JP2003051279A

JP2003051279A - 回転陽極型ｘ線管

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Publication number: JP2003051279A
Application number: JP2001238902A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhisa Iwase; 光央岩瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】回転陽極部分に発生するモーメントによる回
転陽極部分の傾きを抑え、あるいは、温度変化による軸
受間隙の大きさの変化を抑えた回転陽極型Ｘ線管を提供
すること。【解決手段】Ｘ線を放出する陽極ターゲット１１と、
この陽極ターゲット１１と一体で回転する回転陽極部分
を陽極ターゲット１１とともに構成する筒状回転体１４
と、この筒状回転体１４との間にラジアル方向およびス
ラスト方向の動圧式すべり軸受が設けられた固定体１５
とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、スラスト方向
の動圧式すべり軸受２０、２１が設けられた領域の管軸
方向における位置が、回転陽極部分の重心Ｇの管軸方向
における位置とラジアル方向の動圧式すべり軸受１８、
１９が設けられた領域の管軸方向における位置との間に
あることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽極ターゲットな
どを含む回転陽極部分の傾きを少なくした回転陽極型Ｘ
線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管はＸ線を放出する電子
管で、医療用診断装置などに数多く使用されている。

【０００３】ここで、従来の回転陽極型Ｘ線管につい
て、その陽極構造体の部分を抜き出した図３を参照して
説明する。符号３１は陽極ターゲットで、陽極ターゲッ
ト３１は真空容器（図示せず）内に配置されている。陽
極ターゲット３１は回転支柱３２を介して回転機構３３
に連結され、回転機構３３によって管軸ｍを中心に回転
可能に支持されている。回転機構３３は、回転支柱３２
が連結している筒状回転体３４およびこの筒状回転体３
４に嵌合した固定シャフト３５などから構成されてい
る。

【０００４】筒状回転体３４は、たとえば回転支柱３２
が直接連結した中間回転体３４ａおよび中間回転体３４
ａの外側に接合された外側回転体３４ｂ、中間回転体３
４ａの内側に接合された有底円筒状の内側回転体３４ｃ
の３層構造で構成され、内側回転体３４ｃの図示下方の
開口はスラストリング３６で封止されている。

【０００５】固定シャフト３５は内側回転体３４ｃの内
部空間に嵌合され、スラストリング３６を貫通し、さら
にその先まで伸びている。スラストリング３６を貫通し
た固定シャフト３５の端部３５ａは真空容器の一部に固
定される。この端部３５ａの固定で、陽極構造体は真空
容器内の所定位置に固定される。

【０００６】また、上記の内側回転体３４ｃと固定シャ
フト３５との間に動圧式すべり軸受が形成されている。

【０００７】たとえば、固定シャフト３５の管軸ｍ方向
に離れた２つの領域にらせん溝３７ａ、３７ｂが対に形
成されている。このらせん溝３７ａ、３７ｂの部分およ
びらせん溝３７ａ、３７ｂが形成された軸受間隙などに
液体金属潤滑剤が供給され、ラジアル方向の動圧式すべ
り軸受３８、３９が形成されている。

【０００８】また、固定シャフト３５の両端面たとえば
内側回転体３４ｃの内側底面と対向する一方の端面、お
よび、スラストリング３６と対向する他方の端面に、そ
れぞれらせん溝が形成されている。このらせん溝の部分
およびらせん溝が形成された軸受間隙などに液体金属潤
滑剤が供給され、スラスト方向の動圧式すべり軸受４
０、４１が形成されている。

【０００９】上記の陽極ターゲット３１および回転支柱
３２、筒状回転体３４、スラストリング３６などの各部
分は機械的に連結して一体化され、動作時、一緒に回転
する回転陽極部分を構成している。この回転陽極部分
は、ラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸
受３８〜４１を介して固定シャフト３５により保持され
ている。回転陽極部分は、陽極ターゲット３１の重量が
大きいため、その重心Ｇは、たとえば陽極ターゲット３
１に近い回転支柱３２の部分に位置している。

【００１０】ところで、回転陽極型Ｘ線管は、医療用診
断装置のＣＴ装置などに組み込まれて使用される。この
とき、回転陽極型Ｘ線管は診断対象の被写体の周囲を回
転する。そして、回転運動に伴い、回転陽極部分の重心
Ｇの位置に、たとえば矢印で示す向きにモーメントＭが
発生する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転陽極型Ｘ線
管の場合、回転陽極部分に発生するモーメントＭは、通
常、ラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸
受３８〜４１で支えられる。

【００１２】たとえば、回転陽極部分に発生するモーメ
ントＭをスラスト方向の動圧式すべり軸受４０、４１で
受ける力は、（回転陽極部分の荷重）×（重心からスラ
スト軸受面までの距離）…（１）となり、回転陽極部分
の重心Ｇからの距離に比例する。

【００１３】ところで、陽極ターゲット１１から遠い側
に位置するスラスト方向の動圧式すべり軸受４１は重心
Ｇからの距離が長くなっている。そのため、回転陽極部
分が発生するモーメントＭを受ける場合、大きな力が必
要とされる。したがって、回転陽極部分のモーメントＭ
が大きくなると、そのモーメントＭを十分に支えること
ができなくなる。

【００１４】たとえば、管軸ｍに対してたとえば垂直方
向に働く荷重が小さい場合は、ラジアル方向の動圧式す
べり軸受３８、３９だけでも、回転陽極部分のモーメン
トＭを支えることができる。しかし、陽極ターゲット３
１の大容量化などで回転陽極部分の重量が増加し、ある
いは、ＣＴ装置のスキャン速度の向上などで荷重が増加
すると、ラジアル方向の動圧式すべり軸受３８、３９に
対する負荷が増大する。その結果、ラジアル方向の動圧
式すべり軸受３８、３９だけでは支持が困難になり、回
転陽極部分の管軸ｍに対する傾きが大きくなる。

【００１５】また、従来の回転陽極型Ｘ線管は、スラス
ト方向の動圧式すべり軸受４０、４１が、内側回転体３
４ｃに嵌合された固定シャフト３５の両端面に設けら
れ、２つの動圧式すべり軸受４０、４１間の距離が大き
くなっている。そのため、内側回転体３４ｃと固定シャ
フト３５との間に熱膨張率の差があると、温度の変化
で、陽極ターゲット３１側に位置するスラスト方向の動
圧式すべり軸受４０の軸受間隙の大きさと、陽極ターゲ
ットから遠い側に位置する動圧式すべり軸受４１の軸受
間隙の大きさとが相違し、軸受間隙を一定に保つことが
困難になる。

【００１６】本発明は、上記した欠点を解決し、回転陽
極部分に発生するモーメントによる回転陽極部分の傾き
を抑え、あるいは、温度変化で生じる軸受間隙の大きさ
の相違を抑えた回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線を放出す
る陽極ターゲットと、この陽極ターゲットと一体で回転
する回転陽極部分を前記陽極ターゲットとともに構成す
る回転体と、この回転体との間にラジアル方向およびス
ラスト方向の動圧式すべり軸受が設けられた固定体とを
具備した回転陽極型Ｘ線管において、前記スラスト方向
の動圧式すべり軸受が設けられた領域の管軸方向におけ
る位置が、前記回転陽極部分の重心の管軸方向における
位置と前記ラジアル方向の動圧式すべり軸受が設けられ
た領域の管軸方向における位置との間にあることを特徴
としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、その
陽極構造体の部分を抜き出した図１を参照して説明す
る。符号１１は陽極ターゲットで、陽極ターゲット１１
は真空容器（図示せず）内に配置されている。陽極ター
ゲット１１は回転支柱１２を介して回転機構１３に連結
され、回転機構１３によって管軸ｍを中心に回転可能に
支持されている。回転機構１３は、回転支柱１２が連結
された筒状回転体１４およびこの筒状回転体１４に嵌合
した固定シャフト１５などから構成されている。

【００１９】筒状回転体１４は、たとえば回転支柱１２
が直接連結した中間回転体１４ａおよび中間回転体１４
ａの外側に接合された外側回転体１４ｂ、中間回転体１
４ａの内側に接合された有底円筒状の内側回転体１４ｃ
の３層構造で構成され、内側回転体１４ｃの図示下端の
開口はスラストリング１６で封止されている。内側回転
体１４ｃは、陽極ターゲット１１側の端部に位置する内
径が大きい径大部Ａおよびこの径大部Ａよりも内径が小
さい径小部Ｂなどで構成されている。

【００２０】固定シャフト１５は、内側回転体１４ｃの
内部空間の形状に合わせて外径が大きい径大部ａおよび
この径大部ａよりも外径が小さい径小部ｂなどで構成さ
れ、その径大部ａおよび径小部ｂが、それぞれ内側回転
体１４ｃの径大部Ａおよび径小部Ｂの各部分の内側に嵌
合している。固定シャフト１５の図示下方の端部１５ａ
はスラストリング１６を貫通し、さらにその先まで伸び
ている。固定シャフト１５の端部１５ａは真空容器の一
部に固定され、端部１５ａの固定で、陽極構造体は真空
容器内の所定位置に固定される。

【００２１】また、筒状回転体１４たとえば内側回転体
１４ｃと固定シャフト１５との間に動圧式すべり軸受が
形成されている。たとえば、固定シャフト１５の管軸ｍ
方向に離れた２つの領域にらせん溝１７ａ、１７ｂが対
に形成されている。このらせん溝１７ａ、１７ｂの部分
およびらせん溝１７ａ、１７ｂが形成された軸受間隙な
どに液体金属潤滑剤が供給され、ラジアル方向の動圧式
すべり軸受１８、１９が形成されている。

【００２２】また、固定シャフト１５の径大部ａの管軸
方向における図示上下の両面、たとえば内側回転体１４
ｃの底部１４１内面と対向する端面および内側回転体１
４ｃの径大部Ａと径小部Ｂの段差面と対向する端面に、
それぞれらせん溝が形成されている。このらせん溝の部
分およびらせん溝が形成された軸受隙間などに液体金属
潤滑剤が供給され、スラスト方向の動圧式すべり軸受２
０、２１が形成されている。

【００２３】上記の陽極ターゲット１１および回転支柱
１２、筒状回転体１４、スラストリング１６などの各部
分は機械的に連結し、動作時、陽極ターゲット１１と一
体で回転する回転陽極部分を構成している。この回転陽
極部分は、ラジアル方向およびスラスト方向の動圧式す
べり軸受１８〜２１を介して、固定シャフト１５によっ
て保持されている。回転陽極部分は、陽極ターゲット１
１の重量が大きいため、その重心Ｇは、たとえば陽極タ
ーゲット１１に近い回転支柱１２の部分に位置してい
る。

【００２４】上記した構成によれば、回転陽極部分の重
心Ｇの管軸ｍ方向における位置が、動圧式すべり軸受１
８〜２１が設けられた領域の管軸ｍ方向における位置よ
りも陽極ターゲット１１側に位置し、かつ、管軸ｍ方向
の荷重を受けるスラスト方向の動圧式すべり軸受２０、
２１の管軸ｍ方向における位置が、管軸ｍに対し垂直方
向の荷重を受けるラジアル方向の動圧式すべり軸受１
８、１９の管軸ｍ方向における位置と重心Ｇとの間に位
置している。

【００２５】この場合、２箇所に設けられるスラスト方
向の動圧式すべり軸受２０、２１は、回転陽極部分の重
心Ｇとの管軸方向における距離が短くなっている。その
ため、重心Ｇに発生するモーメントＭを受ける力が小さ
くなり、重心Ｇに発生するモーメントを十分に支持でき
る。その結果、回転陽極部分の管軸ｍに対する傾きが抑
えられ、より高荷重の使用条件にも耐えることができ
る。

【００２６】また、２箇所に設けられるスラスト方向の
動圧式すべり軸受２０、２１は、いずれもラジアル方向
の動圧式すべり軸受１８、１９よりも陽極ターゲット１
１側に位置し、互いの距離が短くなっている。そのた
め、内側回転体１４ｃと固定シャフト１５との間に熱膨
張率の相違があっても、温度変化による熱膨張の影響が
少なくなり、軸受間隙の大きさの相違が小さくなる。

【００２７】次に、本発明の他の実施形態について、そ
の陽極構造体の部分を抜き出した図２を参照して説明す
る。図２では図１に対応する部分には同じ符号を付し重
複する説明を一部省略する。

【００２８】陽極ターゲット１１は回転シャフト２２に
連結されている。回転シャフト２２の一部に、フランジ
状に外径が大きくなった径大部２２ａが形成されてい
る。また、回転シャフト２２の外周部たとえば陽極ター
ゲット１１と径大部２２ａとの間に位置する外周部に筒
状回転体２３が固定されている。筒状回転体２３は高導
電性の材料で形成され、外部に配置されたステータコイ
ル（図示せず）が発生する回転磁界によって誘導電流が
流れ、回転シャフト２２を回転させる回転力を発生す
る。

【００２９】回転シャフト２２はその径大部２２ａを含
めそれよりも図示下方部分が固定体２４の内側空間に嵌
合されている。固定体２４は回転シャフト２２を嵌合す
る筒状部２４ａおよび真空容器に固定される円柱部２４
ｂなどで構成され、固定体２４の図示上方の開口は封止
リング２５で封止されている。この封止リング２５の部
分を回転シャフト２２が貫通している。

【００３０】固定体２４の筒状部２４ａは、回転シャフ
ト２２の径大部２２ａが嵌合する内径の大きい径大部２
４１、および、回転シャフト２２の径大部２２ａ以外の
部分が嵌合する内径の小さい径小部２４２などから構成
されている。そして、回転シャフト２２と固定構造体の
間、たとえば回転シャフト２２と固定体２４の筒状部２
４ａとの間、および、回転シャフト２２と封止リング２
５との間に動圧式すべり軸受が形成されている。

【００３１】たとえば、回転シャフト２２の管軸ｍ方向
に離れた２つの領域にらせん溝１７ａ、１７ｂが対に形
成され、このらせん溝１７ａ、１７ｂの部分およびらせ
ん溝１７ａ、１７ｂが形成された軸受間隙などに液体金
属潤滑剤が供給され、ラジアル方向の動圧式すべり軸受
１８、１９が形成されている。

【００３２】また、回転シャフト２２の径大部２２ａの
図示上下の両面、たとえば封止リング２５の内側の面と
対向する一方の端面、および、筒状部２４ａの径大部２
４１と径小部２４２の段差面と対向する他方の端面に、
それぞれらせん溝が形成されている。このらせん溝の部
分およびらせん溝が形成された軸受間隙などに液体金属
潤滑剤が供給され、スラスト方向の動圧式すべり軸受２
０、２１が形成されている。

【００３３】上記の陽極ターゲット１１および回転シャ
フト２２、筒状回転体２３などの各部分は機械的に連結
し、動作時、陽極ターゲット１１と一体で回転する回転
陽極部分を構成している。回転陽極部分は、陽極ターゲ
ット１１の重量が大きいため、その重心Ｇは、たとえば
陽極ターゲット１１の近くに位置し、また、動圧式すべ
り軸受１８〜２１を介して固定構造体たとえば固定体２
４や封止リング２５によって支持されている。

【００３４】上記した構成の場合も、図１の実施形態の
場合と同様、回転陽極部分の重心Ｇが、動圧式すべり軸
受１８〜２１の部分よりも陽極ターゲット側に位置し、
同時に、スラスト方向の動圧式すべり軸受２０、２１の
管軸方向における位置が、ラジアル方向の動圧式すべり
軸受１８、１９と重心Ｇとの間に位置している。

【００３５】したがって、スラスト方向の動圧式すべり
軸受２０、２１は、回転陽極部分の重心Ｇに発生するモ
ーメントＭを十分に支持でき、固定体２４に対する回転
陽極部分の管軸に対する傾きを抑えることができる。ま
た、固定体２４と回転シャフト１５との間に熱膨張率の
相違があっても、温度変化による熱膨張の影響が少なく
なり、スラスト方向の動圧式すべり軸受２０、２１の軸
受間隙の大きさの相違が小さく抑えられる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、回転陽極部分に発生す
るモーメントによる回転陽極部分の傾きを抑え、あるい
は、温度変化で生じる軸受間隙の大きさの相違を抑えた
回転陽極型Ｘ線管を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための断面図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態を説明するための断面図
である。

【図３】従来例を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１１…陽極ターゲット１２…回転支柱１３…回転機構１４…筒状回転体１５…固定体１６…スラストリング１７ａ、１７ｂ…らせん溝１８、１９…ラジアル方向の動圧式すべり軸受２０、２１…スラスト方向の動圧式すべり軸受ｍ…管軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線を放出する陽極ターゲットと、この
陽極ターゲットと一体で回転する回転陽極部分を前記陽
極ターゲットとともに構成する回転体と、この回転体と
の間にラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり
軸受が設けられた固定体とを具備した回転陽極型Ｘ線管
において、前記スラスト方向の動圧式すべり軸受が設け
られた領域の管軸方向における位置が、前記回転陽極部
分の重心の管軸方向における位置と前記ラジアル方向の
動圧式すべり軸受が設けられた領域の管軸方向における
位置との間にあることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】ラジアル方向の動圧式すべり軸受が設け
られた領域の管軸方向における位置よりも陽極ターゲッ
トに近い位置の固定体の一部に外径が大きい径大部が形
成され、前記径大部の管軸方向における両端面と回転体
との間にスラスト方向の動圧式すべり軸受が設けられた
請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】Ｘ線を放出する陽極ターゲットと、この
陽極ターゲットと一体で回転する回転陽極部分を前記陽
極ターゲットとともに構成する回転シャフトと、この回
転シャフトとの間にラジアル方向およびスラスト方向の
動圧式すべり軸受が設けられ、前記回転シャフトを内側
空間に嵌合する固定構造体とを具備した回転陽極型Ｘ線
管において、前記スラスト方向の動圧式すべり軸受が設
けられた領域の管軸方向における位置が、前記回転陽極
部分の重心の管軸方向における位置と前記ラジアル方向
の動圧式すべり軸受が設けられた領域の管軸方向におけ
る位置との間にあることを特徴とする回転陽極型Ｘ線
管。
【請求項４】ラジアル方向の動圧式すべり軸受が設け
られた領域の管軸方向における位置よりも陽極ターゲッ
トに近い位置の回転シャフトの一部に外径が大きい径大
部が形成され、前記径大部の管軸方向における両端面と
固定構造体との間にスラスト方向の動圧式すべり軸受が
設けられた請求項３記載の回転陽極型Ｘ線管。