후 이들 양극 타겟트가 고정된 회전체 및 고정체의 조립 구조체를 진공 용기내로 조립하여 집어 넣어져 배기 공정으로 이동하는 것을 특징으로 하는 회전 양극형 X선관의 제조 방법.