專利名稱：旋轉(zhuǎn)陽極x射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，尤其涉及軸承構(gòu)件的改進(jìn)。
眾所周知，旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其圓盤狀的陽極靶由彼此之間有軸承的旋轉(zhuǎn)體和固定體支撐，向設(shè)在真空容器外圍的電磁線圈通電，陽極靶高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)從陰極發(fā)射電子束，該電子束碰撞到陽極靶上，便發(fā)射出X射線。軸承為球軸承類的滾動軸承，或在軸承面上形成螺紋槽，同時(shí)使用鎵(Ga)或鎵一銦一錫(Ga-In-Sn)合金類的，在工作時(shí)變成液態(tài)的金屬潤滑劑的動壓式滑動軸承。使用后一種滑動軸承的例子有特公昭60-21463號、特開昭60-97536號、特開昭60-117531號、特開昭62-287555號，特開平2-227947號、以及特開平2-227948號等公報(bào)中所述的X射線管。
在具有使用這種液態(tài)金屬潤滑劑的動壓式滑動軸承的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管中，采用人字形螺紋槽，在旋轉(zhuǎn)過程中，潤滑劑被從人字形的周邊部分收集到中央部分的“＜”形的折返部分，產(chǎn)生動壓。在旋轉(zhuǎn)過程中，軸承面以例如20μm左右的間隔保持非接觸狀態(tài)?？墒?，停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)體的本身重量，至少有一部分軸承面互相接觸。如果潤滑劑作為一種薄膜介于該接觸面之間，則在下次開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承面之間也不會產(chǎn)生摩擦或由此而產(chǎn)生的損傷?？墒窃诠ぷ鬟^程中，潤滑劑稀薄區(qū)域的軸承面，在停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，造成在相接觸的軸承面之間沒有潤滑劑存在。如果軸承面之間沒有潤滑劑存在，則在下次旋轉(zhuǎn)起動時(shí)，產(chǎn)生摩擦，會損傷軸承面，或者容易造成燒傷。
本發(fā)明的目的是消除上述的缺點(diǎn)，提供的一種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，不論是在旋轉(zhuǎn)起動時(shí)，還是連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，都能可靠地向滑動軸承供給液態(tài)金屬潤滑劑，不會造成軸承的破損，能保持動壓式滑動軸承穩(wěn)定地動作。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)陽極X射線所具有的結(jié)構(gòu)，能夠在形成動壓滑動軸承的螺紋槽的區(qū)域，有開口的潤滑劑通路，或形成收容潤滑劑的凹部，潤滑劑能切實(shí)地到達(dá)滑動軸承區(qū)域。
如果采用本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)起動時(shí)也好、連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)也好，液態(tài)金屬潤滑劑都能切實(shí)地到達(dá)滑動軸承面上，能夠防止軸承面的破損于未然，而且能保持動壓式滑動軸承穩(wěn)定地工作。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的縱斷面圖。
圖2是圖1所示的同一個(gè)X射線管的縱斷面圖。
圖3是表示圖1中的重要部分的俯視圖。
圖4是表示圖1中的重要部分的俯視圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的重要部分的縱斷面圖。
圖6是圖5中的6-6處的橫斷面圖。
圖7是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的重要部分的縱斷面圖。
圖8是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的重要部分的縱斷面圖。
圖9是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的重要部分的縱斷面圖。
圖10是表示圖9所示部分的重要部分的俯視圖。
圖11是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的重要部分的俯視圖。
圖中11……陽極靶12……旋轉(zhuǎn)體15……固定體18……真空容器19a、19b、21a、21b……螺旋槽20a、20b……徑向滑動軸承22a、22b……止推滑動軸承23……潤滑劑收集室25……輻射方向通路31……凹部下面參照圖說明本發(fā)明的實(shí)施例。同一部分用同一符號表示。
圖1至圖4所示的實(shí)施例有下述結(jié)構(gòu)。即用重金屬制成的圓盤狀陽極靶11，用螺帽14固定在軸13上。軸從圓筒狀有底旋轉(zhuǎn)體12的一端外伸。使兩者成為一個(gè)整體。旋轉(zhuǎn)體12的外圈是由鐵類強(qiáng)磁體圓筒12a及銅類良導(dǎo)體圓筒12b以共軸配合的方式構(gòu)成的雙層旋轉(zhuǎn)圓筒。在該旋轉(zhuǎn)體12的內(nèi)圈，插入了圓柱狀的固定體15。在固定體15如圖所示的下端部分，也就是在旋轉(zhuǎn)體開口部分12c附近，形成了外經(jīng)縮小后的固定體小直徑部分15a。用于封閉開口的環(huán)狀體16圍繞著固定體小直徑部分15a將其倉住，用若干個(gè)螺栓16a將其緊固在旋轉(zhuǎn)體的開口12c上，實(shí)際上是將這個(gè)開口封閉起來了。旋轉(zhuǎn)體12及固定體15采用機(jī)械方式支撐，鐵合金制的陽極支撐部件17經(jīng)過釬焊固定在固定體的小直徑部分15a上，通過輔助環(huán)17a及密封環(huán)18b，將陽極支撐部件17a氣密結(jié)合在玻璃真空容器18上。
圓筒旋轉(zhuǎn)體12和固定體15的配合部分，構(gòu)成前述各公報(bào)中所述的動壓式螺紋槽滑動軸承。這就是說在固定體15周向外壁上，照規(guī)定的間隔沿軸向形成人字形螺紋槽19a、19b，構(gòu)成兩個(gè)徑向滑動軸承20a、20b。另外，在固定體15的如圖所示的上端面、即垂直于轉(zhuǎn)軸的表面上，形在如圖3所示的圓弧狀的人字形螺紋槽21a，在一端構(gòu)成止推滑動軸承22a。而在開口封閉體16的上表面16c上，同樣形成如圖4所示的圓弧狀的人字形螺紋槽21b，構(gòu)成另一端的止推滑動軸承22b。在旋轉(zhuǎn)動作時(shí)，面對旋轉(zhuǎn)體和固定體的兩個(gè)軸承面之間的軸承間隙G約為20μm。
在固定體15上設(shè)有潤滑劑收集室23，它是由沿軸向在軸的中心沖成的孔構(gòu)成的。如圖所示，該潤滑劑收集室23的上端開口23a位于圖示的上部圓弧形螺紋槽21a內(nèi)側(cè)的中心部位，與這個(gè)止推軸承22a的軸承間隙G聯(lián)通。另外，如圖所示，在潤滑劑收集室23的下端部分23b，一直延伸到下部的止推螺紋槽滑動軸承22b的附近為止。在該固定體15的中段外表面徑切削形成小直徑段24。沿軸向的5個(gè)部位，沿90度夾角形成與軸對稱的放射狀通路25、25……，這些通路的一端分別與潤滑劑收集室23連通，另一端在固定體15的周向外表面上開口。在軸向中點(diǎn)部分的放射狀通路25、25……的開口位于各徑向滑動軸承20a、20b的人字形螺紋槽19a、19b的范圍內(nèi)，最好在這個(gè)范圍內(nèi)靠近兩端開口，即圖示上下兩端附近開口。這些開口的部位是在旋轉(zhuǎn)體12沿箭頭P的方向高速旋轉(zhuǎn)時(shí)向螺紋槽及軸承間隙供給的液態(tài)金屬潤滑劑相對變少的區(qū)域。也就是這部分螺紋槽及軸承間隙G中的潤滑劑被收集到人字形螺紋槽的軸向中心部位，從而使外側(cè)端部區(qū)域內(nèi)的潤滑劑變薄?？墒?，從潤滑劑收集室23開始延伸的放射狀通路25、25……的開口就處在這個(gè)部分，因此填充在潤滑劑收集室及放射狀通路中的潤滑劑在旋轉(zhuǎn)起動時(shí)，或連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，都能迅速供到軸承區(qū)。因此，在軸承面之間經(jīng)常會有潤滑劑存在。另外，從潤滑劑收集室23，經(jīng)過放射狀通路25，也向小直徑段24構(gòu)成的圓周狀空腔S1供給潤滑劑，因此潤滑劑也能到達(dá)無螺紋槽的軸承面上。另外，從潤滑劑收集室23的開口及其鄰近的放射狀通路25，還向止推軸承供給潤滑劑。這樣，就能向所有的軸承面供給潤滑劑。在本實(shí)施例中，各放射狀通路25、25……的開口位于螺紋槽19a、19b的槽內(nèi)。因此，從各放射狀通路25供給的潤滑劑進(jìn)入螺紋槽之后，到達(dá)螺紋槽彼此之間的軸承面上，因此就能保證平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)起動。
再者，在開口部封閉塞體16和固定體小直徑段15a之間，設(shè)有環(huán)形空腔26，它是由固定體小直徑段沿周向切削一部分后形成的。封閉件的筒體段16b與內(nèi)側(cè)的固定體小直徑段15a之間形成一段微小間隙Q，在周向內(nèi)表面上設(shè)有螺紋泵槽27。該螺紋泵槽27和間隙Q構(gòu)成抑制潤滑劑外漏的機(jī)構(gòu)。環(huán)狀空腔26的尺寸比間隙Q的徑向尺寸大很多。如上所述，Ga合金類液態(tài)金屬潤滑劑能供給到各軸承20a、20b、22a、22b的各螺紋槽、軸承間隙、與它們聯(lián)通的潤滑劑收集室23或各放射狀通路25、25……、以及由小直徑段24構(gòu)成的空腔S1中。在真空容器內(nèi)部空間內(nèi)的通路中潤滑劑的填充最，從最近的螺紋槽滑動軸承的端部、即圖示下方止推軸承22b起算，包括內(nèi)部的螺紋槽或軸承間隙、潤滑劑收集室、放射狀通路、以及由小直徑段構(gòu)成的空腔S1的潤滑劑可流通的內(nèi)部空間容積，最好是控制在20%至90%左右的體積范圍內(nèi)。這樣就能夠抑制潤滑劑外漏，同時(shí)也能使?jié)櫥瑒┘炔粫^量，也不會不足地被輸送到各個(gè)部分。
放射狀通路的開口部位，只要在形成螺紋槽的范圍內(nèi)即可。另外，在停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于潤滑劑本身的重量，一部分放射狀通路中的形成了氣體通路，因此，萬一內(nèi)部產(chǎn)生氣體，氣泡也能經(jīng)過該氣體通路，隨著潤滑劑的外漏而被排放到外部。
在上述實(shí)施例中，各螺紋槽19a、19b、21a是在固定體15的外表面上形成的，但不受此限;也可以在對面軸承面上，即在旋轉(zhuǎn)體12的內(nèi)表面上形成各種螺紋槽。在這種情況下，放射狀通路25的開口也是在有螺紋槽的區(qū)域內(nèi)所對應(yīng)的位置上形成的。這種情況在以下的各實(shí)施例中也與此相同。
圖5和圖6所示的實(shí)施例，是將各放射狀通路25的開口設(shè)在相鄰的螺紋槽19a與螺紋槽19a之間的軸承面上。這時(shí)，在各開口處，沿旋轉(zhuǎn)體12的旋轉(zhuǎn)方向P，形成喇叭口25a。
這樣一來，例如停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)體12和固定體15的放射狀通路25的開口部位緊貼軸承面的狀態(tài)，從這種狀態(tài)下開始起動旋轉(zhuǎn)，液態(tài)金屬潤滑劑也能從放射狀通路25，經(jīng)過喇叭口25a，供給到軸承面之間。因此，容易起動旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也幾乎不會損傷軸承面。
在圖7所示的實(shí)施例中，人字形螺紋槽19a、19b兩側(cè)螺紋槽的長度L1、L2不同，而且L1＞L2。在靠近各組螺紋槽的外端，設(shè)有許多放射狀通路25的開口。各放射通路25與固定體15中心形成的潤滑劑收集室23聯(lián)通。
如果采用這種實(shí)施例，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，從相對較長的螺紋槽(L1)流向人字形頂端T方向的潤滑劑的量，要比由相對較短的螺紋槽(L2)流過來的量多。這樣一來，一部分潤滑劑從潤滑劑收集室23，通過相對較長的螺紋槽區(qū)域的外端部分形成的放射狀通路25的開口流出，經(jīng)過軸承區(qū)域，再從相對較短的螺紋槽區(qū)域的外端部分形成的放射狀通路25的開口流回潤滑劑收集室23。因此，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分潤滑劑自動循環(huán)，能夠切實(shí)地供給軸承區(qū)域。
在圖8所示的實(shí)施例中，人字形螺紋槽19a、19b兩端的螺紋是連通的，圖中固定體上下兩端的螺紋槽短，靠近中點(diǎn)的螺紋槽長。相對較長、靠近點(diǎn)的螺紋槽與固定體15的中點(diǎn)形成的小直徑段24的空腔S1相聯(lián)通。另外，靠近相對較短的螺紋槽外端設(shè)有許多放射狀通路25的開口。
如果采用這個(gè)實(shí)施例，小直徑段24的空腔S1的潤滑劑由相對較長的螺紋槽供給，經(jīng)過軸承區(qū)域、再從相對較短的螺紋槽區(qū)域外側(cè)部分形成的放射狀路25的開口流回潤滑劑收集室23。這樣，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分潤滑劑自動循環(huán)，能切實(shí)地供給軸承區(qū)域。而且，在本實(shí)施例中，在相對較長的螺紋槽區(qū)域不需要設(shè)置放射狀通路，容易制作。
圖9及圖10所示的實(shí)施例，是在構(gòu)成止推滑動軸承22a的固定體15的前端端面上螺紋槽21a區(qū)域內(nèi)的外周邊附近設(shè)四個(gè)凹口31、31……。也就是說，是在人字形螺紋槽21a的范圍內(nèi)，在工作時(shí)潤滑劑稀落的外周邊部位處設(shè)置凹口31。這些凹口31的深度是螺紋槽深度的50倍以上，在其內(nèi)部注入潤滑劑。因此，旋轉(zhuǎn)起動時(shí)或連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些凹口中的潤滑劑流到該止推軸承的螺紋槽及軸承面上，并供給到軸承間隙中。另外，從潤滑劑收集室23的開口23a，向圓弧狀人字形螺紋槽21a的內(nèi)側(cè)區(qū)域供給潤滑劑。凹口31比較容易制作。
另外，將凹口設(shè)在靠近徑向滑動軸承的螺紋槽區(qū)域內(nèi)的外側(cè)也一樣。
以上說明的實(shí)施例，是將陽極靶固定在圓筒狀的旋轉(zhuǎn)體上，但不受此限，如圖11所示，本發(fā)明還適合于將陽極靶設(shè)在旋轉(zhuǎn)中心軸上，使其與旋轉(zhuǎn)的圓柱狀旋轉(zhuǎn)體12結(jié)合成一個(gè)整體。也就是如圖所示，將轉(zhuǎn)軸13固定在圓柱狀旋轉(zhuǎn)體12的上部，并將陽極靶11固定在該轉(zhuǎn)軸上。而且圍繞旋轉(zhuǎn)體12設(shè)置有底的圓筒狀固定體15。如圖所示，用若干個(gè)螺釘16a將封閉開口用的封件16連接在該固定體15上端開口部位15b上。在固定體15的外圍，共軸配置具備電動機(jī)轉(zhuǎn)子功能的強(qiáng)磁體圓筒41及配合在其外側(cè)的銅制最外側(cè)圓筒42。另外，強(qiáng)磁體圓筒41的上端41a采用機(jī)械方式牢固地緊固在轉(zhuǎn)軸13上。封閉開口用的封閉件16與旋轉(zhuǎn)體12的上端面鄰接，在該接觸面上形成螺紋槽21。在該開口封閉件16接近轉(zhuǎn)軸的周向內(nèi)表面的下半部及旋轉(zhuǎn)體12圍繞轉(zhuǎn)軸的四周開出環(huán)形的空腔26。該空腔26與止推軸承22b的軸承間隙的端部內(nèi)側(cè)聯(lián)通。從該空腔26通過固定周向外表面和強(qiáng)磁體圓筒內(nèi)表面之間的間隙，在真空容器空間內(nèi)通過的路徑中，設(shè)有防止?jié)櫥瑒┩饴┯玫奈⑿￠g隙Q和徑向回流部分43。在該回流部分43的內(nèi)表面上形成能對液態(tài)金屬潤滑劑起附著作用的被覆膜即可。這樣，萬一在此附近有一部分潤滑劑漏出，也能附著在回流部分43的內(nèi)表面上，而不會泄漏到外部。
在旋轉(zhuǎn)體12的中心集設(shè)有沿軸向沖成的孔構(gòu)成的潤滑劑收集室23。如圖所示，該潤滑劑收集室23的下端開口23a，位于圖示下部的圓弧狀螺紋槽21a的內(nèi)側(cè)中心部位，與該止推軸承22a的軸承間隙聯(lián)通。而且，放射狀通路25、25……從潤滑劑收集室23開始延伸，其開口分別位于各徑向滑動軸承20a、20b的人字形螺紋槽19a、19b區(qū)域內(nèi)的各外端附近。因此能切實(shí)地向滑動軸承供給潤滑劑。另外，在徑向軸承上，形成圖9及圖10所示的凹口，其開口位于螺紋槽區(qū)域內(nèi)即可。因此，放射狀通路的開口25可以只在小直徑段24外。另外，在各軸承構(gòu)件的至少具有螺紋槽的滑動軸承面上，預(yù)先形成一薄層軸承器材和潤滑劑的反應(yīng)層即可?；蛘?，也可以通過真空加熱處理，在各軸承面上形成一薄層軸承器材與潤滑劑的反應(yīng)層。這時(shí)，潤滑劑的填充量，最好注入比形成反應(yīng)層所消耗的量格外多的量。
另外，金屬潤滑劑可以使用Ga、Ga-In合金、或者Ga-In-Sn合金一類的以Ga為主體的合金，但不受此限，例如還可以使用鉍(Bi)含量相對多的Bi-In-Pb-Sn合金，或者In含量相多的In-Bi合金、或In-Bi-Sn合金。因它們的熔點(diǎn)都在室溫以上，所以在使陽極靶旋轉(zhuǎn)之前，最好將金屬潤滑劑預(yù)熱到其熔點(diǎn)以上的溫度后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
如上所述，如果采用本發(fā)明，不管是旋轉(zhuǎn)起動時(shí)，還是連續(xù)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液態(tài)金屬潤滑劑都能切實(shí)到達(dá)滑動軸承的軸面之間，能防止軸承面的破損于未然，且能維持動壓式滑動軸承穩(wěn)定動作。
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，具有在旋轉(zhuǎn)體12上固定的陽極靶11的與該旋轉(zhuǎn)體12共軸配合能夠保持該旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的固定體15、有設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)體12和固定體15的配合部分的螺紋槽19的動壓滑動軸承20、以及至少在工作過程中供給上述軸承的液態(tài)金屬潤滑劑；該旋轉(zhuǎn)陽極X射線管的特征為在位于旋轉(zhuǎn)中心軸上的上述固定體15或旋轉(zhuǎn)體12的內(nèi)部設(shè)有收集一部分潤滑劑的潤滑劑收集室23，而且至少形成一個(gè)潤滑劑通路25，該潤滑劑通路25的一端與上述潤滑劑收休室23聯(lián)通，另一端的開口位于形成上述軸承的螺紋槽的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其動壓滑動軸承20的螺紋槽19呈人字形，潤滑劑通路25的開口設(shè)在至少靠近人字形螺紋槽的外側(cè)一端的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其人字形螺紋槽19兩側(cè)的螺紋槽長度互不相同。
4.旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，具有在旋轉(zhuǎn)體12上固定的陽極靶11，與該旋轉(zhuǎn)體12共軸配合的能夠保持該旋轉(zhuǎn)體12旋轉(zhuǎn)的固定體15，有設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)體12及固定體15的配合部分的螺紋槽的動壓滑動軸承20、以及至少在工作過程中供給上述軸承20的液態(tài)金屬潤滑劑，該旋轉(zhuǎn)陽極X射線管的特征為在構(gòu)成上述滑動軸承20的旋轉(zhuǎn)體12或固定體15上至少形成一個(gè)凹口31，該凹口的開口位于形成滑動軸承20的螺紋槽19的范圍內(nèi)，同時(shí)在其內(nèi)部收集潤滑劑。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，旋轉(zhuǎn)起動時(shí)或連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，能使液態(tài)金屬潤滑劑肯定存在于滑動軸承面之間，不會造成軸承破損，能維持動壓式滑動軸承穩(wěn)定動作。在該旋轉(zhuǎn)陽極X射線管中形成潤滑劑通路或潤滑劑收集凹口，其開口位于滑動軸承的螺紋槽范圍內(nèi)，潤滑劑肯定能夠到達(dá)螺紋槽的范圍內(nèi)。
文檔編號F16C33/10GK1079842SQ93104088
公開日1993年12月22日 申請日期1993年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月8日
發(fā)明者小野勝弘 申請人:株式會社東芝