JP2016095958A - Rotating anode x ray tube device and x ray imaging device - Google Patents

Rotating anode x ray tube device and x ray imaging device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating anode X ray tube device having no possibility of corroding other member, and high production efficiency, and to provide an X-ray imaging device.SOLUTION: A rotating anode X ray tube device 1 includes: a cathode member for generating an electron beam; an anode member for generating X-ray upon collision with the electron beam; a rotary member for supporting the anode member; a bearing box 7 for rotatably supporting the rotary member via rolling bearings 10A, 10B; and a rotating anode X ray tube 2 including these cathode member, anode member, rotary member and a container for holding the bearing box 7 in vacuum tightly. The rolling bearing 10A is arranged on at least the anode member side in the axial direction of the rotary member, and an elastic body composed of a solid metal is provided between the outer ring 101 of the rolling bearing 10A and the inner surface of the bearing box 7.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回転陽極X線管の回転振動を低減した回転陽極X線管装置およびX線撮像装置に関する。   The present invention relates to a rotary anode X-ray tube device and an X-ray imaging device that reduce rotational vibration of a rotary anode X-ray tube.

従来、X線を使用して被検体を診断する医療用X線装置(X線撮像装置)や工業用X線検査装置(X線撮像装置)には、X線発生源としてX線管装置が使用されている。   Conventionally, an X-ray tube apparatus is used as an X-ray generation source in medical X-ray apparatuses (X-ray imaging apparatuses) and industrial X-ray inspection apparatuses (X-ray imaging apparatuses) that diagnose a subject using X-rays. It is used.

X線管装置は、その一例として、絶縁油が充填されたハウジング内にX線管が収容された構造を有しており、X線管は、熱電子を発する陰極と、陰極と対向配置された陽極とが真空容器内に備わるものである。   As an example, the X-ray tube apparatus has a structure in which an X-ray tube is accommodated in a housing filled with insulating oil, and the X-ray tube is disposed so as to face a cathode that emits thermoelectrons and a cathode. A positive electrode is provided in the vacuum vessel.

X線管装置の一種として、回転陽極型のX線管を備えた回転陽極X線管装置が知られている。回転陽極型のX線管では、陰極から放射された電子は、陰極と陽極ターゲット間の電位勾配により加速、集束され、回転する陽極ターゲットのX線放射層表面に略垂直に衝突してX線発生源となる焦点を形成する。焦点に高いエネルギを持った電子ビームが衝突すると、電子ビームはX線放射層により急速に減速されるためX線が放出される。X線に変換される割合は、X線放射層に衝突する電子の運動エネルギの中の1%程度と僅かで残りのエネルギは熱に変換され陽極のターゲットやその周辺を加熱する。   As a kind of X-ray tube device, a rotary anode X-ray tube device having a rotary anode type X-ray tube is known. In a rotating anode type X-ray tube, electrons emitted from the cathode are accelerated and focused by a potential gradient between the cathode and the anode target, and collide with the surface of the rotating X-ray emitting layer of the anode target substantially perpendicularly. Form the focal point that will be the source. When an electron beam with high energy collides with the focal point, the electron beam is rapidly decelerated by the X-ray emitting layer, and X-rays are emitted. The rate of conversion to X-rays is about 1% of the kinetic energy of the electrons that collide with the X-ray emitting layer, and the remaining energy is converted to heat, which heats the anode target and its surroundings.

ターゲットの電子線スポットに熱が集中的に発生すると、熱によりターゲットの電子線スポットが溶融することがあるが、回転陽極X線管装置では、陽極を回転させることによりターゲット上の電子線スポットを分散させ、ターゲットの電子線スポットに熱が集中的に発生することを防止している。   When heat is concentrated in the target electron beam spot, the target electron beam spot may be melted by the heat. In the rotating anode X-ray tube device, the electron beam spot on the target is changed by rotating the anode. It is dispersed to prevent heat from being concentrated in the target electron beam spot.

ところで、回転陽極X線管装置では、回転陽極がボールベアリング等の軸受を介して真空容器に支持された構造となっている。そのため、部品のガタや残留アンバランス、軸受の隙間等が原因で、回転陽極が回転する際に振動が発生することがある。   By the way, the rotary anode X-ray tube apparatus has a structure in which the rotary anode is supported by the vacuum vessel via a bearing such as a ball bearing. Therefore, vibration may occur when the rotating anode rotates due to backlash of parts, residual unbalance, bearing clearance, and the like.

回転陽極が振動すると、その振動が回転陽極を支持している支持手段を介して真空容器へと伝播され、さらに、X線管取り付け手段を介してハウジングへと伝播される。このため、ハウジングが振動してX線画像の解像度が低下したり、騒音が生じたりする原因となる。   When the rotating anode vibrates, the vibration is propagated to the vacuum vessel via the supporting means supporting the rotating anode, and further propagated to the housing via the X-ray tube attaching means. For this reason, the housing vibrates and the resolution of the X-ray image is lowered or noise is generated.

また、ボールベアリングは、回転陽極の熱を外部へ伝達する役割も有しており、高い熱伝導率、及び耐熱性が要求される。   The ball bearing also has a role of transmitting heat of the rotating anode to the outside, and high heat conductivity and heat resistance are required.

本技術分野の背景技術として、特許文献1に記載のX線管装置がある。   As a background art in this technical field, there is an X-ray tube apparatus described in Patent Document 1.

このX線管装置では、転がり軸受の外輪と軸受ハウジングの隙間に、液体金属を充填させている。発生した振動により液体金属が押しのけられようとすると、液体金属の粘性により反力が生じ(スクイ―ズフィルムダンパ効果)、振動減衰効果が得られるようになっている。また、液体金属として水銀、ガリウム、ガリウム合金等が挙げられており、いずれも沸点は1000℃以上であり、高温条件においても使用が可能である。   In this X-ray tube device, a liquid metal is filled in the gap between the outer ring of the rolling bearing and the bearing housing. When the liquid metal is pushed away by the generated vibration, a reaction force is generated due to the viscosity of the liquid metal (squeeze film damper effect), and a vibration damping effect is obtained. Further, mercury, gallium, gallium alloys, and the like are listed as liquid metals, and all have boiling points of 1000 ° C. or higher, and can be used even under high temperature conditions.

特開2014−86163JP 2014-86163 A

しかし、特許文献1に記載されたX線管装置は、高温条件において使用可能であるが、常温下における液体金属は、例えばガリウム系の重金属を含む合金であるため、他部材を腐食させる可能性がある。また、液体金属が漏れることのないよう封止する必要があり、製造効率を向上させることが難しい。   However, although the X-ray tube apparatus described in Patent Document 1 can be used under high temperature conditions, the liquid metal at room temperature is an alloy containing, for example, a gallium heavy metal, and may corrode other members. There is. Moreover, it is necessary to seal so that the liquid metal does not leak, and it is difficult to improve the manufacturing efficiency.

そこで、本発明は、他部材の腐食可能性がなく、かつ製造効率の高い回転陽極X線管装置およびX線撮像装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a rotary anode X-ray tube device and an X-ray imaging device that are free from corrosion of other members and have high manufacturing efficiency.

本発明の回転陽極X線管装置は、電子線を発生する陰極部材と、電子線が衝突してX線を発生する陽極部材と、前記陽極部材を支持する回転部材と、前記回転部材を転がり軸受を介して回転自在に支持する軸受箱と、これらの陰極部材、陽極部材、回転部材および軸受箱を真空気密に内包する収容器と、を備え、前記転がり軸受は、前記回転部材の軸方向において少なくとも前記陽極部材側に配置されており、前記転がり軸受の外輪と前記軸受箱の内面との間には、隙間が形成され、前記隙間に、固体の金属材料からなる弾性体が設けられている。   A rotating anode X-ray tube device according to the present invention includes a cathode member that generates an electron beam, an anode member that generates an X-ray when the electron beam collides, a rotating member that supports the anode member, and the rotating member. A bearing box rotatably supported via a bearing, and a container containing the cathode member, the anode member, the rotating member, and the bearing box in a vacuum-tight manner, and the rolling bearing has an axial direction of the rotating member. Is disposed at least on the anode member side, and a gap is formed between the outer ring of the rolling bearing and the inner surface of the bearing box, and an elastic body made of a solid metal material is provided in the gap. Yes.

また、X線撮像装置は、このような回転陽極X線管装置を備えていることを特徴とする。   Further, the X-ray imaging apparatus is provided with such a rotary anode X-ray tube apparatus.

本発明によれば、他部材の腐食可能性がなく、かつ製造効率の高い回転陽極X線管装置およびX線撮像装置が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a rotary anode X-ray tube device and an X-ray imaging device that do not corrode other members and have high manufacturing efficiency.

本発明の第1実施形態に係る回転陽極X線管装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotary anode X-ray tube apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る回転陽極X線管を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the rotation anode X-ray tube concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る軸受部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the bearing part concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る軸受部分の軸直角断面図である。It is an axis perpendicular cross section of the bearing part concerning a 1st embodiment of the present invention. X線撮像装置としてのX線CT装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the X-ray CT apparatus as an X-ray imaging apparatus. 本発明の第2実施形態に係る軸受部分を軸直角断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view perpendicular to the axis of a bearing portion according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る回転陽極X線管装置の軸受部分の軸方向に見た図である。It is the figure seen in the axial direction of the bearing part of the rotating anode X-ray tube apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る軸受部分の軸直角断面図である。It is an axis perpendicular sectional view of a bearing part concerning a 3rd embodiment of the present invention.

以下、本実施形態に係る回転陽極X線管装置について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1に示すように、回転陽極X線管装置1は、内部に回転陽極X線管2を備えている。回転陽極X線管2は、電子線を発生する陰極部材(以下、陰極体という)3と、電子線が衝突してX線を発生する陽極部材(以下、陽極ターゲットという)4と、陽極ターゲット4を支持する回転部材となる有底円筒状の駆動モータロータ5と、駆動モータロータ5に連結された軸6と、軸6を支持する転がり軸受10A、10Bと、転がり軸受10A、10Bを介して軸6を回転自在に支持する軸受箱7と、陰極体3、陽極ターゲット4、駆動モータロータ5、軸6(転がり軸受10A、10B)および軸受箱7を真空気密に内包する収容器としてのガラス管球8と、を含んで構成されている。
Hereinafter, the rotary anode X-ray tube apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the rotary anode X-ray tube device 1 includes a rotary anode X-ray tube 2 inside. The rotating anode X-ray tube 2 includes a cathode member (hereinafter referred to as a cathode body) 3 that generates an electron beam, an anode member (hereinafter referred to as an anode target) 4 that generates an X-ray upon collision with an electron beam, and an anode target. The bottomed cylindrical drive motor rotor 5 that serves as a rotating member that supports the shaft 4, the shaft 6 connected to the drive motor rotor 5, the rolling bearings 10A and 10B that support the shaft 6, and the shaft via the rolling bearings 10A and 10B And a glass tube ball as a container containing the cathode body 3, the anode target 4, the drive motor rotor 5, the shaft 6 (rolling bearings 10A and 10B) and the bearing box 7 in a vacuum-tight manner. 8 and so on.

回転陽極X線管2は、回転陽極X線管装置1の外枠を形成するハウジング9内に固定されている。ハウジング9の内側の一端部には、回転陽極X線管2の軸方向にフレーム9aが突設され、このフレーム9aに支持部9bが固定されている。支持部9bには、回転陽極X線管2がボルト11により固定されている。また、回転陽極X線管2(ガラス管球8)の他端部は、管支持体12を介してハウジング9に支持されている。   The rotary anode X-ray tube 2 is fixed in a housing 9 that forms an outer frame of the rotary anode X-ray tube device 1. A frame 9a protrudes from one end portion inside the housing 9 in the axial direction of the rotary anode X-ray tube 2, and a support portion 9b is fixed to the frame 9a. The rotary anode X-ray tube 2 is fixed to the support portion 9b with a bolt 11. The other end of the rotary anode X-ray tube 2 (glass tube bulb 8) is supported by the housing 9 via a tube support 12.

フレーム9aには、磁界発生装置となるモータステータ3aが設けられており、回転磁界の発生により、駆動モータロータ5と陽極ターゲット4は、3000〜9000rpmの範囲で回転する。X線発生時は、陰極体3と陽極ターゲット4との間に高電圧が印加されるので全体の電気絶縁性を確保するためにハウジング9内は、絶縁油13で満たされている。   The frame 9a is provided with a motor stator 3a serving as a magnetic field generator, and the drive motor rotor 5 and the anode target 4 rotate in the range of 3000 to 9000 rpm by the generation of the rotating magnetic field. When X-rays are generated, a high voltage is applied between the cathode body 3 and the anode target 4, so that the housing 9 is filled with an insulating oil 13 in order to ensure overall electrical insulation.

図2に示すように、駆動モータロータ5の底部には、フランジ部6aを介して軸6が図示しないボルトにより固定されている。   As shown in FIG. 2, the shaft 6 is fixed to the bottom of the drive motor rotor 5 with a bolt (not shown) via a flange 6a.

軸受箱7は、基部7aと、基部7aに一体に設けられた円筒部7bと、円筒部7bを覆う軸受箱外囲材16とを有している。基部7aには、ボルト穴7cが形成されている。ボルト穴7cには、支持部9b(図1参照)に固定するためのボルト11が締結される。円筒部7bの内側には、転がり軸受10A、10Bを介して軸6が回転自在に支持されている。   The bearing box 7 includes a base portion 7a, a cylindrical portion 7b provided integrally with the base portion 7a, and a bearing box surrounding material 16 that covers the cylindrical portion 7b. Bolt holes 7c are formed in the base portion 7a. The bolt 11 for fixing to the support part 9b (refer FIG. 1) is fastened by the bolt hole 7c. Inside the cylindrical part 7b, the shaft 6 is rotatably supported via rolling bearings 10A and 10B.

転がり軸受10A、10Bは、軸6の軸方向に円筒状のスペーサリング14を介して所定の間隔に配置されている。なお、スペーサリング14は、軸受箱7の円筒部7bに対して図示しないねじ等により回転不能に位置決め固定されている。   The rolling bearings 10 </ b> A and 10 </ b> B are arranged at predetermined intervals via a cylindrical spacer ring 14 in the axial direction of the shaft 6. The spacer ring 14 is positioned and fixed in a non-rotatable manner with a screw or the like (not shown) with respect to the cylindrical portion 7 b of the bearing housing 7.

円筒部7bの外周面は、円筒状の軸受箱外囲材16で覆われている。軸受箱外囲材16は、円筒部7bの段付き形状に対応する段付き形状を備えており、先端部16aが軸受10Aを覆う状態に、陽極ターゲット4に向けて延出している。   The outer peripheral surface of the cylindrical portion 7 b is covered with a cylindrical bearing box surrounding material 16. The bearing box surrounding member 16 has a stepped shape corresponding to the stepped shape of the cylindrical portion 7b, and extends toward the anode target 4 so that the tip end portion 16a covers the bearing 10A.

転がり軸受10Aは、図3に示すように、外輪101と転動体(ボール)102とを有している。転がり軸受10Aは内輪を有しておらず、軸6の外周面に転動体102が摺接する溝6bが形成されている。外輪101は、図示はしないが、ピン等の固定部材によってスペーサリング14に回り止めされており、回転不能に固定されている。また、外輪101の外周面101aと対面する軸受箱7は段付き形状となっており、外輪101の外周面101aと、軸受箱7の内周面7dとの間には隙間が設けられている。したがって、軸受箱7は、ターゲット4方向から見た場合、端部において内径が大きくなる(肉厚が薄くなる)構造を有している。   As shown in FIG. 3, the rolling bearing 10 </ b> A includes an outer ring 101 and rolling elements (balls) 102. 10 A of rolling bearings do not have an inner ring | wheel, but the groove | channel 6b where the rolling element 102 slidably contacts is formed in the outer peripheral surface of the axis | shaft 6. As shown in FIG. Although not shown, the outer ring 101 is fixed to the spacer ring 14 by a fixing member such as a pin and is fixed so as not to rotate. The bearing housing 7 facing the outer peripheral surface 101 a of the outer ring 101 has a stepped shape, and a gap is provided between the outer peripheral surface 101 a of the outer ring 101 and the inner peripheral surface 7 d of the bearing housing 7. . Therefore, the bearing box 7 has a structure in which the inner diameter is increased (the thickness is reduced) at the end when viewed from the direction of the target 4.

また、外輪101は軸6の長手方向において陽極ターゲット4から遠ざかるにつれて厚みを増す形状を有し、ターゲット4側(図3左側)に向けて薄くなる構造をもつ。この構造を有することによって、スペーサリング14との締結面を十分に確保するとともに、外輪101および軸6を設置した後に転動体102を溝6bに挿入することが容易となる。なお、図3において外輪101とスペーサリング14とは別個の部材として描写しているが、これらは一個の部材によって構成されてもよい。   The outer ring 101 has a shape that increases in thickness in the longitudinal direction of the shaft 6 as it moves away from the anode target 4, and has a structure that becomes thinner toward the target 4 side (left side in FIG. 3). By having this structure, a sufficient fastening surface with the spacer ring 14 can be secured, and the rolling element 102 can be easily inserted into the groove 6b after the outer ring 101 and the shaft 6 are installed. Although the outer ring 101 and the spacer ring 14 are depicted as separate members in FIG. 3, they may be configured by a single member.

図4に示すように外輪101の外周面101aと軸受箱7の内周面7dとの間には、金属帯を波状に折り曲げて形成した環(以下バンプフォイルという)18が周方向に渡って設けられている。つまり、転がり軸受10Aの外輪101は、バンプフォイル18を介して、軸受箱7に、そして軸受箱外囲材16の内周面に支持されている。   As shown in FIG. 4, between the outer peripheral surface 101a of the outer ring 101 and the inner peripheral surface 7d of the bearing housing 7, a ring (hereinafter referred to as a bump foil) 18 formed by bending a metal band in a wave shape extends in the circumferential direction. Is provided. In other words, the outer ring 101 of the rolling bearing 10 </ b> A is supported by the bearing housing 7 and the inner peripheral surface of the bearing housing enclosure 16 via the bump foil 18.

なお、軸受箱7の段付き形状の段差は、軸6の長手方向において、バンプフォイル18と同程度またはそれよりも長い程度に形成される。また軸6の方向において、バンプフォイル18および外輪101の長さは同程度であることが望ましい。このような形状の関係を有することによって、バンプフォイル18および外輪101は、軸受箱7の段付き形状の段差部分に配置されることによって、容易に適切な箇所へ配置されることとなり製作性が向上する。   The stepped step of the bearing box 7 is formed in the longitudinal direction of the shaft 6 so as to be about the same as or longer than the bump foil 18. In the direction of the shaft 6, it is desirable that the lengths of the bump foil 18 and the outer ring 101 are approximately the same. By having such a shape relationship, the bump foil 18 and the outer ring 101 are easily disposed at an appropriate location by being disposed at the stepped portion of the stepped shape of the bearing box 7, so that the manufacturability is improved. improves.

なお、本実施例においては、軸受箱7が段付き形状を有することによって、軸受箱7のターゲット4側端部と外輪101との間に隙間を形成し、この隙間をバンプフォイル18の設置空間とした。しかし、必ずしもこれに限ることなく、軸6と軸受箱7との間に十分なスペースが存在するのであれば、段付き形状を形成せずとも、スペーサリング14の厚みを外輪101に対して十分に増加させることによって、外輪101と軸受箱7との間に空間を設け、この空間にバンプフォイル18を設けることも可能である。   In the present embodiment, since the bearing housing 7 has a stepped shape, a gap is formed between the end portion of the bearing housing 7 on the target 4 side and the outer ring 101, and this clearance is used as an installation space for the bump foil 18. It was. However, the present invention is not limited to this, and if there is sufficient space between the shaft 6 and the bearing housing 7, the spacer ring 14 is sufficiently thicker than the outer ring 101 without forming a stepped shape. It is also possible to provide a space between the outer ring 101 and the bearing housing 7 and to provide the bump foil 18 in this space.

転がり軸受10Bは、図2に示すように、外輪103と転動体104とを有している。転がり軸受10Bも前記転がり軸受10Aと同様に内輪を有しておらず、軸6の外周面に転動体104が摺接する溝6cが形成されている。外輪103は、軸受箱7の円筒部7bに収納され、円筒部7bの内側に設置されている押しばね17およびリング19で位置決めされている。   As shown in FIG. 2, the rolling bearing 10 </ b> B has an outer ring 103 and rolling elements 104. Similarly to the rolling bearing 10A, the rolling bearing 10B does not have an inner ring, and a groove 6c is formed on the outer peripheral surface of the shaft 6 so that the rolling element 104 is in sliding contact therewith. The outer ring 103 is housed in the cylindrical portion 7b of the bearing box 7, and is positioned by a pressing spring 17 and a ring 19 installed inside the cylindrical portion 7b.

このような回転陽極X線管装置において、軸6が回転すると、軸6や駆動モータロータ5等の回転体は、一端側のボルト11(図1参照)でフレーム9a(図1参照)に片持ち状態に支持されているため、これから一番離れた側となる他端側の陽極ターゲット4が最も振動の大きい部分となる。したがって、軸6においては、転がり軸受10Aで支持している部分が最も振動が大きくなる。   In such a rotary anode X-ray tube device, when the shaft 6 rotates, the rotating body such as the shaft 6 and the drive motor rotor 5 is cantilevered to the frame 9a (see FIG. 1) by a bolt 11 (see FIG. 1) on one end side. Since it is supported in the state, the anode target 4 on the other end side which is the farthest side from this is the portion with the largest vibration. Therefore, in the shaft 6, the vibration is greatest at the portion supported by the rolling bearing 10A.

軸6の振動は、図3に示すように、転動体102から外輪101へ伝播され、外輪101から、バンプフォイル18を通じて軸受箱7へと伝わる。バンプフォイル18に振動が伝播されると、バンプフォイル18と外輪外周面101aとの間にすべり摩擦が発生し、振動エネルギが散逸されるため、振動減衰効果が得られる。   As shown in FIG. 3, the vibration of the shaft 6 is propagated from the rolling element 102 to the outer ring 101, and is transmitted from the outer ring 101 to the bearing box 7 through the bump foil 18. When vibration is propagated to the bump foil 18, sliding friction is generated between the bump foil 18 and the outer peripheral surface 101a of the outer ring, and vibration energy is dissipated, so that a vibration damping effect is obtained.

次に、図5を参照して回転陽極X線管装置1を用いたX線撮像装置としてのX線CT装置について説明する。   Next, an X-ray CT apparatus as an X-ray imaging apparatus using the rotary anode X-ray tube apparatus 1 will be described with reference to FIG.

図5に示すように、スキャナガントリ111は、中央部に円形の開口部113を有しており、この開口部113に、被検体114を寝かせるための寝台115が設置されている。寝台115は、図示しない水平移動手段および上下移動手段により被検体114の体軸方向および上下方向へ移動自在となっている。   As shown in FIG. 5, the scanner gantry 111 has a circular opening 113 in the center, and a bed 115 for laying the subject 114 is installed in the opening 113. The bed 115 is movable in the body axis direction and the vertical direction of the subject 114 by a horizontal movement unit and a vertical movement unit (not shown).

スキャナガントリ111内には、被検体114の周囲を回転するスキャナ112が設けられている。このスキャナ112には、被検体114を挟んで対向するように、回転陽極X線管装置1とX線検出器116とが配置されている。   A scanner 112 that rotates around the subject 114 is provided in the scanner gantry 111. The rotary anode X-ray tube device 1 and the X-ray detector 116 are arranged on the scanner 112 so as to face each other with the subject 114 interposed therebetween.

回転陽極X線管装置1から発生したX線は、被検体114に照射される。なお、回転陽極X線管装置1の照射面側すなわち回転陽極X線管装置1と被検体114との間には周知の図示しないコリメータ等が配置されており、X線ビームの照射野がX線検出器116に対応する所定幅に設定されている。   X-rays generated from the rotary anode X-ray tube device 1 are irradiated to the subject 114. A well-known collimator (not shown) or the like is disposed between the irradiation surface side of the rotary anode X-ray tube apparatus 1, that is, between the rotary anode X-ray tube apparatus 1 and the subject 114, and the irradiation field of the X-ray beam is X. A predetermined width corresponding to the line detector 116 is set.

X線検出器116は、回転陽極X線管装置1の焦点を中心とする円弧状に形成されている。X線の受光面には、被検体114の体軸と直交するチャンネル方向に多数のX線検出素子群が配列され、またX線検出素子群は被検体114の体軸方向へ複数列配列された構成となっている。このX線検出器116で被検体114を透過したX線が検出され、データ収集装置117で投影データとしてデータ収集される。   The X-ray detector 116 is formed in an arc shape centered on the focal point of the rotary anode X-ray tube apparatus 1. On the X-ray receiving surface, a large number of X-ray detection element groups are arranged in a channel direction perpendicular to the body axis of the subject 114, and a plurality of X-ray detection element groups are arranged in the body axis direction of the subject 114. It becomes the composition. The X-ray detector 116 detects X-rays transmitted through the subject 114 and the data acquisition device 117 collects data as projection data.

データ収集装置117で収集された投影データは、画像再構成装置118に送られ、画像再構成装置118では、投影データに基づき被検体114の断層像が再構成される。そして、再構成された断層像は画像表示装置119に表示され、画像診断に供される。   The projection data collected by the data collection device 117 is sent to the image reconstruction device 118, and the image reconstruction device 118 reconstructs a tomographic image of the subject 114 based on the projection data. Then, the reconstructed tomographic image is displayed on the image display device 119 and used for image diagnosis.

以上説明した本実施形態の回転陽極X線管装置1によれば、外輪101の外周面101aと軸受箱の内周面7dとの間には、固体金属性弾性体であるバンプフォイル18が設けられているため、バンプフォイル18と外輪外周面101a間のすべり摩擦により、振動エネルギが散逸されるといった振動減衰効果が得られる。したがって、回転振動を好適に減衰して軸受寿命を向上することができ、長期的に安定した回転が得られる。   According to the rotary anode X-ray tube device 1 of the present embodiment described above, the bump foil 18 that is a solid metallic elastic body is provided between the outer peripheral surface 101a of the outer ring 101 and the inner peripheral surface 7d of the bearing box. Therefore, a vibration damping effect is obtained in which vibration energy is dissipated by sliding friction between the bump foil 18 and the outer ring outer peripheral surface 101a. Accordingly, the rotational vibration can be suitably attenuated to improve the bearing life, and stable rotation can be obtained over a long period.

また、運転時に、軸6における最も振動が大きくなる転がり軸受10Aにおいて、バンプフォイル18により好適に回転振動を低減することができるので、振動減衰効果が高く、静粛な回転陽極X線管装置1を提供することができる。   Further, in the rolling bearing 10A in which the vibration is greatest in the shaft 6 during operation, the rotational vibration can be suitably reduced by the bump foil 18, so that the rotary anode X-ray tube device 1 having a high vibration damping effect and quiet can be obtained. Can be provided.

また、バンプフォイル18は、固体金属であるため、重金属である液体金属を設けた場合に懸念される他部材の腐食は生じない。さらに、液体金属を用いる場合のようにシール部材を設ける必要がなく、製作性を向上させることが可能となる。製作性の向上はコスト低減にもつながる。   Moreover, since the bump foil 18 is a solid metal, the corrosion of other members which is a concern when a liquid metal that is a heavy metal is provided does not occur. Further, it is not necessary to provide a sealing member as in the case of using liquid metal, and it becomes possible to improve manufacturability. Improvement in manufacturability leads to cost reduction.

なお、陽極ターゲット4の表面からX線が図1中の矢印方向に放出されるときに、陽極ターゲット4に生じる熱の一部は熱伝導により軸6および転がり軸受10Aを通じて軸受箱7へ伝熱され、その結果、転がり軸受10Aが約300〜400℃の温度に上昇することとなるが、それ以上の融点を有している金属を用いれば、陽極ターゲット4の熱により溶融することもなく、回転陽極X線管2の仕様温度範囲内で減衰機能が失われることもない。また、バンプフォイル18に、高い熱伝導性を有している金属を用いれば、軸6の放熱性を確保することができるため、回転振動を好適に減衰し、かつ使用されている金属材料強度低下を防ぐことができ、軸受寿命を向上することができるため、長期的に安定した回転が得られる。   When X-rays are emitted from the surface of the anode target 4 in the direction of the arrow in FIG. 1, a part of the heat generated in the anode target 4 is transferred to the bearing box 7 through the shaft 6 and the rolling bearing 10A by heat conduction. As a result, the rolling bearing 10A will rise to a temperature of about 300 to 400 ° C., but if a metal having a melting point higher than that is used, it will not be melted by the heat of the anode target 4, The attenuation function is not lost within the specified temperature range of the rotary anode X-ray tube 2. Further, if a metal having high thermal conductivity is used for the bump foil 18, the heat dissipation of the shaft 6 can be ensured, so that the rotational vibration is suitably damped and the strength of the metal material used. Since the decrease can be prevented and the bearing life can be improved, stable rotation can be obtained in the long term.

また、軸6の外周面に溝6b、6cが設けられているので、転がり軸受10A、10Bの内輪が不要となり、内輪が不要となる分、軸6を太く形成することができる。このことは、振動減衰の向上に寄与する。加えて、図3に示すように軸受箱7が段付き形状を有することによって、外輪101の外径側に金属弾性体を配置する空間を形成しているため、軸6を太く形成することができ、更に振動減衰の向上に寄与している。   Further, since the grooves 6b and 6c are provided on the outer peripheral surface of the shaft 6, the inner ring of the rolling bearings 10A and 10B is not required, and the shaft 6 can be formed thicker as much as the inner ring is unnecessary. This contributes to improvement of vibration damping. In addition, since the bearing box 7 has a stepped shape as shown in FIG. 3, a space for arranging the metal elastic body is formed on the outer diameter side of the outer ring 101, so that the shaft 6 can be formed thick. And contributes to the improvement of vibration damping.

また、回転陽極X線管装置1を用いたX線CT装置によれば、回転陽極X線管装置1の回転振動に基づくX線CT装置の騒音を好適に低減することができ、静寂性の向上を図ることができる。さらに、回転陽極X線管装置1の回転振動が減衰されることにより、X線画像の解像度の向上を図ることができるX線CT装置が得られる。
(第2実施形態)
図6、7を参照して第2実施形態の回転陽極X線管装置について説明する。
Moreover, according to the X-ray CT apparatus using the rotary anode X-ray tube apparatus 1, the noise of the X-ray CT apparatus based on the rotational vibration of the rotary anode X-ray tube apparatus 1 can be suitably reduced, and the quietness is achieved. Improvements can be made. Furthermore, an X-ray CT apparatus capable of improving the resolution of the X-ray image is obtained by attenuating the rotational vibration of the rotary anode X-ray tube apparatus 1.
(Second Embodiment)
A rotary anode X-ray tube apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態が前記第1実施形態と異なるところは、外輪外周面101aと軸受箱7の内周面7dの間に、熱伝導性の高い粉末20(粒子状伝熱材)を充填させたことである。   This embodiment is different from the first embodiment in that the outer ring outer peripheral surface 101a and the inner peripheral surface 7d of the bearing housing 7 are filled with powder 20 (particulate heat transfer material) having high thermal conductivity. It is.

図7に示すように、陽極ターゲット4で生じた熱は軸6へ伝わり、転動体102からバンプフォイル18を通じて、軸受箱7へ伝わることで、外部へ放熱される。この時、バンプフォイル18と外輪外周面101aの接触面積が小さいと、十分に熱を伝えることができないことが考えられる。本実施例では、外輪外周面101aと軸受箱7の内周面7dとの隙間には、熱伝導性の高い粉末20を充填させている。そのため、パンプフォイルの軸受径方向ばね定数を上昇させることなく、隙間内の熱伝導率を高めることができる。これより、軸受箱7外部への放熱性を高めることができるため、軸受材料の温度上昇による強度低下を防ぐことができる。ここで熱伝導性の高い粉末として窒化させたセラミックスや、アルミニウムが挙げられる。   As shown in FIG. 7, the heat generated in the anode target 4 is transmitted to the shaft 6, and is transferred from the rolling element 102 to the bearing box 7 through the bump foil 18, and is radiated to the outside. At this time, if the contact area between the bump foil 18 and the outer ring outer peripheral surface 101a is small, it is considered that heat cannot be sufficiently transmitted. In this embodiment, the gap between the outer peripheral surface 101a of the outer ring and the inner peripheral surface 7d of the bearing housing 7 is filled with powder 20 having high thermal conductivity. Therefore, the thermal conductivity in the gap can be increased without increasing the bearing radial spring constant of the pump foil. Thereby, since the heat dissipation to the exterior of the bearing box 7 can be improved, the strength reduction by the temperature rise of a bearing material can be prevented. Here, a nitrided ceramic or aluminum is used as a powder having high thermal conductivity.

本実施形態の回転陽極X線管装置1によれば、温度過大による材料強度低下を防ぐことができるため、軸受寿命を向上することができ、長期的に安定した回転が得られる。
(第3実施形態)
図8を参照して第3実施形態の回転陽極X線管装置について説明する。
According to the rotary anode X-ray tube device 1 of the present embodiment, since the material strength can be prevented from being lowered due to excessive temperature, the bearing life can be improved, and stable rotation can be obtained in the long term.
(Third embodiment)
A rotary anode X-ray tube apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態が前記第1、2実施形態と異なるところは、外輪101の外周面101aと軸受箱7の内周面7dとの間に、バンプフォイル18ではなく、固体金属性の弾性体として一本以上の金属製ワイヤ15を環状に押しかためて充填させた部材を配置したことである。   The present embodiment differs from the first and second embodiments in that it is not a bump foil 18 but a solid metallic elastic body between the outer peripheral surface 101a of the outer ring 101 and the inner peripheral surface 7d of the bearing housing 7. That is, a member filled with more than the number of metal wires 15 in an annular shape is disposed.

図8に示すように、外輪101の外周面101aと軸受箱7の内周面7dとの間に、金属製ワイヤ15が充填されている。金属製ワイヤ15は、互いに接触するようにからみあった形態をしている。絡み合った金属ワイヤ15に振動が伝播され、力が負荷されると金属ワイヤ15は、外輪外周面101aとの間及び、金属ワイヤ間で、すべり摩擦が発生し、振動エネルギが散逸される、これより振動減衰効果が得られる。   As shown in FIG. 8, a metal wire 15 is filled between the outer peripheral surface 101 a of the outer ring 101 and the inner peripheral surface 7 d of the bearing housing 7. The metal wires 15 are tangled so as to contact each other. When vibration is propagated to the entangled metal wire 15 and a force is applied, the metal wire 15 generates sliding friction between the outer ring outer peripheral surface 101a and between the metal wires, and the vibration energy is dissipated. A vibration damping effect can be obtained.

また、金属ワイヤ15を充填させることにより、金属ワイヤ15と外輪外周面101a及び軸受箱7の内周面7dとの接触面積を、実施例1と比較して大きくすることが出来るため、放熱性をより高めることができる。なお、この場合であっても、実施例2と同様に粒子状伝熱材を適当な密度で充填することによって、金属ワイヤ15による振動減衰効果を維持しつつ、放熱性のさらなる向上を図ることも可能である。   Further, by filling the metal wire 15, the contact area between the metal wire 15 and the outer peripheral surface 101 a of the outer ring and the inner peripheral surface 7 d of the bearing housing 7 can be increased as compared with the first embodiment. Can be further enhanced. Even in this case, it is possible to further improve the heat dissipation while maintaining the vibration damping effect by the metal wire 15 by filling the particulate heat transfer material at an appropriate density as in the second embodiment. Is also possible.

本実施形態の回転陽極X線管装置1によれば、温度過大による材料強度低下を防ぐことができかつ、回転振動を好適に減衰して軸受寿命を向上することができるため、長期的に安定した回転が得られる。   According to the rotating anode X-ray tube device 1 of the present embodiment, it is possible to prevent a decrease in material strength due to excessive temperature, and it is possible to improve the bearing life by suitably attenuating rotational vibration, and thus stable for a long period of time. Rotation is obtained.

以上本発明について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。   Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with appropriate modifications.

前記各実施形態では、外輪101の外周面101aと軸受箱7の内周面7dとの間にバンプフォイル18又は、金属製ワイヤ15を設けていたが、これに限られることはなく、軸受箱7と外輪101の間に、厚さを有したリング部材を設けて、そのリング部材と外輪の間に、バンプフォイル18又は、金属製ワイヤ15を設け、一つの転がり軸受モジュールとしてもよい。軸受モジュール化をすることによって、製作性のさらなる向上を図ることが可能となる。   In each of the above embodiments, the bump foil 18 or the metal wire 15 is provided between the outer peripheral surface 101a of the outer ring 101 and the inner peripheral surface 7d of the bearing housing 7. However, the present invention is not limited to this. A ring member having a thickness may be provided between the ring member 7 and the outer ring 101, and the bump foil 18 or the metal wire 15 may be provided between the ring member and the outer ring to form one rolling bearing module. By making the bearing modular, it is possible to further improve the manufacturability.

また、軸6の外周面に溝6b、6cを形成したが、これに限られることはなく、内輪を設けて、内輪で軸6を支持してもよい。   Further, although the grooves 6b and 6c are formed on the outer peripheral surface of the shaft 6, the present invention is not limited to this, and an inner ring may be provided to support the shaft 6 with the inner ring.

また、前記各実施形態で説明した回転陽極X線管装置1は、前記したX線CT装置に用いるものに限られることはなく、撮像装置としての工業用X線検査装置に対して用いることもできる。この場合にも、回転陽極X線管装置1による回転振動の減衰効果により、静寂性の向上やX線画像の解像度の向上を図ることができる。   Further, the rotary anode X-ray tube apparatus 1 described in each of the embodiments is not limited to the one used for the above-described X-ray CT apparatus, and may be used for an industrial X-ray inspection apparatus as an imaging apparatus. it can. Also in this case, the quietness can be improved and the resolution of the X-ray image can be improved by the rotational vibration damping effect of the rotary anode X-ray tube apparatus 1.

1 回転陽極X線管装置
2 回転陽極X線管
3 陰極体(陰極部材)
4 陽極ターゲット(陽極部材)
6 軸(回転部材)
7 軸受箱
8 ガラス管球(収容器)
10A 転がり軸受
10B 転がり軸受
14 スペーサリング
15 金属ワイヤ
16 軸受箱外囲材
18 バンプフォイル
20 粉末
101 外輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating anode X-ray tube apparatus 2 Rotating anode X-ray tube 3 Cathode body (cathode member)
4 Anode target (anode member)
6 axis (rotating member)
7 Bearing box 8 Glass tube (container)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10A Rolling bearing 10B Rolling bearing 14 Spacer ring 15 Metal wire 16 Bearing box surrounding material 18 Bump foil 20 Powder 101 Outer ring

Claims (6)

電子線を発生する陰極部材と、
電子線が衝突してX線を発生する陽極部材と、
前記陽極部材を支持する回転部材と、
前記回転部材を転がり軸受を介して回転自在に支持する軸受箱と、
これらの陰極部材、陽極部材、回転部材および軸受箱を真空気密に内包する収容器と、を備え、
前記転がり軸受の外輪と前記軸受箱の内面との間には、隙間が形成され、
前記隙間に、固体の金属材料を含む弾性体が設けられている回転陽極X線管装置。
A cathode member for generating an electron beam;
An anode member that generates X-rays when an electron beam collides;
A rotating member that supports the anode member;
A bearing box that rotatably supports the rotating member via a rolling bearing;
A container containing these cathode member, anode member, rotating member, and bearing box in a vacuum-tight manner; and
A gap is formed between the outer ring of the rolling bearing and the inner surface of the bearing housing,
A rotary anode X-ray tube device in which an elastic body containing a solid metal material is provided in the gap.
請求項1に記載の回転陽極X線装置において、
前記弾性体が設置された前記隙間には粒子状伝熱材が充填されていることを特徴とする回転陽極X線装置。
The rotary anode X-ray apparatus according to claim 1,
The rotary anode X-ray apparatus characterized in that the gap in which the elastic body is installed is filled with a particulate heat transfer material.
請求項1に記載の回転陽極X線管装置において、
前記弾性体は金属ワイヤを充填することで形成されていることを特徴とする回転陽極X線管装置。
The rotary anode X-ray tube device according to claim 1,
The rotary anode X-ray tube device, wherein the elastic body is formed by filling a metal wire.
請求項1に記載の回転陽極X線管装置において、
前記回転部材は、前記転がり軸受を構成する転動体が配置され摺動する環状の溝を外周面上に有することを特徴とする回転陽極X線管装置。
The rotary anode X-ray tube device according to claim 1,
The rotating anode X-ray tube device according to claim 1, wherein the rotating member has an annular groove on an outer peripheral surface on which a rolling element constituting the rolling bearing is arranged and slides.
請求項1に記載の回転陽極X線管装置において、
前記軸受箱は、前記陽極部材側に向かって内径が大きくなる段付き形状を有し、この段付き形状と前記転がり軸受との間に前記隙間が形成されていることを特徴とする回転陽極X線管装置。
The rotary anode X-ray tube device according to claim 1,
The bearing housing has a stepped shape with an inner diameter increasing toward the anode member side, and the gap is formed between the stepped shape and the rolling bearing. Tube device.
請求項1に記載の回転陽極X線管装置を備えたことを特徴とするX線撮像装置。   An X-ray imaging apparatus comprising the rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 1.
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