旋转阳极Ｘ射线管制造技术

一种旋转阳极Ｘ射线管，其动压滑动轴承采用廉价、可加工性好的材料，不会被液态金属润滑剂侵蚀，能长期保持稳定旋转特性。旋转阳极Ｘ射线管，具有旋转体、固定体、螺纹槽滑动轴承及液态金属润滑剂。旋转体由与阳极靶结合的第１旋转部件和设有轴承的第２旋转部件共轴配合构成，两者在热传导路径上远离阳极靶的位置上相结合，在其它配合部分隔有绝热区，第１旋转部件由导热系数小的材料构成。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转阳极χ射线管，尤其涉及支撑阳极靶的旋转机构。众所周知，旋转阳极χ射线管的圆盘状阳极靶是由相互之间用装有轴承的旋转体和固定体支承着，当设置在真空管外面的电磁线圈通电后，高速旋转的阴极发射电子束，该电子束碰撞到阳极靶上，使发射出χ射线。长期以来所使用的轴承是球轴承，但近来都喜欢采用在轴承面上做成螺旋槽，同时用镓(Ga)或镓-铟-锡(Ga-In-Sn)合金类的液态金属作润滑剂的动压滑动轴承。使用后者滑动轴承的例子有特公昭60-21463号、特开昭60-97536号、特开昭60-117531号、特开昭61-2914号、以及特开昭60-287555号等各件公报中公开发表的χ射线管。支承阳极靶旋转体的结构，通常具有采用钎焊方法与由电导率高的铜制成的外层圆筒转子焊接成一个整体的靶极支撑件。由设在管外的定子形成的旋转磁场作用在该转子上，是一种采用感应电动机的原理，产生高速旋转的结构。在使用球轴承的χ射线管中，当轴承的温度上升时，由于轴承间隙的变化或固体润滑剂的消耗，产生很大的噪声。以往，提出了各种抑制球轴承的温度上升的方案。作为这种方案的例子，有特开照55-3180号、特开昭55-78449号、以及特开平2-144836号公报中公开发表的方法。但是，这种方法还未达到实用的程度。可是，使用上述动压滑动轴承的χ射线管，其特点是几乎不产生旋转噪声。另一方面，以装有χ射线管的χ射线诊断装置为例，在0℃以下严寒环境下使用的场合也不少。因此，润滑剂最好是尽量使用熔点低的材料。Ga合金的蒸气压低，而且能制成熔点在10℃左右的合金，因此最为适合。在使用Ga合金一类的液态润滑剂时，有下述不适当的地方。即这些液态金属润滑剂通常是活性材料，因此会与构成轴承的材料产生反应，使轴承的间隙逐渐变化，造成旋转特性的恶化。因此，能够用作构成轴承的材料，便被局限在不会被润滑剂侵蚀的钨(W)、锰(MO)、钼(Ta)、铌(Nb)、以及其合金。这些材料不仅价格高，而且加工困难。与此相反，铜(Cu)或黄铜、铁(Fe)、镍(Ni)、以及不锈钢之类的铁合金，虽然价格低，可加工性也好，但非常容易被润滑剂侵蚀，所以没有实用性。液态金属润滑剂与构成轴承的材料之间的反应，温度越高越显著。为了防止轴承的结构材料被润滑剂侵蚀，已知有这样一种结构，即将冷却剂输送到轴承结构部件内部，使轴承部件强制冷却。然而，在这种χ射线管中，必须附加冷却剂循环装置，使得χ射线装置复杂化，这是所不希望的。鉴于上述情况，本专利技术的目的是提供这样一种旋转阳极χ射线管，其动压滑动轴承的结构材料采用铁合金类价格低，可加工性好的材料，而且不会受液态金属润滑剂侵蚀，能够长期保持稳定旋转的特性。本专利技术的旋转阳极χ射线管具有在其一个部件上固定着阳极靶的旋转体。以及与该旋转体配合，从而能够保持该旋转体、使其旋转的固定体、在上述旋转体和固定体的配合部件上装有带旋转槽的滑动轴、以及供给上述滑动轴的螺旋槽及轴承间隙的液态金属润滑剂。在上述旋转体中，包括与上述阳极靶采用机械方式结合的第1旋转部件和设有上述轴承的第2旋转部件，两者采用共轴配合。沿着转轴方向看，第1旋转部件和第2旋转部件与靶阴极的结合位置使其与阳极靶在热传导路径上相距较远。同时在该结合部件以外的配合部件上设有绝热区。而且上述第1旋转部件是用在0℃-500℃温度范围内的导热系数小于0.1(卡/厘米·秒·度)的材料构成的。再者，第1旋转部件材料在0-500℃的温度范围内的导热系数在0.08(卡/厘米·秒·度)以下则更好。而且，第2旋转部件最好是由下述材料制成，即由含碳的铁、镍合金;以铁和镍为主体的合金;以铁、镍和钴为主体的合金;以铁和铬为主体的合金;以及铬和镍为主体的合金;或者由除了含碳以外至少还含有钒、锰、钨中任选一种的铁铬合金制成的。如果采用本专利技术，在工作过程中肯定能够抑制动压滑动轴承的构成部件及供给它的液态金属润滑剂的温度上升，并且几乎不产生润滑剂对轴承构成部件的侵蚀作用。因此能获得价格便宜、经过高精度加工、且能长期保持稳定的高性能轴承旋转特性的旋转阳极χ射线管。图1是表示本专利技术的实施例的主要部分的纵剖面图。图2是图1中的2-2横部面图。图3是图1中的χ射线管的一部分的俯视图。图4是图1中的χ射线管的一部分的俯视图。图5是表示本专利技术的另一实施例的主要部件的纵剖面图。图6是表示本专利技术的另一实施例的主要部件的纵断面图。图7是表示本专利技术的另一实施例的主要部件的纵剖面图。图8是表示本专利技术的另一实施例的主要部件的纵剖面图。图中11……阳极靶12……旋转体15……固定体18……真空容器20a、20b、20c……轴承22、32……第1旋转部件23、34……第2旋转部件24……外侧圆筒26、29……绝热区下面参照附图说明本专利技术的实施例。图中的同一部分用同一符号表示。图1至图4所示的实施例的结构如下。即，将重金属制成的圆盘状阳极靶11，用固定螺钉14固定在轴13上。轴从圆筒旋转体12的一端、外伸是由MO合金制成的，用来支撑阳极靶，使两者结合成一个整体。在圆筒旋转体12的内侧，将固定体15插入配合，将封闭开口用的圆板16固定在旋转体的下端。固定全15的下端部分17，通过辅助金属环17a及薄壁封环18b、18c，与真空容器18的玻璃圆筒部分气密结合。真空容器18环绕包围阳极靶11在容器的一端有一个大直径端及χ射线发射空18a。在靶极的对面设有阴极结构体19。在圆筒旋转体12和固定体15的配合部分，设有前面所述各公报中所述的动压式径向滑动轴承20a及止推滑动轴承20b。两个径向滑动轴承20a沿转轴方向设置两者之间彼此分离，在固定体周向的外表面15a上设有两组人字形螺纹槽21a。另外，在固定体面向两个止推滑动轴承20b的一个端面15b上设有如图3所示的圆弧形人字螺纹槽21b。在止推滑动轴承20b面对固定体的下部台阶面相邻接的圆盘法壮16的上表面上，设有如图4所示的圆弧形人字螺纹槽21c。与设有这些螺纹槽的轴承面邻接的旋转体的各滑动轴承面，只要是平滑面即可，或者根据需要，也可以设螺纹槽。旋转体和固定体的两个轴承面在工作过程中要保持大约20μm的轴承间隙，由Ga-In-Sn合金配成的液态金属润滑剂(图中未示出)在工作时被输送到螺纹槽及轴承间隙中。在真空容器18的外面与旋转体12相对应的位置上，设置带有电磁线圈的定子30，使其产生旋转磁场，从而使旋转阳极靶11沿箭头P的方向高速旋转。从阴极构件19发出的电子束射到阳极靶11上，从而产生χ射线，同时该靶极上产生的热量，大部分以辐射方式逸散，同时有一部分热量沿轴13及旋转体12传导，由此传导到轴承20a、20b上。可是，旋转体12与第1旋转部件(即阳靶11)之间的中间圆筒22通过轴13结合成一个整体;圆筒22的内侧与第2旋转部件(即有底内侧圆筒23)之间;中间圆筒22的周向外表面与铜制外圆筒24相配合。有底内侧圆筒23的内表面的一部分与固定体的外表面共同构成滑动轴承面。绝热间隙26的径向尺寸在0.1mm-1mm的范围内，例如0.5mm。内侧圆筒23的周向内表面构成动压滑动轴承面，是用不锈钢或SKD-11(HIS标准)类的铁合金工具钢制成的。该轴承的结构材料价格便宜，可加工性也好，又有较高的强度，能很好地被G本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋转阳极ｘ射线管，具有在其一部分上固定阳极靶１１的旋转体１２，与该旋转体１２配合而能保持该旋转体旋转的固定体１５，在上述旋转体１２及固定体１５的配合部分设有螺纹槽的滑动轴承２０、以及供给上述滑动轴承２０的螺纹槽及轴承间隙的液态金属润滑剂，该旋转阳极ｘ射线管和特征为：上述旋转体１２包括与上述阳极靶１１机械结合的第１旋转部件２２和设有上述轴承的第２旋转部件２３，两者共轴配合，而且沿转轴方向看，第１旋转部件２２和第２旋转部件２３在热传导路径上远离上述阳极靶１１的位置上相结合，同时在该结合部分以外的配合部分隔有绝热区，上述第１旋转部件２２采用在０－５００℃的温度范围内的导热系数小于０．１（卡／厘米.秒.度）的材料制成。

【技术特征摘要】
JP 1992-4-8 114276/92;JP 1992-11-6 296242/921.旋转阳极x射线管，具有在其一部分上固定阳极靶11的旋转体12，与该旋转体12配合而能保持该旋转体旋转的固定体15，在上述旋转体12及固定体15的配合部分设有螺纹槽的滑动轴承20、以及供给上述滑动轴承20的螺纹槽及轴承间隙的液态金属润滑剂，该旋转阳极x射线管和特征为上述旋转体12包括与上述阳极靶11机械结合的第1旋转部件22和设有上述轴承的第2旋转部件23，两者共轴配合，而且沿转轴方向看，第1旋转部件22和第2旋转部件23在热传导路径上远离上述阳极靶11的位置上相结合，同时在该结合部分以外的配合部分隔有绝热区，上述第1旋转部件22采用在0-500℃的温度范围内的导热系数小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野胜弘，阿武秀郎，北见隆幸，杉浦弘行，田中诚，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]