旋转阳极型X射线管制造技术

本发明专利技术揭示一种旋转阳极型Ｘ射线管，具有与发射Ｘ射线的阳极靶１３连接的旋转体１６、与该旋转体１６之间设置动压式滑动轴承并具有沿管轴形成的润滑剂存放室２６及连接润滑剂存放室２６与动压式滑动轴承的润滑剂通路２７的固定体１７、以及真空容器１１。在固定体１７中从其端面沿管轴方向形成与润滑剂存放室２６及润滑剂通路２７不交叉的孔２８ａ及２８ｂ，在该孔２８ａ及２８ｂ中嵌入热导性大于固定体１１的固定体传热构件２９ａ及２９ｂ并结合成一体。（*该技术在2020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型X射线管，特别涉及用液体金属进行润滑的动压式滑动轴承的旋转阳极型X射线管。关于现有的具有动压式滑动轴承的旋转阳极型X射线管及将其装在安装容器内的X射线管装置，下面对其构成的主要部分参照图22所示剖面加以说明。该图中的标号141为旋转阳极型X射线管的真空容器，在该真空容器141的内部配置发射电子束的阴极140及圆盘形旋转阳极142等，在该圆盘形旋转阳极142的与阴极140相对的区域设置发射X射线的阳极靶层143。圆盘形旋转阳极142用固定螺母144固定在支持轴145上，支持轴145与整体大致形成为圆筒形的旋转体146连接。旋转体146具有由外侧圆筒146a、中间圆筒146b及有底内侧圆筒146c构成的三层构造，支持轴145与中间圆筒146连接。圆柱形固定体147插入内侧圆筒146c的内侧。在该固定体147表面形成人字形(heyring bone)图案的螺旋槽148，在这些固定体147与旋转体146之间的包括动压滑动轴承部分的间隙部分及螺旋槽148内，至少在动作时供给液体状金属润滑剂，例如Ga-In-Sn合金。在固定体147的中心部分设置存放液体金属润滑剂的润滑剂存放室，这在该图中未示出。另外，在润滑剂存放室与动压式滑动轴承之间设置若干放射状的横向润滑剂通路，润滑剂存放室中存放的液体金属润滑剂通过这些润滑剂通路供给动压式滑动轴承。构成动压式滑动轴承的旋转体内侧圆筒146c与固定体147设定动作中保持有20μ左右的轴承间隙。形成轴承面的内侧圆筒146c及固定体147使用例如SKD-11(JIS标准即日本工业标准)等铁合金工具钢那样的金属材料。该SKD-11的热导在室温下较小，为24W／m·K。在固定体147外周，在上下方向相隔一定间隔形成环形的两个台阶149及150。在台阶149及150处，固定体147的外径改变，都是在位于下方的台阶150外周部分形成环形突起151，在突起151外侧配置包围固定体147的金属环152。该金属环152的内周部分及外周部分分别设置环形突起153及154。固定体147的位于图中下方位置的固定体外端部147a伸出到真空容器141的外侧，用来作为将旋转阳极型X射线管固定在安装容器155上的被固定部分。真空容器141由包围圆盘形旋转阳极142主要部分的金属制大口径部分141a及包围旋转体146和固定体147各主要部分的小口径部分141b构成。该小口径部分141b例如由玻璃制成，在其端部与薄壁金属密封件156结合。密封件156与封接用金属环152外周部分突起154的前端部分之间进行气密焊接。封接用金属环152内周部分突起153与固定体147的台阶150形成的突起151的前端部分之间也进行气密焊接，这样固定体147与真空容器141进行真空气密封接。在真空容器141小口径部分141b外侧配置对旋转体146施加旋转力的定子157。该定子157具有铁心及绕在铁心上的绕组。上述构成的旋转阳极型X射线管其固定体端部147a固定在由绝缘体构成的壶状保持构件158的中央底部。该保持构件158的圆筒部分158b开口端部用若干个螺栓160固定在安装容器155上。另外，在保持构件158中央底部设置通孔，在该部分用若干个螺栓161将具有中央通孔159的陀螺形金属环158a加在固定。然后固定体外端部147a穿过金属环158a中央的通孔159。金属环158a的外径面向真空容器141内侧呈圆锥形，外径逐渐变小，与固定体外端部147a接触的内周部分形成环形突起162。在将固定体外端部分147a与金属环158a固定时，金属环158a的突起162前端面固定体147的台阶150接触。固定体外端部147a利用与其外周表面形成的阳螺纹配合的螺母163拧紧固定在金属环158a上。在拧紧螺母163时，被固定部分的固定体外端部147a向图的下方拉出，突起162的前端面与固定体147的台阶160紧密接触，旋转阳极型X射线管固定在保持构件168上。在装有旋转阳极型X射线管的安装容器165内侧充有绝缘冷却油并使其循环，同时配置屏蔽X射线的铅屏蔽构件164。另外，在位于阳极靶层143横向的区域设置将X射线引出至外部用的X射线发射窗165。在保持构件158的壶状部分158b及金属环158a设置使绝缘冷却油循环用的循环孔，在位于保持构件159横向的安装容器155部分设置流入绝缘冷却油的流入口166。使得从该流入口166供给的绝缘冷却中箭头Y所示流过旋转阳极型X射线管的真空容器141与安装容器155之间的间隙。现有的旋转阳极型X射线管中，旋转阳极产生的热量主要通过辐射从该阳极到达真空容器，再从真空容器传至冷却油而散热。旋转阳极产生热量的一部分及因动压式滑动轴承旋转而产生的本身发热的热量，例如传至构成阳极旋转机械的旋转体，一部分从旋转体外周表面散热，同时通过轴承到达固定体，再到达位于真空容器外的固定体外端部，然后向管外散热。但是，供给动压式滑动轴承部分的Ga合金等液体金属润滑剂，活性很强，一旦轴承部分温度升高，就与构成固定体及旋转体的轴承而的金属材料产生瓜。结果常常在轴承而上堆积金属间化合物层，使螺旋槽的深度及轴承间隙慢慢减少，使旋转特性变差。另外，还要考虑这样的问题，即一旦轴承部分温度升高，则容易从各材料产生气体，液体金属润滑剂与产生的气泡一起在气体作用下从轴承部分挤出，导致泄漏。为此，为了抑制固定体、旋转体及轴承部分的温升，已知有例如日本专利特开平7-130311号公报所示的一种结构，即用高热导率材料构成固定体心部，传至固定体的热量通过固定体心部向真空容器外部散热。这主要就是将熔融的铜流入固定体心部而形成高热传导体的。因此它的问题是，固定体的制造困难，同时固定体的机械强度容易减弱。另外还知道有其它一些结构，例如在处长延长至旋转阳极型X射线管的真空容器外的固定体外端部安装散热片，使绝缘油与它直接接触而冷却，或者将冷却媒体引入固定体内部设置的空洞并使其循环，这样来提高冷却效率等。上述那样的使固定体外端部冷却的结构，由于距离轴承部分相当远，因此导致不能得到足够的散热效果。另外，对于使冷却媒体在固定体内部循环的结构，它的问题是，由于要开孔直到轴的内部，因此使固定体的机械强度降低。另外，对于动压式滑动轴承部分的温度，如前所述，由于旋转阳极产生的热量一部分及轴承部分因旋转而自己发热，因而使得不同地方的温度不均匀。因此，在温度高的部分常常在液体金属润滑剂与轴承面之间产生不希望的反应。本专利技术的目的在于解决上述缺点，提供一种旋转阳极型X射线管，所述旋转阳极型X射线管能够抑制动压式滑动部分的温度不均匀及温升，制造比较容易，特别是固定体的机械强度高，而且能够长期维持稳定的旋转特性。达到上述目的的本专利技术的旋转阳极型X射线管，是从固定体端部一侧在避开润滑剂存放室及润滑剂通路的位置至少形成一个孔，在该孔内插入热导率高于固定体的传热构件，然后结合成一体。达到上述目的的另一种本专利技术的旋转阳极型X射线管，其旋转体是由若干个圆筒形构件构成，而且在该若干个圆筒构件中与固定体之间构成动压式滑动轴承的内侧圆筒形构件的外壁，用热导率高于该内侧圆筒形构件的传热构件实际上结合成圆筒形。达到上述目的的其它另一种本专利技术的旋转阳极型X射线管，是从固定体端部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转阳极型Ｘ射线管，包括利用电子束照射而发射Ｘ射线的圆盘形旋转阳极，与所述旋转阳极机械连接的近似圆筒形旋转体，插入所述旋转体内侧的并具有沿中心轴方向形成的润滑剂存放室的近似圆柱形固定体，在所述旋转体与固定体之间构成的至少动作时供给液体金属润滑剂的动压式滑动轴承，以及将所述旋转阳极和旋转体及固定体的一部分装在内部的真空容器，其特征在于，在所述固定体中从所述固定体露出在所述真空容器外的端部一侧，在避开所述润滑剂存放室的位置沿中心轴方向至少形成一个孔，且在所述孔内插入热导率大于所述固定体的传热构件，并与所述固定体结合成一体。

【技术特征摘要】
JP 2000-4-28 130911/00;JP 1999-10-18 295357/99;JP 1．一种旋转阳极型X射线管，包括利用电子束照射而发射X射线的圆盘形旋转阳极，与所述旋转阳极机械连接的近似圆筒形旋转体，插入所述旋转体内侧的并具有沿中心轴方向形成的润滑剂存放室的近似圆柱形固定体，在所述旋转体与固定体之间构成的至少动作时供给液体金属润滑剂的动压式滑动轴承，以及将所述旋转阳极和旋转体及固定体的一部分装在内部的真空容器，其特征在于，在所述固定体中从所述固定体露出在所述真空容器外的端部一侧，在避开所述润滑剂存放室的位置沿中心轴方向至少形成一个孔，且在所述孔内插入热导率大于所述固定体的传热构件，并与所述固定体结合成一体。2．如权利要求1所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，包括多对所述的孔及插入孔中的传热构件，并沿所述固定体中心轴方向平行设置。3．如权利要求2所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，所述的孔及插入孔中的传热构件是绕所述固定体中心轴近似等间隔设置。4．如权利要求1所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，所述固定体还具有从所述润滑剂存放室向横向延伸并通过所述旋转体与固定体之间的间隔的润滑剂通路，所述的孔及插入孔中的传热构件超过所述固定体的润滑剂通路延伸到旋转阳极侧端部附近。5．如权利要求4所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，包括多对所述的孔及插入孔中的传热构件，这些孔及传热构件同时存在两种构造，一种是超过沿所述固定体横向延伸的润滑剂通路而延伸到旋转阳极侧端部附近的较长的构造，另一种是不超过所述润滑剂通路的较短的构造。6．一种旋转阳极型X射线管，包括利用电子束照射而发射X射线的圆盘形旋转阳极，与所述旋转阳极机械连接的近似圆筒形旋转体，插入所述旋转体内侧的并具有沿中心轴方向形成的润滑剂存放室的近似圆柱形固定体，在所述旋转体与固定体之间构成的至少动作时供给液体金属润滑剂的动压式滑动轴承，以及将所述旋转阳极和旋转体及固定体的一部分装在内部的真空容器，其特征在于，在所述固定体中从所述固定体露出在所述真空容器外的端部一侧沿中心部分形成有孔，在所述孔内插入热导率大于所述固定体的传热构件，并与所述固定体结合成一体，在所述传热构件周围至少形成一个与所述传热构件平行的所述润滑剂存放室。7．如权利要求6所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，所述固定体还具有从所述润滑剂存放室横向延伸并通过所述旋转体与固定体之间的间隔的润滑剂通路。8．如权利要求6所述的旋转阳极型X射线管，其特征在于，所述固定体中，在相对中心轴的垂直面上形成轴向动压式滑动轴承用的圆形螺旋槽，还至少具有一个从所述润滑剂存放室延伸的在所述圆形螺旋槽的内侧区域或外侧区域一部分开口的润滑剂通路。9．一种旋转阳极型X射线管，包括利用电子束照射而发射X射线的圆盘形旋转阳极，与所述旋转阳极机械连接的近似圆筒形旋转体，插入所述旋转体内侧的近似圆柱形固定体，在所述旋转体与固定体之间构成的至少动作时供给液体金属润滑剂的动压式滑动轴承、以及将所述旋转阳极和旋转体及固定体的一部分装在内部的真空容器，其特征在于，所述旋转体由多个圆筒形构件构成，且所述多个圆筒形构件中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿武秀郎，吉田行成，中牟田浩典，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]