CN1276691C - 旋转阳极类型的x射线管以及计算机x线断层摄影术装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括真空封套1的旋转阳极类型X射线管。旋转结构17布置在真空封套1内，该旋转结构17包括旋转阳极2、支承该旋转阳极2的柱形部分4、以及用于使该旋转阳极2和柱形部分4旋转的马达转子部分7。旋转结构17由静止轴5可旋转地支承，径向轴承Ra、Rb布置在柱形部分4和静止轴5之间。第一部分5A形成于径向轴承Ra和静止轴5的一端之间，第二部分5B形成于径向轴承Rb和静止轴5的另一端之间。该第一和第二部分连接和固定在真空封套1上。旋转阳极2和旋转结构17的重心C.G.布置在径向轴承Ra和Rb之间的区域中，且第一部分5A比第二部分5B更可能发生变形。

Description

旋转阳极类型的X射线管以及 计算机X线断层摄影术装置

相关申请的交叉引用

本申请基于在先日本专利申请No.2003-307392，并要求该申请的优先权，该日本专利申请No.2003-307392的申请日为2003年8月29日，该文献的整个内容被本文参引。

技术领域

本发明涉及一种旋转阳极类型的X射线管以及一种计算机X线断层摄影术装置，特别是涉及一种旋转阳极类型的X射线管，其中，旋转轴由动态滑动轴承支承。

背景技术

普通的旋转阳极类型X射线管在日本专利No.3139873和美国专利No.5838763中公开，因此已经公知。在日本专利No.3193873公开的旋转阳极类型X射线管中，由阴极产生的电子束撞击作为目标而旋转的旋转阳极，从而能够从旋转阳极上发出X射线。旋转阳极固定在柱形旋转结构上，且旋转结构的旋转轴由布置在该旋转轴和静止轴之间的动态滑动轴承而可旋转地支承。静止轴由布置于真空封套内的支承固定部分来固定和支承，以便在该真空封套内延伸。上面装有较重旋转阳极的柱形旋转结构装配在静止轴的顶端，而动态滑动轴承布置在它们之间。

上述悬臂梁结构的旋转阳极类型X射线管固定在CT装置的构架上。该构架绕要诊治的物体旋转，这样，X射线管环绕该物体运动。根据旋转阳极类型X射线管的旋转运动，离心力施加在该旋转阳极类型X射线管上。因此，特别大的离心力施加在包含重金属合金(该重金属合金作为主要部分)的较重旋转阳极类型X射线管上。施加在旋转阳极上的离心力传递给旋转结构，该旋转结构使支承固定部分产生较大的弯曲动量。因此，支承固定部分和静止轴绕支承固定部分弯曲，从而使旋转阳极产生位移。这样，在旋转阳极和阴极之间产生相对微小的运动，从而使得电子束散焦并入射到旋转阳极上。或者，电子束的焦点可移动。因此，旋转阳极类型的X射线管不能非常精确地发射X射线。还应当知道，将使得转子的旋转不稳定，从而明显缩短旋转阳极类型X射线管的使用寿命。

在具有悬臂梁结构的普通旋转阳极类型X射线管中，静止轴、支承固定部分以及真空封套的刚性都增加，以便防止旋转阳极类型X射线管的这些部件由于离心力而变形。不过，当这些部件的刚性增加时，这些部件的尺寸和重量都增加，从而引起整个装置庞大的问题。

在美国专利No.5838763所述的旋转阳极类型X射线管中，静止轴的两侧都由安装在真空封套中的一对支承固定部分来支承和固定。静止轴装入柱形旋转结构中，较重的旋转阳极安装在该柱形旋转结构上，旋转轴由布置在旋转轴和静止轴之间的动态滑动轴承可旋转地支承。

在上述美国专利所述的、这种具有两侧支承梁结构的旋转阳极类型X射线管中，静止轴通过安装在静止轴两边缘处的支承固定部分而与真空封套连接。在该结构中，在转子环绕物体旋转的过程中产生的离心力分散到该对支承固定部分，从而减小该对支承固定部分和静止轴的变形。因此防止电子束的散焦。还有，该特殊结构会增加固有频率，从而与日本专利No.3139873中所述的结构(其中，转子在静止轴的自由边缘侧旋转和被支承)相比，即使当单位时间转数增加时，也可以稳定旋转。因此，根据美国专利No.5838763中所述的双侧支承梁结构，可以增加旋转阳极的单位时间转数，从而具有能降低阳极焦平面上的温度的优点。

在两侧支承的梁结构中，在静止轴和柱形旋转结构之间的合适平行度将由作用在较重旋转阳极上的离心力F而破坏，因此，柱形旋转结构将不能平滑旋转。还有，因为静止轴由一对支承固定部分支承，因此，当离心力施加在旋转结构上时，静止轴以描述为具有在两个支承固定部分之间的单个峰值的位移曲线的方式进行变形。因此，根据位移曲线的峰值位置，静止轴和柱形旋转结构之间的平行度在要形成径向轴承和推力轴承的轴承区域中较差。因此，在静止轴和柱形旋转结构之间产生局部接触，从而产生例如咬合。从而降低轴承的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有很高可靠性的旋转阳极类型X射线管，它能够平滑可靠地旋转。

根据本发明的一个方面，提供了一种旋转阳极类型X射线管，包括：

真空封套；

阴极，该阴极布置在真空封套内，该阴极发射电子束；

旋转阳极，该旋转阳极布置在真空封套内，电子束发射到该旋转阳极上，以便发出X射线；

旋转结构，该旋转结构支承旋转阳极，该旋转结构包括：柱形部分，该柱形部分有一端和另一端；以及转子部分，该转子部分产生旋转力，以便使柱形部分与旋转阳极一起旋转，该旋转结构布置在真空封套内，且各旋转阳极和旋转结构的重心设置于其中；

静止轴，该静止轴可旋转地支承旋转结构，该静止轴有一端和另一端，装入柱形部分中，并有在柱形部分的一端和静止轴的一端之间的第一部分、在柱形部分的另一端和静止轴的另一端之间的第二部分、以及在该第一和第二部分之间的第三部分，该第一和第二部分有彼此不同的第一和第二刚性，该第二刚性大于第一刚性，且重心位于第三部分中；

动压类型径向轴承，该径向轴承布置在柱形部分和静止轴的第三部分之间；以及

第一和第二支承部分，该第一和第二支承部分布置在真空封套内，并设置成将静止轴的第一部分和第二部分支承在真空封套上。

根据本发明的另一方面，提供了一种旋转阳极类型X射线管，包括：

真空封套；

阴极，该阴极布置在真空封套内，该阴极发射电子束；

旋转阳极，该旋转阳极布置在真空封套内，电子束发射到该旋转阳极上，以便发出X射线；

旋转结构，该旋转结构支承旋转阳极，该旋转结构包括：柱形部分，该柱形部分有一端和另一端；以及转子部分，该转子部分产生旋转力，以便使柱形部分与旋转阳极一起旋转，该旋转结构布置在真空封套内；

静止轴，该静止轴可旋转地支承旋转结构，该静止轴有一端和另一端，插入柱形部分中，并有在柱形部分的一端和静止轴的一端之间的第一部分、在柱形部分的另一端和静止轴的另一端之间的第二部分、以及在该第一和第二部分之间的第三部分；

动压类型径向轴承，该径向轴承布置在柱形部分和静止轴的第三部分之间；以及

第一和第二支承部分，该第一和第二支承部分布置在真空封套内，并设置成将静止轴的第一部分和第二部分支承在真空封套上，该第一支承部分这样支承静止轴的第一部分，即允许第一部分在第一支承部分上倾斜。

附图的简要说明

图1是示意表示本发明第一实施例的旋转阳极类型X射线管的结构的剖视图；

图2是示意表示图1所示的静止轴的支承结构的剖视图以及由于施加给旋转结构的离心力而引起的静止轴变形曲线；

图3是示意表示图1所示的静止轴的支承结构的剖视图以及由于施加给旋转结构的离心力而引起的静止轴变形曲线；

图4是示意表示由于施加给在对比结构中的旋转结构的离心力而引起的静止轴变形曲线的曲线图；

图5是示意表示由于施加给在用于支承静止轴的支承结构中的旋转结构的离心力而引起的静止轴变形曲线的曲线图，这样，所支承的静止轴能够倾斜，如图1所示；

图6是示意表示由于施加给在静止和不可倾斜地支承静止轴的结构中的旋转结构的离心力而引起的静止轴变形曲线的曲线图，第一和第二部分的长度彼此不同，如图1所示；

图7是示意表示由于施加给在不可倾斜地支承静止轴的结构中的旋转结构的离心力而引起的静止轴变形曲线的曲线图，第一和第二部分的弯曲刚性彼此不同，如图1所示；

图8是示意表示包含在本发明第二实施例的旋转阳极类型X射线管中的静止轴以及该静止轴的支承结构的剖视图；

图9是示意表示包含在本发明第三实施例的旋转阳极类型X射线管中的静止轴以及该静止轴的支承结构的剖视图；

图10是示意表示包含在本发明第四实施例的旋转阳极类型X射线管中的静止轴以及该静止轴的支承结构的剖视图；

图11是示意表示包含在本发明第五实施例的旋转阳极类型X射线管中的静止轴以及该静止轴的一部分支承结构的剖视图；以及

图12是示意表示包含在本发明第六实施例的旋转阳极类型X射线管中的静止轴以及该静止轴的一部分支承结构的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图介绍本发明各个实施例的旋转阳极类型X射线管。

图1是示意表示本发明第一实施例的旋转阳极类型X射线管的结构的剖视图。

如图1所示，本发明的旋转阳极类型X射线管包括真空封套1和容纳于该真空封套1内的旋转阳极2。旋转阳极2旋转并用作目标。由阴极K发射的电子束撞击在旋转阳极2上，从而使得从旋转阳极2发射X射线。旋转阳极2固定在柱形连接部分3上，并通过柱形连接部分3和部件15而与柱形部分4连接，该部件15用于使柱形连接部分3安装在柱形部分4上。

旋转结构17由径向轴承(radial bearing)Ra和Rb以及推力轴承(thrust bearing)Sa和Sb可旋转地支承，该旋转结构17提供有固定在它上面的旋转阳极2，并包括马达的转子部分7、连接部分3、安装部件15和柱形部分4，该径向轴承Ra和Rb布置在柱形部分4的内表面和静止轴5的外表面之间，而该推力轴承Sa和Sb布置在用于密封柱形部件4的开口部分的密封部件6A、6B以及静止轴5的台阶形表面16A、16B之间。

静止轴5有：一端和另一端；第一部分5A，该第一部分5A形成于静止轴5的一端和径向轴承Ra之间；第二部分5B，该第二部分5B形成于静止轴5的另一端和径向轴承Rb之间；以及第三部分5C，该第三部分5C形成于第一和第二部分之间。因此，径向轴承Ra、Rb形成于第三部分5C的外表面和柱形部分4的内表面之间。

用于动压类型径向轴承Ra、Rb的槽(例如螺旋槽10A、10B)形成于静止轴5的第三部分5C的外周表面上。还有，用于动压类型推力轴承Sa、Sb的槽(例如未示出的螺旋槽)形成于密封部件6A的、对着形成于静止轴5上的台阶形表面16A的边缘表面上以及静止轴5的、对着密封部件6B的边缘表面的台阶形表面16B上。液体金属润滑剂供给各螺旋槽内、供给在柱形部分4的内表面和静止轴5的外表面之间的较小间隙内、以及供给在密封部件6A、6B和静止轴5的台阶形表面16A、16B之间的小间隙内，以便在柱形部分4或密封部件6A、6B和静止轴5之间形成沿径向方向延伸的动压类型滑动轴承(径向轴承)Ra、Rb以及沿推力方向延伸的动压类型滑动轴承(推力轴承Sa，Sb)。根据柱形部分4的旋转，在装入各动压类型的滑动轴承Ra、Rb、Sa和Sb中的液体金属润滑剂中产生动压，因此柱形部分4由滑动轴承Ra、Rb、Sa和Sb可旋转地支承。

如上所述，静止轴5有从第三部分5C向图1中左侧延伸的第一部分5A以及从第三部分5C向图1中右侧延伸的第二部分5B。这些部分5A和5B固定在真空封套1上，以便由该真空封套1支承。真空封套1包括用于支承和保持第一部分5A的支承部分11以及用于支承和保持第二部分5B的支承部分13。

电磁马达的柱形转子部分7安装在安装部分15上。转子部分7由具有较小电阻的导体例如铜形成。电磁体(未示出)安装在真空封套1内。通过由电磁体产生的磁场而在转子部分7中产生涡电流，且通过涡电流和由电磁体产生的磁场之间的相互作用而在转子部分7中产生旋转力，以便使旋转结构17旋转。

包括旋转阳极2和旋转结构17的旋转体在旋转轴M上的重心C.G.位于两个径向轴承Ra和Rb之间的区域中。当旋转结构17由单个径向轴承支承时，重心C.G.位于该径向轴承上的区域中。因为与旋转结构17相比，旋转阳极2非常重，因此重心C.G.位于旋转阳极2内，由点划线表示的、经过重心C.G.并垂直于旋转轴线M的重心线在旋转阳极2内延伸。

在旋转阳极类型X射线管的工作过程中，静止轴5的第一部分5A在负载状态下由形成于真空封套1的支承部分11中的支承和保持结构9来牢固支承。在支承和保持结构9和第一部分5A之间有间隙18，例如有具有弯曲面的内周表面的环形部分形成为支承部分11中的对着第一部分5A的支承和保持结构9。因此，第一部分5A设计成能够绕支承部分11的、作为支点的环形部分而倾斜。换句话说，环形部分和第一部分5A在充分小的接触区域内彼此相切接触，以便使第一部分5A能够由该支承和保持结构9支承。这样，即使在第一部分5A中产生变形时，该第一部分5A也以支承和保持结构9中的接触区域作为支点而倾斜。因此，第一部分5A的方向简单变化，从而使支承和保持结构9无故障地保持该第一部分5A。在图1中所示的结构中，静止轴5的第二部分5B通过静止部件14密封固定在真空封套1上。

在图1所示的旋转阳极类型X射线管中，第一部分5A由支承和保持结构9相切地支承，并能够以该支承和保持结构9作为支点而倾斜。或者，第二部分5B代替第一部分5A而由支承和保持结构相切地支承，以便能够绕作为支点的支承和保持结构而倾斜。第一部分5A和第二部分5B还可以都由支承和保持结构相切地支承，并能够绕作为支点的支承和保持结构而倾斜。

当第一部分5A由支承和保持结构9相切支承时，即使当静止轴5沿其轴向方向热膨胀，该静止轴5也能够沿其轴向滑动，以便吸收热膨胀。

在图1中所示的旋转阳极类型的X射线管中，第一部分5A的、在推力轴承Sa以及支承和保持结构9之间的轴向尺寸设置得大于第二部分5B的、在推力轴承Sb和支承部分13之间的轴向尺寸。还有，第一部分5A设计成这样，即第一部分5A的弯曲刚性小于第二部分5B的弯曲刚性。例如，当部分5A和5B形成为柱形时，如图1所示，通过使第一部分5A的直径小于第二部分5B的直径，可以使第一部分5A的弯曲刚性小于第二部分5B的弯曲刚性。顺便说明，当部分5A和5B形成为柱形时，如图1所示，并不必须使得柱形部分5A和5B为实心，可以在柱形部分5A、5B中形成空隙或冷却剂通路。

当上述结构的旋转阳极类型X射线管通过CT装置的构架(未示出)而旋转时，作用在包括旋转阳极和旋转结构17的旋转体的重心C.G.上的、沿径向方向的离心力施加在径向轴承Ra和Rb之间的区域上，因此，旋转结构17和静止轴5基本平行地进行相对位移。换句话说，旋转结构17和静止轴5平行移动，同时在旋转结构17和静止轴5之间保持合适的平行度，以便防止在旋转结构17和静止轴5之间的平行度变差。在具有悬臂梁结构的普通旋转阳极类型X射线管中，旋转结构17通过旋转阳极2接收离心力而相对于静止轴5的基座部分偏心旋转，因此，旋转结构17和旋转阳极2彼此相对旋转移动。不过，在图1中所示的本发明旋转阳极类型X射线管中，即使在离心力施加于旋转体上时，该离心力也基本作用在重心C.G.上，以便使旋转结构17和静止轴5稍微整体移动。

在上述本发明第一实施例的旋转阳极类型X射线管中：

(a)旋转阳极类型X射线管包括这样的结构，即第一部分5A绕作为支点的、真空封套的支承部分11而倾斜；

(b)第一部分5A的、在推力轴承Sa以及支承和保持结构9之间的尺寸设置得大于第二部分5B的、在推力轴承Sb和支承部分13之间的轴向尺寸；以及

(c)第一部分5A的弯曲刚性小于第二部分5B的弯曲刚性，因此，与第二部分5B相比，第一部分5A将充分移动和变形。

通过接收来自旋转结构17的、沿径向方向的离心力，静止轴5变形而具有上述形状的位移曲线，如图2所示。在位移曲线变形中的峰值T从重心C.G.向左偏移，这样，例如峰值T位于螺旋槽区域10A附近，如图2所示，或者位于螺旋槽区域10A和支承部分11之间，如图3所示。因此，在旋转结构17和静止轴5之间保持合适的平行度，以便将平行度波动抑制为较低水平。

顺便说明，为了在旋转结构17和静止轴5之间保持合适的平行度，采用上述三种结构中的至少一种就足够了。还可以采用两种结构的合适组合。

可以使变形曲线位移量中的峰值T移动，以便如上述保持合适的平行度。下面将根据本发明人的分析参考图4至7特别介绍。

图4至7中的各图是表示静止轴5的各个部分的位移的曲线图，该位移沿静止轴5的轴向(标绘为横坐标)标绘在纵坐标上。图4表示了在比较实例的结构中的静止轴5的中心轴线的位移。在比较实例中，两个部分5A和5B由真空封套1的支承部分9和13静止夹住，这样，部分5A和5B不能倾斜。此外，部分5A和5B沿轴向方向的尺寸彼此相等，且弯曲刚性相同。在对比实例中，变形曲线位移量中的峰值T基本位于两个径向轴承Ra和Rb的中心处，以便布置在经过旋转体的重心C.G.的线上。

图5表示了在如图1和2所示第一部分5A能够绕作为支点的支承部分9倾斜的结构中的静止轴5的变形曲线。应当知道，在第一部分5A能够倾斜的结构中，两个部分5A和5B中的一个(即只有位于图1中左边缘的第一部分5A)能够绕支点倾斜，另一个第二部分5B不能通过支承部分13而倾斜，且部分5A和5B的轴向尺寸彼此相等，弯曲刚性也相等。

与表示对比实例的变形曲线的图4比较，在图5所示的曲线中，变形曲线的位移量中的峰值T朝着倾斜侧(即朝着图5的左侧)移动。更详细地说，变形曲线的位移量中的峰值T从旋转结构静止状态时的旋转体重心C.G.朝着支承部分9移动。还有，当对在径向轴承Ra和Rb处在旋转结构17和静止轴5之间的相对倾斜量的平均值进行比较时，在图5中所示的相对倾斜量的平均值为图4中所示的相对倾斜量的平均值的83％。换句话说，应当知道，即使当离心力施加在旋转体上时，在旋转结构17和静止轴5之间可以保持合适的平行度。

图6表示了在第一部分5A的轴向尺寸大于第二部分5B的轴向尺寸的结构中的变形曲线。在获得图6中给出的数据的结构中，第一部分5A的轴向尺寸设置得大于第二部分5B的轴向尺寸。不过，应当知道，两个部分5A和5B分别由真空封套1的支承部分9和13来静止夹持，从而使部分5A和5B不能倾斜，此外，部分5A和5B的弯曲刚性彼此相等。

与表示对比实例的变形曲线的图4相比，在图6所示的曲线中，在变形曲线的位移量中的峰值T向左偏移，与图5的曲线中的情况一样。在图6所示的曲线中，在旋转结构17和静止轴5之间的相对倾斜量的平均值为表示对比实例的图4中所示的相对倾斜量的平均值的73％。同样，应当知道，即使当离心力施加给旋转体时，在旋转结构17和静止轴5之间也可以保持合适的平行度。

图7表示了当第一部分5A的弯曲刚性小于第二部分5B的弯曲刚性时的变形曲线。在获得图7所示数据的结构中，第一部分5A的弯曲刚性设置得小于第二部分5B的弯曲刚性，不过，应当知道，两个部分5A和5B分别由真空封套1的支承部分9和13来静止夹持，从而使部分5A和5B不能倾斜，此外，部分5A和5B的轴向尺寸彼此相等。

与表示对比实例的变形曲线的图4相比，在图7所示的曲线中，在变形曲线的位移量中的峰值T向左偏移，与图4的曲线中的情况一样。在图7所示的曲线中，在旋转结构17和静止轴5之间的相对倾斜量的平均值为表示对比实例的图4中所示的相对倾斜量的平均值的90％。同样，应当知道，即使当离心力施加给旋转体时，在旋转结构17和静止轴5之间也可以保持合适的平行度。

而且，通过(a)使两个部分5A和5B中的一个能够绕作为支点的真空封套1的支承部分11而倾斜；(b)使第一部分5A的、在推力轴承Sa和保持结构9之间的轴向尺寸大于第二部分5B的、在推力轴承Sb和支承部分13之间的轴向尺寸；以及(c)使第一部分5A的弯曲刚性小于第二部分5B的弯曲刚性，从而可以使变形曲线的位移量中的峰值T充分向左移动，如图3所示，以便位于第一部分5A上。

因此，径向轴承和推力轴承布置在静止轴5的变形曲线的一侧(图中峰值T的右侧)的倾斜平面上，以便在旋转结构17和静止轴5之间保持合适的平行度。

如上所述，在本发明第一实施例的旋转阳极类型X射线管中，在旋转结构17和静止轴5之间形成令人满意的润滑状态，以便能够使旋转结构17平滑可靠地旋转。因此能够保证旋转阳极类型X射线管的旋转机构的可靠性。

下面将参考图8介绍本发明第二实施例的旋转阳极类型X射线管。

图8表示了旋转机构，该旋转机构包括径向轴承Ra、Rb、推力轴承Sa、Sb、柱形部分4、静止轴5、以及静止轴5的部分5A、5B，它们和它们的安装结构都包含于图1所示的旋转阳极类型X射线管中。图8中所示的、与图1中所示部分相对应的部分以相同参考标号表示，并省略重复说明。

在图8中所示的旋转阳极类型X射线管中，第一部分5A由弯曲刚性值彼此不同的几个部分形成。在图8所示的实例中，第一部分5A形成这样，即直径彼此不同的第一和第二轴以形成台阶部分的方式相互连接。不过，第一部分5A的结构并不局限于图8中所示的结构。更详细地说，第一部分5A也可以由弯曲刚性值彼此不同的多个部分形成。第一部分5A还可以形成为使得第一部分5A的弯曲刚性值连续变化。另一方面，被静止支承而不能倾斜的第二部分5B形成为使得第二部分5B的整个区域上的弯曲刚性值基本均匀。

沿旋转体的旋转轴线方向经过重心C.G.的重心线通过径向轴承上的区域。在包括两个径向轴承Ra、Rb的旋转结构17中，重心线通过两个径向轴承Ra、Rb上的区域，或者通过在两个径向轴承Ra、Rb之间的区域。在图8中所示的结构中，重心线通过在径向轴承Ra和Rb之间的区域。

被倾斜地支承的第一部分5A设计成使得在具有不同弯曲刚性值的部分中的最小弯曲刚性值小于被静止支承的第二部分5B的弯曲刚性，并使得第一部分5A的、弯曲刚性小于第二部分5B的部分比第二部分5B更长。更详细地说，图8中所示的结构设计成使得第一部分5A的、位于台阶平面16C与支承和保持结构9之间的较小直径部分的弯曲刚性或者整个第一部分5A区域的弯曲刚性小于第二部分5B的弯曲刚性，并使得第一部分5A的、弯曲刚性小于第二部分5B的部分比第二部分5B更长。

根据图8中所示的结构，即使当旋转阳极类型的X射线管包含在CT装置中以便使得离心力施加在旋转结构17上时，在旋转结构17和静止轴5之间也可以保持合适的平行度。

下面将参考图9介绍本发明第三实施例的旋转阳极类型X射线管。特别是，图9表示了包含在旋转阳极类型X射线管中的旋转机构以及它们的安装结构，与图8类似。图9中所示的、与图1中所示的部分相对应的部分由相同参考标号表示，以便省略重复说明。

在图9所示的结构中，被倾斜支承的第一部分5A在整个区域中具有均匀的弯曲刚性。另一方面，被静止支承的第二部分5B由弯曲刚性值彼此不同的几个部分形成。在图9所示的实例中，第二部分5B包括以形成台阶部分的方式相互连接的第一和第二轴部分。不过，第二部分5B的结构并不局限于图9中所示的结构。特别是，第二部分5B也可以包括弯曲刚性值彼此不同的多个轴部分。第二部分5B还可以形成为使得连接部分5B的弯曲刚性值连续变化。

经过旋转体的重心C.G.的重心线能够通过径向轴承区域。在包括两个径向轴承Ra、Rb的旋转结构17中，重心线通过两个径向轴承Ra、Rb上的区域，或者通过在两个径向轴承Ra、Rb之间的区域。在图9中所示的结构中，重心线通过在径向轴承Ra和Rb之间的区域。

应当知道，第一部分5A设计成使得它的弯曲刚性小于不能倾斜地被支承的第二部分5B的最小弯曲刚性，并使得第一部分5A比第二部分5B的、具有最小弯曲刚性的部分更长。更详细地说，旋转阳极类型X射线管设计成使得第一部分5A的弯曲刚性小于第二部分5B的、在台阶平面16D和支承部分13之间的较小直径部分的弯曲刚性，并使得第一部分5A比上述第二部分5B的较小直径部分更长。

根据图9中所示的结构，即使当旋转阳极类型的X射线管包含在CT装置中以便使得离心力施加在旋转体上时，在旋转结构17和静止轴5之间也可以保持合适的平行度。

下面将参考图10介绍本发明第四实施例的旋转阳极类型X射线管。特别是，图10表示了包含在旋转阳极类型X射线管中的旋转机构以及它们的安装结构，与图8类似。图10中所示的、与图1中所示的部分相对应的部分由相同参考标号表示，以便省略重复说明。

在图10所示的结构中，第一部分5A和第二部分5B都分别由弯曲刚性值彼此不同的几个轴部分形成。在图10所示的实例中，部分5A、5B分别包括以形成台阶部分的方式相互连接的第一和第二轴部分。不过，各个部分5A、5B的结构并不局限于图10中所示的结构。特别是，各个部分5A、5B可以包括弯曲刚性值彼此不同的多个轴部分。部分5A、5B还可以形成为使得各个连接部分5A、5B的弯曲刚性值连续变化。

经过旋转体的重心C.G.的重心线能够通过径向轴承上的区域。在包括两个径向轴承Ra、Rb的旋转结构17中，重心线通过两个径向轴承Ra、Rb上的区域，或者通过在两个径向轴承Ra、Rb之间的区域。在图10中所示的结构中，重心线通过在径向轴承Ra和Rb之间的区域。

第一部分5A的轴部分中的最小弯曲刚性值设计得小于第二部分5B的轴部分的最小弯曲刚性。此外，第一部分5A的、弯曲刚性比第二部分5B的最小弯曲刚性更小的轴部分设置得比第二部分5B的、具有最小弯曲刚性的轴部分更长。更具体地说，图10中所示的结构设计成使得第一部分5A的、在台阶平面16C与支承和保持结构9之间的较小直径部分的弯曲刚性或者整个第一部分5A区域的弯曲刚性小于第二部分5B的、在台阶平面16D与支承和保持部分13之间的较小直径部分的弯曲刚性，并使得第一部分5A的、弯曲刚性小于第二部分5B的较小直径部分的轴部分比上述第二部分5B的较小直径部分更长。

根据上述结构，即使当旋转阳极类型的X射线管包含在CT装置中以便使得离心力施加在旋转体上时，在旋转结构17和静止轴5之间也可以保持合适的平行度。

下面将参考图11介绍本发明第五实施例的旋转阳极类型X射线管。特别是，图11表示了包含在旋转阳极类型X射线管中的安装支承结构部分，与图8类似。图11中所示的、与图1中所示的部分相对应的部分由相同参考标号表示，以便省略重复说明。

在图11中所示的安装支承结构中，环形平表面19形成于支承和保持结构9的、位置对着第一部分5A的部分中。具有合适曲率半径的一边缘用于环形平表面19的边缘20和21，以便抑制由于与能够倾斜的第一部分5A接触而引起的磨损和碎屑的产生。还有，间隙18形成于能够倾斜的第一部分5A与支承和保持结构9之间。

下面将参考图12介绍本发明第六实施例的旋转阳极类型X射线管。特别是，图12表示了包含在旋转阳极类型X射线管中的旋转机构以及它们的安装结构，与图8类似。图11中所示的、与图1中所示的部分相对应的部分由相同参考标号表示，以便省略重复说明。

在图12所示的结构中，第一部分5A形成空心柱形形状，以便具有第一弯曲刚性，其小于第二部分5B的第二刚性。因此，根据图12中所示的结构，即使当旋转阳极类型的X射线管包含在CT装置中以便使得离心力施加在旋转结构17上时，在旋转结构17和静止轴5之间也可以保持合适的平行度。

上述各个实施例并不限制本发明的技术范围。例如，本发明的技术思想也可以用于只包括径向轴承的实施例。还有，推力轴承也可以形成于在静止轴5中形成的环形膨胀部分的边缘表面与旋转结构之间。第一部分5A还可以例如通过能够保持第一部分5A的销或铰链而由真空封套支承，从而使第一部分5A能够倾斜，或者由真空封套的支承部分来支承。还可以使用例如具有环形截面的空心轴来形成静止轴5或部分5A、5B。这时，例如可以通过减小轴的外径同时增加轴的内径来降低第一部分5A的弯曲刚性。还可以通过增加轴的外径同时减小轴的内径来增加第二部分5B的弯曲刚性。第一部分5A和第二部分5B还可以由彼此不同的材料形成，且各部分5A和5B可以由材料彼此不同的多个部分形成。这时，例如通过使用具有更小杨氏模量的材料来降低第一部分5A的弯曲刚性，并通过使用具有更大杨氏模量的材料来增加例如第二部分5B的弯曲刚性。而且，第二部分5B的静止部件14可以构成壳体的一部分，该壳体中装有真空封套。

本领域技术人员很容易想到附加优点和变化形式。因此，本发明的广义方面并不局限于这里所示和所述的特定详细说明和示例实施例。因此，在不脱离由附加权利要求和它们的等效物确定的、本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种变化。

Claims (24)

1.一种旋转阳极类型X射线管，包括：

真空封套；

阴极，该阴极布置在真空封套内，该阴极发射电子束；

旋转阳极，该旋转阳极布置在真空封套内，电子束发射到该旋转阳极上，以便发出X射线；

旋转结构，该旋转结构支承所述旋转阳极，该旋转结构包括：柱形部分，该柱形部分有一端和另一端；以及转子部分，该转子部分产生旋转力，以便使柱形部分与旋转阳极一起旋转，该旋转结构布置在真空封套内，且旋转阳极和旋转结构中每一个的重心设置于其中；

静止轴，该静止轴可旋转地支承所述旋转结构，该静止轴有一端和另一端，装入柱形部分中，并有在柱形部分的一端和静止轴的一端之间的第一部分、在柱形部分的所述另一端和静止轴的所述另一端之间的第二部分、以及在该第一和第二部分之间的第三部分，该第一和第二部分有彼此不同的第一和第二刚性，该第二刚性大于第一刚性，且重心位于第三部分中；

动压类型第一径向轴承，该第一径向轴承布置在柱形部分和静止轴的第三部分之间；以及

第一和第二支承部分，该第一和第二支承部分布置在真空封套内，并设置成将静止轴的第一部分和第二部分支承在真空封套上。

2.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分具有第一轴长度，第二部分具有第二轴长度，该第一轴长度大于第二轴长度。

3.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分具有第一弯曲刚性，第二部分具有第二弯曲刚性，该第一弯曲刚性小于第二弯曲刚性。

4.根据权利要求2所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分具有第一弯曲刚性，第二部分具有第二弯曲刚性，该第一弯曲刚性小于第二弯曲刚性。

5.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，其中：该静止轴形成为柱状，第一部分有第一直径，第二部分有第二直径，该第一直径小于第二直径。

6.根据权利要求2所述的旋转阳极类型X射线管，其中：该静止轴形成为柱状，第一部分有第一直径，第二部分有第二直径，该第一直径小于第二直径。

7.根据权利要求3所述的旋转阳极类型X射线管，其中：该静止轴形成为柱状，第一部分有第一直径，第二部分有第二直径，该第一直径小于第二直径。

8.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分为空心柱体形状，其中形成空隙。

9.根据权利要求3所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分由具有第一杨氏模量的第一材料形成，第二部分由具有第二杨氏模量的第二材料形成。

10.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一支承部分使得静止轴的第一部分能够支承和固定成这样，即该第一部分能够倾斜。

11.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，其中：根据旋转阳极和旋转结构的旋转运动，旋转结构变形而具有沿静止轴有一峰值的位移分布，该位移分布的峰值产生于静止轴的第一部分中。

12.根据权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管，还包括：

动压类型第二径向轴承，该第二径向轴承布置在柱形部分和静止轴的第三部分之间，且重心位于第一和第二径向轴承之间。

13.根据权利要求12所述的旋转阳极类型X射线管，其中：根据旋转阳极和旋转结构的旋转运动，旋转结构变形而具有沿静止轴有一峰值的位移分布，该位移分布的峰值产生于静止轴的第一部分中。

14.一种计算机X线断层摄影术装置，设有如权利要求1所述的旋转阳极类型X射线管。

15.一种旋转阳极类型X射线管，包括：

真空封套；

阴极，该阴极布置在真空封套内，该阴极发射电子束；

旋转阳极，该旋转阳极布置在真空封套内，电子束发射到该旋转阳极上，以便发出X射线；

旋转结构，该旋转结构支承所述旋转阳极，该旋转结构包括：柱形部分，该柱形部分有一端和另一端；以及转子部分，该转子部分产生旋转力，以便使柱形部分与旋转阳极一起旋转，该旋转结构布置在真空封套内；

静止轴，该静止轴可旋转地支承旋转结构，该静止轴有一端和另一端，插入柱形部分中，并有在柱形部分的一端和静止轴的一端之间的第一部分、在柱形部分的所述另一端和静止轴的所述另一端之间的第二部分、以及在该第一和第二部分之间的第三部分；

动压类型第一径向轴承，该第一径向轴承布置在柱形部分和静止轴的第三部分之间；以及

第一和第二支承部分，该第一和第二支承部分布置在真空封套内，并设置成将静止轴的第一部分和第二部分支承在真空封套上，该第一支承部分这样支承静止轴的第一部分，从而允许第一部分在第一支承部分上倾斜。

16.根据权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分具有第一轴长度，第二部分具有第二轴长度，该第一轴长度大于第二轴长度。

17.根据权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分具有第一弯曲刚性，第二部分具有第二弯曲刚性，该第一弯曲刚性小于第二弯曲刚性。

18.根据权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管，其中：该静止轴形成为柱状，第一部分有第一直径，第二部分有第二直径，该第一直径小于第二直径。

19.根据权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管，第一部分为空心柱体形状，其中形成空隙。

20.根据权利要求17所述的旋转阳极类型X射线管，其中：第一部分由具有第一杨氏模量的第一材料形成，第二部分由具有第二杨氏模量的第二材料形成。

21.根据权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管，其中：根据旋转阳极和旋转结构的旋转运动，旋转结构变形而具有沿静止轴有一峰值的位移分布，该位移分布的峰值产生于静止轴的第一部分中。

22.根据权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管，还包括：

动压类型第二径向轴承，该第二径向轴承布置在柱形部分和静止轴的第三部分之间，且旋转阳极和旋转结构的重心位于第一和第二径向轴承之间。

23.根据权利要求22所述的旋转阳极类型X射线管，其中：根据旋转阳极和旋转结构的旋转运动，旋转结构产生应力，该应力具有沿静止轴的应力位移分布，该应力位移分布的峰值产生于静止轴的第一部分中。

24.一种计算机X线断层摄影术装置，设有如权利要求15所述的旋转阳极类型X射线管。

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