JP2013524474A - 回転陽極ｘ線管及び検査装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、軸方向の軸受部と径方向の軸受部を有するスリーブ軸受を含む、回転陽極Ｘ線管に関する。さらに、外軸受部において、軸方向の軸受部の、軸方向の軸受面に、機能的に関連しない、ラジアルシール部が提供される。従って、面の平行性の劣化をもたらし得るが、ガスケットやシーリングエッジのような、追加のシーリング原理を用いることができる。

Description

本発明は、回転陽極Ｘ線管に関し、特に、スリーブ軸受を有する回転陽極Ｘ線管と、かかる回転陽極Ｘ線管を有する検査装置に関する。

１５０Ｈｚより高い回転数向けに設計されたスパイラル溝付軸受と回転陽極Ｘ線管は、軸受部品のシール（sealing）表面において、潤滑油の漏損問題に直面する可能性がある。潤滑油に作用する大きな遠心力と、軸受部品に作用する大きな機械力は、シールの入り口の隙間に沿う潤滑油に対し、有効な気密度（tightness）に影響を与える可能性がある。特に、スパイラル溝付軸受の場合には、回転する軸受部品の接触表面が、潤滑油の損失と軸受表面の正確な配置に備えて、シールの機能を果たす必要がある。

米国特許５，０７７，７７５号は、少なくとも二つのスパイラル溝付軸受を有する回転陽極Ｘ線管を開示する。

回転陽極Ｘ線管の製造コストを低減する方法が望まれている。

本発明は、独立請求項の特徴により、回転陽極Ｘ線管と検査装置を提供する。さらに、本発明の例示的な実施形態が、従属請求項において定められる。

本発明の第一の実施形態によれば、内軸受部と外軸受部を有するスリーブ軸受を有する回転陽極Ｘ線管が提供される。二つの軸受部は、軸方向の軸受力を受ける（take up）ように適合された、対応する軸方向の軸受面と、径方向の軸受力を受けるように適合された、対応する径方向の軸受面とを有する。外軸受部は、内軸受部を（少なくとも部分的に）包み、少なくとも一のラジアルシール部を有する。少なくとも一のラジアルシール部は、軸方向の軸受面と機能的な関連を有しない。

言い換えれば、全ての外軸受部のラジアルシール部は、スリーブ軸受の軸方向の支持機能に影響しないように適合され、配置される。

本発明の別の実施形態によれば、関心のある対象物の検査のための検査装置であって、以上又は以下で説明される回転陽極Ｘ線管を有する、検査装置が提供される。

本発明の例示的な実施形態によれば、検査装置は、医用画像装置として適合される。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、内軸受部は、軸方向の軸受力を受けるための軸方向の軸受面を有する転倒（tumble）ディスク機構を有する。

言い換えれば、内軸受部は、軸方向の軸受面を有する第１の軸受部（すなわち、転倒ディスク機構（arrangement））と、径方向の軸受力を受けるための、径方向の軸受面（すなわち、少なくとも一の径方向の軸受面）を有する第２の軸受部を有する。したがって、径方向の軸受力と、軸方向の軸受力は、内軸受部の異なる部分（及び、対応する、外軸受部の別個の部分）において受けられる。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、上記の回転陽極Ｘ線管は、第１の締付リングと第２の締付リングをさらに有する。第１の締付リングは、スリーブ軸受の一方の端部のシールを提供するために、その端部の外軸受部のブッシング要素に隣接する。第２の締付リングは、スリーブ軸受の他方の端部のシールを提供するために、ブッシング要素と、その端部に隣接する。二つのラジアルシール部は、第１の締付リングとブッシング要素の間と、第２の締付リングとブッシング要素の間に、それぞれ配置される。

上記の回転陽極Ｘ線管は、さらなるラジアルシール部を有さなくてもよい。

さらに、本発明の別の例示的な実施形態によれば、ブッシング要素に挿入され、軸方向の軸受面を提供する、二つのスラストディスクが提供される。

径方向のシール面と機能的な関連性を有しない、ブッシングシリンダの内側に固定された軸方向の軸受面を有する、（例えばスパイラル溝付軸受のような）スリーブ軸受を有する回転陽極Ｘ線管を提供することが、本発明の要旨であると理解することができる。径方向のシール面の設計は、軸方向の軸受機能に干渉しないように、適応される。

Ｔ字形のスパイラル溝付軸受を有するＸ線管を表す図。 転倒ディスクスパイラル溝付軸受を有するＸ線管の陽極回転システムを表す図。 転倒ディスクスパイラル溝付軸受を表す図。 別の転倒ディスクスパイラル溝付軸受を表す図。 本発明の例示的な実施形態による転倒ディスクスパイラル溝付軸受を表す図。 本発明の例示的な実施形態による例示的な装置を表す図。

図面の中の説明は、概略的に記載される。異なる図面の中の、同様の要素又は同一の要素には、同一の参照番号が用いられる。

図１は、いわゆるまたぎ式のＴ字形スパイラル溝付軸受を有するＸ線管を表す。Ｘ線管は、陰極部品１０１、陽極ディスク２０１、スパイラル溝付軸受（またぎ式）１０３、金属製真空外囲器１０４、Ｘ線窓１０５及びモータ部品（固定子及び銅製回転子）１０６を含む。

モータ部品１０６は、回転陽極２０１に接続された、外軸受部を駆動する。回転軸受部の接触面は、潤滑油の損失及び軸方向の軸受面の正確な位置付けに対する、シールの機能を果たさなければならないため、対応する可動部は、正確に製造されなければならない。

図２は、本発明に従って適合され得る、またぎ式の転倒ディスクスパイラル溝付軸受を有するＸ線管の陽極回転システムを表す。参照番号２０１は、より概略的に、回転陽極ディスクを表している。陽極ディスク２０１は、回転子２０８により駆動するブッシング２０３と接続される。軸受シャフト２０２の周りで回転するブッシング２０３は、径方向の軸受力を受ける、径方向の軸受面２０１１を有する。

また、軸方向の軸受力を受ける、軸方向の軸受面２０１２を有する、転倒ディスク機構２０４が提供される。さらに、ブッシング２０３と左締付リング２０６との間の距離を保つために、スペーサリング２０５が提供される。スペーサリング２０５は、スリーブ軸受の、必要とされる軸方向の軸受の隙間を作るために、軸方向の軸受側に配置される。軸受シャフト２０２の他の側は、軸受潤滑油のシール機能を有する、第２の締付リング２０７である。

図２から理解されるように、転倒ディスク軸受は、複数の径方向のシール部を有する。

しかしながら、軸受は、図５で描かれるようにも設計され得る。

転倒ディスク機構を有する左軸受部は、軸方向の軸受力を受け、右軸受部は、径方向の軸受力を受ける。転倒ディスク機構の対称軸は、スリーブ軸受の回転中に、回転軸についての揺動運動を行うことができる。

軸受部の中の円柱状の軸受面は、正確な円柱形状から逸脱することはほとんどなく、既定の直径を有するように、製造され得る。同様に、軸方向の軸受面は、面の平行性（plane-parallelism）、厚さ及び平坦性に関して、ほぼ逸脱がないように、製造され得る。しかしながら、二つの軸受面の間の直角（right angle）に関する要件は、転倒ディスク機構により、同一の精度を満たす必要はない。

従って、軸方向及び径方向の軸受力に対する軸受面が、互いに、外軸受部の中で、正確かつ垂直に広がる場合には、内軸受部の転倒ディスク機構は、スリーブ軸受の回転中に、回転の軸について、揺動運動を行う。かかる揺動運動の間に、対称軸は、スリーブ軸受の一周期（revolution）に一回、円錐形の面に沿って、回転軸の周りを動く。

内軸受部は、外軸受部に面する、円柱状の外表面を有するシャフトを有する。かかるシャフトの外側は、らせん状の溝を有してもよい。また、径方向の軸受力を受けることが可能な、流体力学的スリーブ軸受を構成するために、例えばガリウム合金のような液体潤滑剤が、内軸受部と外軸受部との間の隙間に提供される。

転倒ディスク機構２０４は、厳密に、ピンに接続され得る。そして、あらゆる所望の向きの小さな角度を通じて、陽極シャフトに対して垂直な位置から、傾けられ得る。かかるピンは、シャフトの対応する穴の中の接触点に関して回転し、かかるディスクは、ほんのわずかの小さな力を必要とするだけで、調整され得る。従って、引き起こされる磨耗を最小限に低減することができる。

軸方向の軸受と径方向の軸受は、おおよそ同一の外径を有し得る。その場合、軸方向の軸受と径方向の軸受は、これらの軸受に対して互いに潤滑油を抽出させる異なった遠心力により、潤滑油を競い合うことはない。これは、高い回転速度である場合には、重要である。

図３は、またぎ式の転倒ディスクスパイラル溝付軸受を表す。参照番号４０６は、潤滑油にさらされ、転倒ディスク２０４の領域内に配置される、４つのラジアルシール部を指し示す。

参照番号４７０は、別のラジアルシール部を指し示す。このラジアルシール部は、潤滑油にさらされず、軸受の、径方向の軸受側に配置される。

二つのスラストディスク４０５が、転倒ディスク機構２０４の左側と右側に提供される。さらに、チャネル又は掘削孔４０８、４０９が、二つのスラストディスクの内側に提供され、異なる軸受部の間の潤滑油のフローを提供する。

図４は、またぎ式の、別の転倒ディスクスパイラル溝付軸受を表す。複数のラジアルシーリング部４０６、４０７が、転倒ディスク軸受の領域の中と、径方向の軸受側の締付リングの領域の中に、それぞれ提供される。

図５は、本発明の例示的な実施形態による、回転陽極Ｘ線管５００の一部を表す。内軸受部は、溝のパターンを有する、二つの円柱状の軸受面６０９、６１０を有する。さらに、いずれかの側に、軸方向の軸受面を有する、転倒ディスク機構２０４が提供される。回転陽極Ｘ線管５００は、さらに、二つの締付リング２０６、２０７に接続される、外軸受部（又は外軸受構成）６０５、６０７、６０８を有する。

外軸受部は、二つのスラストディスク６０７、６０８と、一つの部品で形成されるブッシング要素６０５を有する。また、「円柱状の内側の径方向の軸受面」２０１１と、内軸受部２０２の転倒ディスク機構２０４に面する部品６１１を有する。

第１の締付リング２０６は、スリーブ軸受の軸方向の軸受側で、ブッシング要素６０５に隣接する。また、第２の締付リング２０７は、スリーブ軸受の径方向の軸受側で、ブッシング要素６０５に隣接する。

ラジアルシール部６０１、６０２は、第１の締付リング２０６とブッシング要素６０５との間と、第２の締付リング２０７とブッシング要素６０５との間に、それぞれ配置する点が重要であることに留意する。さらなるラジアルシール部は、存在しなくてもよい。特に、転倒ディスク機構が配置される領域６１１には、ラジアルシール部が存在しない。

ラジアルシール部６０１、６０２は、共に、個別のガスケット６０４、６０３、又は２０６、２０７及び６０５の間の垂直に影響を及ぼし得る、別のシール補助部を有し得る。

例えば、代替的、あるいは追加的に、シーリングエッジ（sealing edge）が、ラジアルシールのために提供されてもよい。

図５からわかるように、二つのスラストディスク６０７、６０８は、ブッシング要素６０５へと挿入される。二つのスラストディスク６０７、６０８は、軸方向の軸受面２０１２を提供する。

ブッシング要素６０５の内軸受部２０２の転倒ディスク機構２０４に面する部品６１１は、第１のスラストディスク６０７を支えるように適合された、第１の直径を有する第１の円柱状の部品６１２と、第２のスラストディスク６０８を支えるように適合された、第２の直径を有する第２の円柱状の部品６１３と、を有する。第１の直径は、第２の直径より大きい。そして、第２の直径は、径方向の軸受についての「円柱状の内側の径方向の軸受面」２０１１の直径より大きい。

二つのスラストディスク６０７、６０８が、ブッシング要素６０５へ挿入されるとき、これらは、ステップ６１４、６１５により、それぞれ止められる。第１のステップ（）６１４は、第１の円柱状の部品を、第２の円柱状の部品に接続する。また、第２のステップ６１５は、第２の円柱状の部品を、「円柱状の内側の径方向の軸受面」と接続する。

二つのスラストディスク６０７、６０８のうち、少なくとも一つは、適切な場所に取り付けられるように、ねじ山（thread）を有してもよい。

第１のステップ６１４の代わりに、距離素子又はスペーサリングが、二つのスラストディスクの間に提供され得る。

転倒ディスク機構２０４と、径方向の軸受面２０１１は、同一の直径を有し得る点に留意すべきである。

図６は、医用画像装置７００として適応される検査装置を表す。検査装置７００は、回転陽極Ｘ線管５００と、対応する検出器７０２を有する。検出器７０２と回転陽極Ｘ線管５００との間には、例えば、患者のような、関心のある対象が存在する。さらに、陽極５００と検出ユニット７０２に接続される、制御ユニット７０１が提供される。検出ユニット７０２と回転陽極Ｘ線管５００は、機械的に、コネクタ７０３によって接続される。

機能上の、スパイラル溝付軸受面とＸ線管の、適切な設計と組み合わせは、シール面の数と、高い回転数におけるシーリングの失敗のリスクを最小化することができる。シール面の構成及び軸受の設計は、軸受の機能性と、高い機械公差を妨げることなく、異なったシーリングの原理の使用を可能にする方法で、変更され得る。

スパイラル溝付軸受における転倒ディスク原理の使用は、軸方向の軸受に対する要求の低減を可能にし得る。軸方向の軸受面は、依然として平面である必要があるが、Ｔ字形のスパイラル溝付軸受の堅い（stiff）軸方向の面に対して要求されるような、面の平行性についての要求はない。複数の面の平行性からの逸脱は、ディスクの転倒する動きによって、補償される。

転倒ディスク軸受の原理の使用により、ラジアルシール面の直接の関与なしに、機能的な軸方向の軸受面を、閉じられたブッシングのシリンダの内側に配置する設計を可能とする。

ブッシングのシール表面を閉じるために用いられる、軸受の端部における最後の（final）ディスク（締付リング２０６）は、軸受の機能を有さず、軸方向の軸受面に対して平行な面を有する必要はない。従って、シールのリングは、通常、平行性に影響を与える、ガスケット又はシールエッジのような、さらなるシーリング原理と組み合わされてもよい。

本発明の教示は、上述した実施形態のあらゆる組み合わせを、明白に意図している。

本発明は、図面及び上述の説明において示されたが、そのような説明は、例示的なものであり、本発明を開示された実施形態に制限することを意図するものではない。単に、特定の手段が、相互に異なる従属項に列挙されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。クレーム内の参照符号は、範囲を限定するよう解釈されるべきではない。

クレームにおいて、「含む（comprising）」の語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「一つの（ａ又はａｎ）」は、複数を除外するものではない。

１０１ 陰極部品
１０３ スパイラル溝付軸受
１０４ 金属製真空外囲器
１０５ Ｘ線窓
１０６ モータ部品
２０１ 陽極ディスク
２０２ 軸受シャフト
２０３ ブッシング
２０４ 転倒ディスク
２０５ スペーサリング
２０６ 締付リング（軸方向の軸受側）
２０７ 締付リング（径方向の軸受側）
２０８ 回転子
２０１１ 径方向の軸受面
２０１２ 軸方向の軸受面
４０５ スラストディスク
４０６ 潤滑油に影響を与えるラジアルシール
４０７ 潤滑油に影響を与えないラジアルシール
４０８、４０９ チャネル
５００ 回転陽極Ｘ線管
６０１、６０２ ラジアルシール部
６０３、６０４ ガスケット
６０５ ブッシング要素
６０７ 第１のスラストディスク
６０８ 第２のスラストディスク
６０９、６１０ 円柱状の軸受面
６１１ 転倒ディスク機構に面する部品
６１２、６１３ ブッシングの円柱状の部品
６１４、６１５ ブッシングの内側の幾何学的なステップ
７００ 検査装置
７０１ 制御ユニット
７０２ 検出器
７０３ 機械的な接続

Claims (10)

1. 回転陽極Ｘ線管であって：
   内軸受部と外軸受部を有するスリーブ軸受であって、軸方向の軸受力を受けるように適合された、軸方向の軸受面と、径方向の軸受力を受けるように適合された、径方向の軸受面とを有する、スリーブ軸受
   を有し、
   前記外軸受部は、前記内軸受部を包み、少なくとも一のラジアルシール部を含み、
   前記ラジアルシール部は、前記軸方向の軸受面と機能的な関連を有しない、
   回転陽極Ｘ線管。
2. 前記内軸受部は、前記軸方向の軸受力を受ける前記軸方向の軸受面を有する転倒ディスク機構を含む、
   請求項１に記載の回転陽極Ｘ線管。
3. 前記外軸受部は、円柱状の内側の径方向の軸受面と、前記内軸受部の前記転倒ディスク機構に面する部品を有するブッシング要素を有する、
   請求項１又は２に記載の回転陽極Ｘ線管。
4. 前記スリーブ軸受の一端をシーリングするための、該一端における前記ブッシング要素に隣接する第１の締付リングと；
   前記スリーブ軸受の他端をシーリングするための、該他端における前記ブッシング要素に隣接する第２の締付リングと；
   をさらに有し、
   前記ラジアルシール部は、前記第１の締付リングと前記ブッシング要素の間と、前記第２の締付リングと前記ブッシング要素との間に配置される、
   請求項３に記載の回転陽極Ｘ線管。
5. 前記少なくとも一のラジアルシール部のうちの一のラジアルシール部は、ガスケット又はシーリングエッジを有する、
   請求項１に記載の回転陽極Ｘ線管。
6. 第１のスラストディスクと第２のスラストディスクをさらに有し、
   前記第１及び第２のスラストディスクは、前記軸方向の軸受面を提供し、前記ブッシング要素の内側に配置される、
   請求項３に記載の回転陽極Ｘ線管。
7. 前記ブッシング要素の前記内軸受部の前記転倒ディスク機構に面する前記部品は、
   前記第１のスラストディスクを支えるように適合された、第１の直径を有する第１の円柱状の部品と、
   前記第２のスラストディスクを支えるように適合された、第２の直径を有する第２の円柱状の部品と
   を有し、
   前記第１の直径は、前記第２の直径より大きく、前記第２の直径は、前記円柱状の内側の径方向の軸受面についての第３の直径より大きい、
   請求項６に記載の回転陽極Ｘ線管。
8. 前記転倒ディスク機構と前記径方向の軸受面は、同一の直径を有する、
   請求項１に記載の回転陽極Ｘ線管。
9. 関心のある対象の検査のための検査装置であって、
   請求項１に記載の回転陽極Ｘ線管を有する、検査装置。
10. 医用画像装置として適合される、請求項９に記載の検査装置。

Images