JP5370966B2 - 回転陽極型ｘ線管及びｘ線管装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置に関する。

一般に、Ｘ線管装置として、回転陽極型のＸ線管装置が使用されている。回転陽極型のＸ線管装置は、Ｘ線を放射する回転陽極型Ｘ線管と、ステータコイルと、これら回転陽極型Ｘ線管及びステータコイルを収容した筐体と、を備えている。回転陽極型Ｘ線管は、陽極ターゲットと、陰極と、真空外囲器と、を備え、動圧式のすべり軸受を使っている（例えば、特許文献１乃至５参照）。

すべり軸受は、回転軸を中心に回転可能な筒状の回転体と、この回転体の内部に嵌合され、回転体を回転可能に支持する固定シャフトと、回転体及び固定シャフト間の隙間に充填された金属潤滑剤とを有している。固定シャフトの軸受面にらせん溝が形成されている。

上記回転陽極型Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイルは回転体に与える磁界を発生するため、回転体及び陽極ターゲットは回転する。また、陰極は陽極ターゲットに対して電子ビームを照射する。これにより、陽極ターゲットは、電子と衝突するときにＸ線を放出する。

例えば、特許文献１及び２には、動圧式のラジアルすべり軸受を固定体の径小部に形成し、動圧式のスラストすべり軸受を固定体の径大部に形成した回転陽極型Ｘ線管が開示されている。

このような構成の回転陽極型Ｘ線管は、比較的小さい回転抵抗が得られるので、回転体
及び陽極ターゲットを１００ｒｐｓを超える回転速度で連続的に又はＸ線曝射時に高速回転させることができる。たとえば、撮影待機時に５０乃至１５０ｒｐｓの間の任意の回転数で常時連続回転させておき、Ｘ線曝射によりＸ線撮影する場合は１５０乃至１９０ｒｐｓに回転数を上げてＸ線撮影することができる。このように、必要な時に瞬時にＸ線曝射可能な高速回転数に上げてＸ線撮影することができる。そして、このような高速回転でも、回転体の回転軸のずれや傾きの発生が抑制され、安定な動作を得ることができる。

特許第３７５４５１２号公報 特開２００１−３２５９０８号公報 特許第２７３５４１７号公報 特許第２７１４２８３号公報 特許第２８９８７３１号公報

ところで、上記の各特許文献に開示されている回転陽極型Ｘ線管は、以下に述べる問題がある。
固定体及び回転体間の隙間は僅か２０μｍ程度であるため、Ｘ線管を組み立てる際、隙間（軸受隙間）やらせん溝の一部に空気が残ったり、構成部材からガスが放出される恐れがある。ガスは真空排気時又は真空排気後に膨張するため、ガスとともに金属潤滑剤の一部が軸受外部に噴出してしまう恐れがある。

そこで、特許文献３には、軸受の出口付近に円周溝空間を設け、軸受外部に金属潤滑剤が噴出する際にガスと金属潤滑剤とを分離させる技術が開示されている。また、特許文献４には、軸受外部に噴出する金属潤滑剤を閉じ込めるトラップを設け、金属潤滑剤の真空管内への飛散を抑える技術が開示されている。しかし、特許文献３及び４の何れの技術も、軸受外部に噴出した金属潤滑剤が真空管内に飛散することを完全に(１００％)防止する作用があるわけではない。

また、特許文献５には、らせん溝ポンプを軸受出口近傍に設け、軸受外部に噴出しようとする金属潤滑剤を軸受内部に押し戻す技術が開示されている。しかしながら、上記らせん溝ポンプでは、経験的に、金属潤滑剤を軸受内部に押し戻すに十分なポンプ圧力が発生できないものである。

特許文献１の固定体は、ラジアル軸受面を有した径小部と、この径小部と同じ径寸法の他の径小部と、径小部及び他の径小部間に挟持されスラスト軸受面を有した径大部とを備えている。特許文献１の軸受では、上記した軸受内のガスの影響がない場合には問題はないが、軸受内のガスが膨張して金属潤滑材を押し出そうとする場合には金属潤滑材が軸受外部に噴出してしまう恐れがある。

特許文献２の固定体は、ラジアル軸受面を有した径小部と、この径小部より大きい径寸法の他の径小部と、径小部及び他の径小部間に挟持されスラスト軸受面を有した径大部とを備えている。特許文献２の軸受では、上記した軸受内のガスの膨張の有無に関わらず金属潤滑材が軸受外部に噴出してしまう恐れがある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、固定体及び回転体間の隙間から外部への潤滑剤の噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る回転陽極型Ｘ線管は、
円柱状に形成され、一端に第１スラスト軸受面を有し他端に第２スラスト軸受面を有した径大部、前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の一端側に位置し、側面に形成されたラジアル軸受面及び前記ラジアル軸受面から外れた上記側面に位置し前記ラジアル軸受面に比べて窪んで形成された凹部を有した第１径小部、並びに前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の他端側に位置し、前記径大部及び第１径小部とともに同軸的に一体に形成された第２径小部を具備した固定体と、
前記固定体と同軸的に延出して筒状に形成され、前記固定体が内部に嵌合され、前記第１スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第１スラスト軸受面、前記第２スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第２スラスト軸受面及び前記ラジアル軸受面に隙間を置いて対向した他のラジアル軸受面を有し、前記固定体を中心に回転可能な回転体と、
前記固定体及び回転体間の隙間に充填され、前記第１スラスト軸受面及び他の第１スラスト軸受面とともに動圧形の第１スラストすべり軸受を形成し、前記第２スラスト軸受面及び他の第２スラスト軸受面とともに動圧形の第２スラストすべり軸受を形成し、前記ラジアル軸受面及び他のラジアル軸受面とともに動圧形のラジアルすべり軸受を形成する潤滑剤と、
前記回転体に固定され、電子が入射されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、
前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極と、
前記固定体、回転体、陽極ターゲット及び陰極を収容し、前記固定体を固定する真空外囲器と、を備え、
前記固定体は、内部に設けられ前記潤滑剤を収容する少なくとも１つのリザーバと、前記リザーバ及び凹部に開口したダクトと、をさらに有し、
前記第２スラストすべり軸受の内径の最小値は、前記第１スラストすべり軸受の内径の最小値より小さいことを特徴としている。

また、本発明の他の態様に係るＸ線管装置は、
上記回転陽極型Ｘ線管と、
前記回転体に与える磁界を発生して前記回転体及び陽極ターゲットを回転させるコイルと、
前記回転陽極型Ｘ線管及びコイルを収容した筐体と、を備えていることを特徴としている。

この発明によれば、固定体及び回転体間の隙間から外部への潤滑剤の噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置を示す断面図である。 図１に示した回転陽極型Ｘ線管の一部を拡大して示す断面図である。 図２の線III−IIIに沿った回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。 図２に示した第２スラストすべり軸受の内径の値が第１スラストすべり軸受の内径の最小値と等しい場合の上記回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。 図２に示した第２スラストすべり軸受の内径の値が第１スラストすべり軸受の内径の最小値より小さい場合の上記回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管を示す断面図である。 図６に示した回転陽極型Ｘ線管の一部を拡大して示す断面図である。 図７の線ＶIII−ＶIIIに沿った回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管の一部を示す断面図である。

以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。
図１に示すように、回転陽極型Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管１と、磁界を発生させるコイルとしてのステータコイル２と、回転陽極型Ｘ線管１及びステータコイル２を収容した筐体３と、筐体３内に充填された冷却液７とを備えている。

回転陽極型Ｘ線管１は、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０とを備えている。さらに、回転陽極型Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト１０と、回転体２０と、潤滑剤としての液体金属ＬＭとを備え、すべり軸受を使っている。

図１、図２及び図３に示すように、固定シャフト１０は、径大部１１、第１径小部１２及び第２径小部１３を具備している。径大部１１、第１径小部１２及び第２径小部１３は、同軸的に一体に形成されている。固定シャフト１０は、Ｆｅ（鉄）合金やＭｏ（モリブデン）合金等の金属で形成されている。

径大部１１は、円柱状に形成され、一端に第１スラスト軸受面Ｓ１１ａを有し他端に第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有している。
第１径小部１２は、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置している。第１径小部１２は、側面に形成されたラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び側面を円形枠状に窪めて形成された凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。

ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂは、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に互いに間隔を置いて位置している。凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂに比べて窪んでいる。凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に互いに間隔を置いて位置し、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂから外れている。

上記のように、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれ第１径小部１２の側面に全周に亘って形成され、互いに固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に並んでいる。

第２径小部１３は、径大部１１及び第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置している。

固定シャフト１０は、収容部１３ａをさらに有している。収容部１３ａは、後述する第２スラストすべり軸受Ｂ２近傍の第２径小部１３の側面を円形枠状に窪めて形成されている。収容部１３ａは、第２スラストすべり軸受Ｂ２から押し出された液体金属ＬＭを収容するものである。収容部１３ａは、液体金属ＬＭが第２スラストすべり軸受Ｂ２内に押し戻されるまでの間、液体金属ＬＭを収容する。

固定シャフト１０は、少なくとも１つのリザーバと、ダクトとをさらに有している。ここでは、固定シャフト１０は、１つのリザーバ１５と、複数のダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを有している。

リザーバ１５は、固定シャフト１０の内部に設けられ、液体金属ＬＭを収容するものである。リザーバ１５は、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に第１径小部１２を貫通した貫通孔と、径大部１１を上記中心軸に沿った方向に窪め上記貫通孔に連通した凹部とで形成されている。上記のように、リザーバ１５は、回転体２０の一端と対向した第１径小部１２の端面に開口している。

ダクト１６ａは、リザーバ１５及び凹部１２ａに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｂは、リザーバ１５及び凹部１２ｂに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｃは、リザーバ１５及び凹部１２ｃに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ固定シャフト１０の中心軸の周りに３つずつ等間隔に形成されている。ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に互いに間隔を置いて位置している。

回転体２０は、一端部が閉塞され他端部が円形枠状に窪められた筒状に形成され、固定シャフト１０と同軸的に設けられている。回転体２０は、回転体２０の中心軸に沿った方向に延出している。詳しくは、回転体２０は、一端部が閉塞された筒状の本体２１と、本体２１の他端部に取り外し可能にネジ留めされた蓋部２２とで形成されている。蓋部２２は、円環部２３と筒部２４とが一体となって形成されている。回転体２０は、Ｆｅ合金やＭｏ合金等の金属で形成されている。

本体２１の他端部及び円環部２３は、凹部２０ａを形成している。径大部１１が凹部２０ａの内部に嵌合された状態で、固定シャフト１０は回転体２０の内部に嵌合されている。回転体２０は、固定シャフト１０を中心に回転可能である。径大部１１及び凹部２０ａは、固定シャフト１０及び回転体２０の上記中心軸に沿った方向への相対的なズレを規制するものである。

回転体２０は、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａに隙間を置いて対向した第１スラスト軸受面Ｓ２１ａと、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂに隙間を置いて対向した第２スラスト軸受面Ｓ２３と、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂに隙間を置いて対向したラジアル軸受面Ｓ２１ｂとを有している。第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ、第２スラスト軸受面Ｓ２３及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂは、回転体２０の中心軸に沿った方向に並んでいる。
また、回転体２０は、筒部２５を有している。筒部２５は、本体２１の側面と接合され、本体２１に固定されている。筒部２５は、例えばＣｕ（銅）で形成されている。

固定シャフト１０及び回転体２０は、全対向領域で、互いに隙間を置いて設けられている。第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ間の隙間、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３間の隙間、並びにラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間は、２０μｍ程度である。径大部１１及び第１径小部１２は回転体２０で覆われている。第２径小部１３は回転体２０の外側に突出している。固定シャフト１０は回転体２０を回転可能に支持している。

液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間に充填されている。詳しくは、液体金属ＬＭは、径大部１１及び第１径小部１２と、回転体２０との間の隙間に充填されている。液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間だけでなく、リザーバ１５内にも適量充填されている。この実施の形態において、液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０の中心軸が鉛直方向に直交する姿勢で、リザーバ１５内に平坦な液面を形成している。すなわち、リザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されてはおらず、リザーバ１５内には一部液体金属ＬＭが充填されていない空間が設けられている。液体金属ＬＭは、ＧａＩｎ（ガリウム・インジウム）合金又はＧａＩｎＳｎ（ガリウム・インジウム・錫）合金等の材料を利用することができる。液体金属ＬＭは、ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して固定シャフト１０の内部及び外部に出入り可能である。

液体金属ＬＭは、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａとともに動圧形の第１スラストすべり軸受Ｂ１を形成している。液体金属ＬＭは、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３とともに動圧形の第２スラストすべり軸受Ｂ２を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第１ラジアルすべり軸受Ｂ３を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。
第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。

陽極ターゲット５０は、円盤状に形成され、固定シャフト１０及び回転体２０と同軸的に設けられている。陽極ターゲット５０は、継手４０を介して回転体２０の一端部に固定されている。陽極ターゲット５０は、陽極本体５１と、陽極本体５１の外面の一部に設けられたターゲット層５２とを有している。陽極ターゲット５０は、回転体２０とともに回転可能である。陽極ターゲット５０は、ターゲット層５２に電子が入射されることによりＸ線を放出するものである。

陰極６０は、陽極ターゲット５０のターゲット層５２に間隔を置いて対向配置されている。陰極６０は、真空外囲器７０の内壁に取付けられている。陰極６０は、ターゲット層５２に照射する電子を放出する電子放出源としてのフィラメント６１を有している。

真空外囲器７０は、円筒状に形成されている。真空外囲器７０はガラス及び金属で形成されている。真空外囲器７０において、陽極ターゲット５０と対向した個所の径は、回転体２０と対向した個所の径より大きい。真空外囲器７０は開口部７１を有している。真空外囲器７０は、密閉され、固定シャフト１０、回転体２０、陽極ターゲット５０及び陰極６０等を収容している。真空外囲器７０の内部は真空状態に維持されている。

真空外囲器７０の密閉状態を維持するよう、開口部７１は、固定シャフト１０の他端部に密着している。この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、片端支持軸受構造を採用している。真空外囲器７０は、固定シャフト１０の第２径小部１３を固定し、第１径小部１２を支持していない。すなわち、第２径小部１３は、軸受の片持ち支持部として機能している。

ステータコイル２は、回転体２０の側面、より詳しくは筒部２５の側面に対向して真空外囲器７０の外側を囲むように設けられている。ステータコイル２の形状は環状である。
筐体３は、陰極６０と対向したターゲット層５２付近にＸ線を透過させるＸ線透過窓３ａを有している。筐体３の内部には、回転陽極型Ｘ線管１及びステータコイル２が収容されている他、冷却液７が充填されている。
上記のように回転陽極型Ｘ線管１を備えたＸ線管装置が形成されている。

上記Ｘ線管装置の動作状態において、ステータコイル２は回転体２０（特に筒部２５）に与える磁界を発生するため、回転体２０は回転する。これにより、陽極ターゲット５０は回転する。ここで、上記Ｘ線管装置の動作状態において、撮影時の陽極ターゲット５０（回転体２０）の回転数は１８０ｒｐｓであるが、待機時の陽極ターゲット５０の回転数は１５０ｒｐｓである。陽極ターゲット５０が回転する時間的には１５０ｒｐｓの回転数で回転している時間の方が長い。また、陰極６０に相対的に負の電圧が印加され、陽極ターゲット５０に相対的に正の電圧が印加される。

これにより、陰極６０及び陽極ターゲット５０間に電位差が生じる。このため、フィラメント６１は、電子を放出すると、この電子は、加速され、ターゲット層５２に衝突される。これにより、ターゲット層５２は、電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線は真空外囲器７０及びＸ線透過窓３ａを透過し、筐体３の外部に放出される。

次に、上記回転陽極型Ｘ線管１により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる原理について説明する。
第１径小部１２の端面は、軸受面ではないが、この端面と回転体との隙間に充満した液体金属ＬＭにも遠心力が働くため、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動する。しかし移動した液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。

また、回転陽極型Ｘ線管１の姿勢にもよるが、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間が空になると、この空の隙間にリザーバ１５から液体金属ＬＭが供給される。いずれにしても、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力による圧力が、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２が形成されている径大部１１及び凹部２０ａ間の隙間に充満した液体金属ＬＭに影響を及ぼすことはない。

言い換えると、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。

従って、遠心力の影響によって固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に液体金属ＬＭが噴出するか（漏れ出すか）どうかは、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２の構造にのみ依存して決まる。

図４に示すように、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生しない場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１と等しくなる。

図５に示すように、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生してＬＭを軸受外部に押し出そうとした場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１より小さくなる。

第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力と、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力とに差が生じるため、遠心力差により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に噴出しようとする液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間内に押し戻される。

上記遠心力差は、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径が最小値Ｄ２となる場合に最も大きい。この場合の遠心力差に基づく圧力をＰ１とする。言い換えると、圧力Ｐ１は、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ２の位置に存在する液体金属ＬＭに働く遠心力と、第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１の位置に存在する液体金属ＬＭに働く遠心力との差に基づいている。また、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生した場合のガスの圧力をＰ２とする。すると、Ｐ２＜Ｐ１であれば、ガスが発生しても、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。

ここで、本願発明者等は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１が３０．００ｍｍの場合に、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止できる第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２の寸法を変化させて実験を試みた結果、Ｄ２≦２９．６ｍｍであれば実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があることが分かった。

また、上記圧力Ｐ１は、次の式で表される。
Ｐ１＝１／３・ρ・Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)・ω^２／４ …（１）
ここで、ρ＝６７００ｋｇ／ｍ^３、Ｄ１＝３０ｍｍ、Ｄ２＝２９．６ｍｍ、ω＝２π・ν＝２π・１５０とする。これらを上記式（１）に代入すると、上記圧力Ｐ１は、次の値となる。
Ｐ１＝０．３３×６７００×２９．６×０．４×(２π・１５０)^２／４／１００００００＝５８７１Ｐａ
また、Ｄ１＝３０ｍｍ、Ｄ２＝２９．６ｍｍの場合、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)は次の値となる。
Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)＝１１．８ｍｍ^２
この結果、圧力Ｐ１が６５４７Ｐａ（約０．０６５気圧）以上であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。言い方を換えると、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)≧１１．８であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。なお、液体金属ＬＭの噴出防止効果を一層得るため、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)＞１２であった方が好ましい。

上記のように構成された第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置によれば、回転陽極型Ｘ線管１は、固定シャフト１０と、回転体２０と、液体金属ＬＭと、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０と、を備えている。

固定シャフト１０は、円柱状に形成され、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有した径大部１１と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置し、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有した第１径小部１２と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置し、径大部１１及び第１径小部１２とともに同軸的に一体に形成された第２径小部１３と、を具備している。

回転体２０は、固定シャフト１０と同軸的に延出して筒状に形成され、固定シャフト１０が内部に嵌合され、第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ、第２スラスト軸受面Ｓ２３及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂを有し、固定シャフト１０を中心に回転可能である。

固定シャフト１０、回転体２０及び液体金属ＬＭは、第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２、第１ラジアルすべり軸受Ｂ３及び第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。固定シャフト１０はリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃをさらに有している。

第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大で圧力Ｐ１を加えることができるため、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生して液体金属ＬＭにガスの圧力Ｐ２が加わっても、Ｐ２＜Ｐ１であれば、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。

仮に、圧力Ｐ２が圧力Ｐ１を超え（Ｐ１＜Ｐ２）、第２スラストすべり軸受Ｂ２から液体金属ＬＭが押し出されても、収容部１３ａは、押し出された液体金属ＬＭを収容することができる。このため、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減することができる。外部へ押し出された液体金属ＬＭとともに排出されたガスは収容部１３ａを通って真空管内へと放出され、圧力Ｐ２が低下する。そして、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の関係が、Ｐ２＜Ｐ１となれば、収容部１３ａに一時的に収容された液体金属ＬＭを、遠心力の作用により第２スラストすべり軸受Ｂ２へと押し戻すことができる。

第１径小部１２の端面と回転体２０との隙間に充満した液体金属ＬＭに遠心力が働くと、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動するが、液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。リザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されていないため、上記のようにリザーバ１５は液体金属ＬＭを収容することができる。

このため、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。上記したことから、上記回転陽極型Ｘ線管１は、真空外囲器７０内への液体金属ＬＭの噴出を低減できるため、製品寿命の長期化を図ることができ、製品信頼性の向上を図ることができる。

上記したことから、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができる。

次に、この発明の第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図６に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０とを備えている。さらに、回転陽極型Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト１０と、回転体２０と、潤滑剤としての液体金属ＬＭとを備え、すべり軸受を使っている。

図６、図７及び図８に示すように、固定シャフト１０は、径大部１１、第１径小部１２及び第２径小部１３の他、第３径小部１４をさらに具備している。径大部１１、第１径小部１２、第２径小部１３及び第３径小部１４は、同軸的に一体に形成されている。

径大部１１は、円柱状に形成され、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有している。
第１径小部１２は、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置している。第１径小部１２は、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。

第２径小部１３は、径大部１１及び第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置している。
第３径小部１４は、第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、第１径小部１２の一端側に位置している。詳しくは、第３径小部１４の外径は、凹部１２ａの外径より小さい。この実施の形態において、固定シャフト１０は、上述した第１の実施の形態で示した収容部１３ａを有していないが、収容部１３ａを有していてもよい。

固定シャフト１０は、少なくとも１つのリザーバと、ダクトとをさらに有している。ここでは、固定シャフト１０は、３つのリザーバ１５と、複数のダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを有している。

リザーバ１５は、固定シャフト１０の内部に設けられ、液体金属ＬＭを収容するものである。リザーバ１５は、固定シャフト１０の中心軸に沿った方向に第１径小部１２を貫通した貫通孔と、上記中心軸に沿った方向に第３径小部１４を貫通した貫通孔とが連通して形成されている。リザーバ１５は、固定シャフト１０の中心軸の周りに等間隔に形成されている。第３径小部１４の一端面に開口したリザーバ１５の開口部は、封止材１７で封止されている。

ダクト１６ａは、リザーバ１５及び凹部１２ａに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｂは、リザーバ１５及び凹部１２ｂに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ｃは、リザーバ１５及び凹部１２ｃに開口した貫通孔を形成している。ダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ固定シャフト１０の中心軸の周りに３つずつ等間隔に形成されている。

固定シャフト１０は、リザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃから外れて内部を中心軸に沿って貫通し、両端部に開口して形成された貫通孔１０ａをさらに有している。ここで、貫通孔１０ａが形成された円柱状の固定シャフト１０を、筒状の固定シャフト１０と言い換えることができる。貫通孔１０ａは、冷却液７の流路として利用できるため、回転陽極型Ｘ線管１の発熱部の冷却率を向上させることができる。

回転体２０は、両端部が円形枠状に窪められた筒状に形成され、固定シャフト１０と同軸的に設けられている。回転体２０は、回転体２０の中心軸に沿った方向に延出している。詳しくは、回転体２０は、筒状の本体２１と、本体２１の他端部に取り外し可能にネジ留めされた蓋部２２とで形成されている。蓋部２２は、円環部２３と筒部２４とが一体となって形成されている。

本体２１の他端部及び円環部２３は、凹部２０ａを形成している。径大部１１が凹部２０ａの内部に嵌合された状態で、固定シャフト１０は回転体２０の内部に嵌合されている。回転体２０は、固定シャフト１０を中心に回転可能である。回転体２０は、第１スラスト軸受面Ｓ２１ａと、第２スラスト軸受面Ｓ２３と、ラジアル軸受面Ｓ２１ｂとを有している。

固定シャフト１０及び回転体２０は、全対向領域で、互いに隙間を置いて設けられている。第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ間の隙間、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３間の隙間、並びにラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間は、２０μｍ程度である。径大部１１及び第１径小部１２は回転体２０で覆われている。

第２径小部１３及び第３径小部１４は、回転体２０の外側に突出している。固定シャフト１０は回転体２０を回転可能に支持している。

液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間に充填されている。詳しくは、液体金属ＬＭは、径大部１１及び第１径小部１２と、回転体２０との間の隙間に充填されている。液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間だけでなく、リザーバ１５内にも適量充填されている。この実施の形態において、液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０の中心軸が鉛直方向に直交する姿勢で、少なくとも１つのリザーバ１５内に平坦な液面を形成している。すなわち、少なくとも１つのリザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されてはおらず、少なくとも１つのリザーバ１５内には一部液体金属ＬＭが充填されていない空間が設けられている。

液体金属ＬＭは、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面Ｓ２１ａとともに動圧形の第１スラストすべり軸受Ｂ１を形成している。液体金属ＬＭは、第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂ及び第２スラスト軸受面Ｓ２３とともに動圧形の第２スラストすべり軸受Ｂ２を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第１ラジアルすべり軸受Ｂ３を形成している。液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂとともに動圧形の第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。

第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。

陽極ターゲット５０は、円環状に形成され、固定シャフト１０及び回転体２０と同軸的に設けられている。陽極ターゲット５０は、フランジ８０を介して回転体２０の一端部に固定されている。なお、フランジ８０は、陽極本体５１と同一材料で一体に形成されている。陽極ターゲット５０は、回転体２０とともに回転可能である。陽極ターゲット５０は、ターゲット層５２に電子が入射されることによりＸ線を放出するものである。

陰極６０は、陽極ターゲット５０のターゲット層５２に間隔を置いて対向配置されている。陰極６０は、真空外囲器７０の内壁に取付けられている。陰極６０は、フィラメント６１を有している。

真空外囲器７０は、円筒状に形成されている。真空外囲器７０はガラス及び金属で形成されている。真空外囲器７０は開口部７１、７２を有している。真空外囲器７０は、密閉され、固定シャフト１０、回転体２０、陽極ターゲット５０及び陰極６０等を収容している。真空外囲器７０の内部は真空状態に維持されている。

真空外囲器７０の密閉状態を維持するよう、開口部７１は、固定シャフト１０の他端部に密着し、開口部７２は、固定シャフト１０の一端部に密着している。この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、両端支持軸受構造を採用している。真空外囲器７０は、固定シャフト１０の第２径小部１３及び第３径小部１４を固定している。すなわち、第２径小部１３及び第３径小部１４は、軸受の両持ち支持部として機能している。

次に、上記回転陽極型Ｘ線管１により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる原理について説明する。
第１径小部１２の端面は、軸受面ではないが、この端面と回転体２０との隙間に充満した液体金属ＬＭにも遠心力が働くため、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動する。しかし移動した液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。

また、回転陽極型Ｘ線管１の姿勢にもよるが、回転体２０の回転時、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間は空になる。このため、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力による圧力が、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２が形成されている径大部１１及び凹部２０ａ間の隙間に充満した液体金属ＬＭに影響を及ぼすことはない。

言い換えると、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。

従って、遠心力の影響によって固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に液体金属ＬＭが噴出するか（漏れ出すか）どうかは、第１スラストすべり軸受Ｂ１及び第２スラストすべり軸受Ｂ２の構造にのみ依存して決まる。
ここで、上記Ｘ線管装置の動作状態において、撮影時の陽極ターゲット５０（回転体２０）の回転数は１８０ｒｐｓであるが、待機時の陽極ターゲット５０の回転数は１５０ｒｐｓである。陽極ターゲット５０が回転する時間的には１５０ｒｐｓの回転数で回転している時間の方が長い。

この実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同様、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生しない場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１と等しくなり、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生してＬＭを軸受外部に押し出そうとした場合、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径の値は第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭの内径の最小値Ｄ１より小さくなる（図４及び図５参照）。

第１スラストすべり軸受Ｂ１の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力と、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大に働く遠心力とに差が生じるため、遠心力差により、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部に噴出しようとする液体金属ＬＭは、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間内に押し戻される。

上記遠心力差は、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭの内径が最小値Ｄ２となる場合に最も大きい。この実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同様、ρ＝６７００ｋｇ／ｍ^３、Ｄ１＝３０ｍｍ、Ｄ２＝２９．６ｍｍ、ω＝２π・ν＝２π・１５０とすると、圧力Ｐ１が５８７１Ｐａ（約０．０５８気圧）以上であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。言い方を換えると、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)≧１１．８であれば、実用上の液体金属ＬＭの噴出防止効果があるものと推測される。なお、液体金属ＬＭの噴出防止効果を一層得るため、Ｄ２・(Ｄ１−Ｄ２)＞１２であった方が好ましい。

上記のように構成された第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置によれば、回転陽極型Ｘ線管１は、固定シャフト１０と、回転体２０と、液体金属ＬＭと、陽極ターゲット５０と、陰極６０と、真空外囲器７０と、を備えている。

固定シャフト１０は、円柱状に形成され、第１スラスト軸受面Ｓ１１ａ及び第２スラスト軸受面Ｓ１１ｂを有した径大部１１と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の一端側に位置し、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及び凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有した第１径小部１２と、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、径大部１１の他端側に位置し、径大部１１及び第１径小部１２とともに同軸的に一体に形成された第２径小部１３と、を具備している。固定シャフト１０は、第１径小部１２より外径の小さい円柱状に形成され、第１径小部１２の一端側に位置し、第１径小部１２と同軸的に一体に形成された第３径小部１４をさらに具備している。

回転体２０は、固定シャフト１０と同軸的に延出して筒状に形成され、固定シャフト１０が内部に嵌合され、第１スラスト軸受面Ｓ２１ａ、第２スラスト軸受面Ｓ２３及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂを有し、固定シャフト１０を中心に回転可能である。

固定シャフト１０、回転体２０及び液体金属ＬＭは、第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２、第１ラジアルすべり軸受Ｂ３及び第２ラジアルすべり軸受Ｂ４を形成している。固定シャフト１０はリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃをさらに有している。

第２スラストすべり軸受Ｂ２の内径の最小値Ｄ２は、第１スラストすべり軸受Ｂ１の内径の最小値Ｄ１より小さい。第１スラストすべり軸受Ｂ１、第２スラストすべり軸受Ｂ２の液体金属ＬＭに最大で圧力Ｐ１を加えることができるため、固定シャフト１０及び回転体２０間にガスが発生して液体金属ＬＭにガスの圧力Ｐ２が加わっても、Ｐ２＜Ｐ１であれば、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。

第１径小部１２の端面と回転体２０との隙間に充満した液体金属ＬＭに遠心力が働くと、液体金属ＬＭは、ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、Ｓ１２ｂ及びラジアル軸受面Ｓ２１ｂ間の隙間へと移動するが、液体金属ＬＭはダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経由してリザーバ１５内に収容される。少なくとも１つのリザーバ１５内は液体金属ＬＭで１００％充填されていないため、上記のようにリザーバ１５は液体金属ＬＭを収容することができる。

このため、固定シャフト１０に設けられたリザーバ１５及びダクト１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより、第１径小部１２の端面及び回転体２０間の隙間に充満した液体金属ＬＭに働く遠心力に起因した、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部（真空外囲器７０内）への液体金属ＬＭの噴出を防止することができる。上記したことから、上記回転陽極型Ｘ線管１は、真空外囲器７０内への液体金属ＬＭの噴出を低減できるため、製品寿命の長期化を図ることができ、製品信頼性の向上を図ることができる。
上記したことから、固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができる。

次に、この発明の第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図９に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、支持部材１００をさらに備えている。支持部材１００は、第２径小部１３より外径の大きい円筒状に形成され、一端が閉塞されている。支持部材１００は、支持部材１００内部の底面と、支持部材１００の外面とに開口するよう貫通したガス抜き孔１００ａを有している。支持部材１００は、第２径小部１３の端部に締り嵌めにより取付けられている。

この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、片端支持軸受構造を採用している。図示しないが、真空外囲器７０は、支持部材１００を介して第２径小部１３を固定し、第１径小部１２を支持していない。すなわち、支持部材１００は、軸受の片持ち支持部として機能している。

上記のように構成された第３の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置は、上述した第１の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置と同様の効果を得ることができる。固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができることは言うまでもない。

回転体２０の内部に固定シャフト１０を嵌合する際、本体２１内に固定シャフト１０を差し込んだ後、蓋部２２を本体２１にネジ留めするため、第２径小部１３自体の外径を大きくすることはできない。

そこで、回転陽極型Ｘ線管１は支持部材１００を備え、軸受の支持部の外径を大きくしている。支持部材１００は第２径小部１３に強固に取付けられる。このため、第２径小部１３を固定する強度を向上することができる。支持部材１００を用いる場合は、回転陽極型Ｘ線管１が小型の場合、すなわち、第２径小部１３の外径が小さい場合に好適である。

次に、この発明の第４の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管及び回転陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した第２の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１０に示すように、回転陽極型Ｘ線管１は、支持部材１１０をさらに備えている。支持部材１１０は、第２径小部１３より外径の大きい円筒状に形成されている。支持部材１１０は、第２径小部１３の端部に締り嵌めにより取付けられている。

支持部材１１０の端面には、この端面を円形枠状に窪めた溝１１０ａが形成されている。同様に、第２径小部１３の端面には、この端面を円形枠状に窪めた溝１３ｂが形成されている。溝１１０ａ及び溝１３ｂで挟まれた領域の支持部材１１０及び第２径小部１３は溶接されている。

この実施の形態において、回転陽極型Ｘ線管１は、両端支持軸受構造を採用している。図示しないが、真空外囲器７０は、支持部材１１０を介して第２径小部１３を固定し、さらに第１径小部１２を固定している。すなわち、支持部材１１０は、軸受の支持部として機能している。

上記のように構成された第４の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置は、上述した第２の実施の形態に係る回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置と同様の効果を得ることができる。固定シャフト１０及び回転体２０間の隙間から外部への液体金属ＬＭの噴出を低減できる回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置を得ることができることは言うまでもない。

回転体２０の内部に固定シャフト１０を嵌合する際、本体２１内に固定シャフト１０を差し込んだ後、蓋部２２を本体２１にネジ留めするため、第２径小部１３自体の外径を大きくすることはできない。

そこで、回転陽極型Ｘ線管１は支持部材１１０を備え、軸受の支持部の外径を大きくしている。支持部材１１０は第２径小部１３に強固に取付けられる。このため、第２径小部１３を固定する強度を向上することができる。支持部材１１０を用いる場合は、回転陽極型Ｘ線管１が小型の場合、すなわち、第２径小部１３の外径が小さい場合に好適である。

また、この実施の形態において、第２径小部１３にのみ支持部材１１０を締り嵌めにより取付けたが、これに限らず、第３径小部１４にも支持部材１１０を締り嵌めにより取付けてもよい。これにより、固定シャフト１０を固定する強度を向上することができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明は、上記回転陽極型Ｘ線管１及びＸ線管装置に限らず、各種の回転陽極型Ｘ線管及びＸ線管装置に適用することができる。

１…回転陽極型Ｘ線管、２…ステータコイル、３…筐体、７…冷却液、１０…固定シャフト、１１…径大部、１２…第１径小部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…凹部、１３…第２径小部、１３ａ…収容部、１４…第３径小部、１５…リザーバ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ダクト、２０…回転体、２０ａ…凹部、２１…本体、２２…蓋部、５０…陽極ターゲット、５１…陽極本体、５２…ターゲット層、６０…陰極、６１…フィラメント、７０…真空外囲器、１００，１１０…支持部材、ＬＭ…液体金属、Ｓ１１ａ…第１スラスト軸受面、Ｓ１１ｂ…第２スラスト軸受面、Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂ…ラジアル軸受面、Ｓ２１ａ…第１スラスト軸受面、Ｓ２３…第２スラスト軸受面、Ｓ２１ｂ…ラジアル軸受面、Ｂ１…第１スラストすべり軸受、Ｂ２…第２スラストすべり軸受、Ｂ３…第１ラジアルすべり軸受、Ｂ４…第２ラジアルすべり軸受、Ｄ１，Ｄ２…内径の最小値。

Claims (11)

1. 円柱状に形成され、一端に第１スラスト軸受面を有し他端に第２スラスト軸受面を有した径大部、前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の一端側に位置し、側面に形成されたラジアル軸受面及び前記ラジアル軸受面から外れた上記側面に位置し前記ラジアル軸受面に比べて窪んで形成された凹部を有した第１径小部、並びに前記径大部より外径の小さい円柱状に形成され、前記径大部の他端側に位置し、前記径大部及び第１径小部とともに同軸的に一体に形成された第２径小部を具備した固定体と、
   前記固定体と同軸的に延出して筒状に形成され、前記固定体が内部に嵌合され、前記第１スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第１スラスト軸受面、前記第２スラスト軸受面に隙間を置いて対向した他の第２スラスト軸受面及び前記ラジアル軸受面に隙間を置いて対向した他のラジアル軸受面を有し、前記固定体を中心に回転可能な回転体と、
   前記固定体及び回転体間の隙間に充填され、前記第１スラスト軸受面及び他の第１スラスト軸受面とともに動圧形の第１スラストすべり軸受を形成し、前記第２スラスト軸受面及び他の第２スラスト軸受面とともに動圧形の第２スラストすべり軸受を形成し、前記ラジアル軸受面及び他のラジアル軸受面とともに動圧形のラジアルすべり軸受を形成する潤滑剤と、
   前記回転体に固定され、電子が入射されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、
   前記陽極ターゲットに照射する電子を放出する陰極と、
   前記固定体、回転体、陽極ターゲット及び陰極を収容し、前記固定体を固定する真空外囲器と、を備え、
   前記固定体は、内部に設けられ前記潤滑剤を収容する少なくとも１つのリザーバと、前記リザーバ及び凹部に開口したダクトと、をさらに有し、
   前記第２スラストすべり軸受の内径の最小値は、前記第１スラストすべり軸受の内径の最小値より小さいことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
2. 前記第１スラストすべり軸受の内径の最小値をＤ１、前記第２スラストすべり軸受の内径の最小値をＤ２とすると、
   Ｄ２・（Ｄ１−Ｄ２）＞１１．８ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
3. 前記固定体及び回転体の中心軸が鉛直方向に直交する姿勢で、前記潤滑剤は、前記少なくとも１つのリザーバ内に平坦な液面を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転陽極型Ｘ線管。
4. 前記固定体は、前記第２スラストすべり軸受近傍の前記第２径小部の側面を窪めて形成され前記第２スラストすべり軸受から押し出された前記潤滑剤を収容する収容部をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管。
5. 前記回転体は、一端が閉塞して形成され、
   前記第１径小部は、前記回転体で覆われ、
   前記第２径小部は、前記回転体の外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
6. 前記リザーバは、前記回転体の一端と対向した前記第１径小部の端面に開口していることを特徴とする請求項５に記載の回転陽極型Ｘ線管。
7. 前記固定体は、前記第１径小部より外径の小さい円柱状に形成され、前記第１径小部の一端側に位置し、前記第１径小部と同軸的に一体に形成された第３径小部をさらに具備し、
   前記第１径小部は、前記回転体で覆われ、
   前記第２径小部及び第３径小部は、それぞれ前記回転体の外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
8. 前記固定体は、前記リザーバ及びダクトから外れて内部を中心軸に沿って貫通し、両端部に開口して形成された貫通孔をさらに有していることを特徴とする請求項７に記載の回転陽極型Ｘ線管。
9. 前記第２径小部の端部に締り嵌めにより取付けられ、前記第２径小部より外径の大きい円筒状に形成されている支持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項５又は７に記載の回転陽極型Ｘ線管。
10. 前記ラジアル軸受面及び凹部は、それぞれ前記第１径小部の側面に全周に亘って形成され、互いに前記固定体の中心軸に沿った方向に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管と、
    前記回転体に与える磁界を発生して前記回転体及び陽極ターゲットを回転させるコイルと、
    前記回転陽極型Ｘ線管及びコイルを収容した筐体と、を備えていることを特徴とするＸ線管装置。

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