JP2017091881A

JP2017091881A - Ｘ線管装置及びｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP2017091881A
Application number: JP2015222387A
Authority: JP
Inventors: 俊彦寺尾; Toshihiko Terao
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2017-05-25
Also published as: CN106691479A

Abstract

【課題】 X線管装置の陽極が大型になった場合であっても、外輪の周方向への滑りを抑制できる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することである。【解決手段】電子線が照射されることでX線を放射する陽極と、前記陽極の回転軸となる回転軸部と、前記回転軸部を固定部に対して回転可能に支持し、軸受ボールを挟む外輪と内輪を有し、前記回転軸部の回転軸方向に複数配置される回転軸受と、複数の回転軸受の間に配置され、回転軸受に対し回転軸方向に予圧する内側予圧バネと、複数の回転軸受のうちの少なくとも一つの外輪に対し回転軸方向に予圧する外側予圧バネと、前記外側予圧バネが予圧する回転時受けと前記内側予圧バネとの間に配置され、前記固定部に固定される間座と、を備えることを特徴とする。【選択図】図3

Description

本発明はX線管装置及びX線CT(Computed Tomography)装置に係わり、特に回転陽極型X線管装置の回転軸受を安定に回転させる構造に関する。

X線CT装置とは、被検体にX線を照射するX線管装置と、被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出器と、を被検体の周囲で回転させることにより得られる複数角度からの投影データを用いて被検体の断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示するものである。X線CT装置で表示される画像は、被検体の中の臓器の形状を描写するものであり、画像診断に使用される。

X線CT装置に用いられるX線管装置には、円盤形状の陽極を回転させる回転陽極型X線管装置が使用される。陽極を回転可能に支持する回転軸受は、回転軸部の回転軸方向に所定の距離を隔てて通常二か所に配置される。回転軸受は、回転軸部上に設けられる内輪と、固定部の内面に設けられる外輪と、内輪と外輪に挟まれる軸受ボールを有している。軸受ボールと、内輪及び外輪との間には、摩擦を低減するために固体潤滑膜が形成される。回転軸受が円滑かつ安定に回転するためには、軸受ボール及び内輪、外輪の隙間が適正な範囲に保たれることが望ましい。

X線管装置では、X線発生時に陽極及び回転軸部が高温となり回転軸部が熱膨張することで回転軸部上の内輪の位置が回転軸方向に変化し、軸受ボール及び内輪、外輪の隙間が拡がる。この隙間の拡がりは回転軸受の回転を不安定にさせるので、回転軸部の熱膨張による内輪の位置の変化に応じて外輪の回転軸方向の位置を調整する予圧バネを備えた回転陽極型X線管装置が用いられる。しかし予圧バネによる予圧力が適正な範囲にない場合、軸受ボールと、内輪及び外輪との間の固体潤滑膜が不均一な膜厚になり、回転軸受の回転が不安定になる。

そこで、特許文献1には、予圧バネによる予圧力を適正化するために、二か所に配置される回転軸受の内側から予圧力を加える内側予圧バネとともに、外側から外輪を押し付ける外側予圧バネを配置し、内側予圧バネを外側予圧バネよりも強くすることが開示されている。

特開平5-290769号公報

しかしながら、特許文献1では、外輪が周方向に滑ることにより発生する振動に対する配慮はなされていない。X線CT装置の回転速度の高速化にともなってX線管装置の陽極は大型になり、予圧バネの力をより大きくする必要があるが、内側予圧バネよりも外側予圧バネが弱いために、外輪が周方向に滑り、振動を発生させ、その結果、X線管装置から発生する騒音が大きくなる。大きな騒音は被検体に不安を生じさせるため、X線管装置の騒音は低減されるのが望ましい。

そこで本発明の目的は、X線管装置の陽極が大型になった場合であっても、外輪の周方向への滑りを抑制できる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、電子線が照射されることでX線を放射する陽極と、前記陽極の回転軸となる回転軸部と、前記回転軸部を固定部に対して回転可能に支持し、軸受ボールを挟む外輪と内輪を有し、前記回転軸部の回転軸方向に複数配置される回転軸受と、複数の回転軸受の間に配置され、回転軸受に対し回転軸方向に予圧する内側予圧バネと、複数の回転軸受のうちの少なくとも一つの外輪に対し回転軸方向に予圧する外側予圧バネと、前記外側予圧バネが予圧する回転時受けと前記内側予圧バネとの間に配置され、前記固定部に固定される間座と、を備えることを特徴とするX線管装置である。

また、前記X線管装置と、前記X線管装置に対向配置され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管装置と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記X線検出器により検出された複数角度からの透過X線量に基づき前記被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたX線CT装置である。

本発明によれば、X線管装置の陽極が大型になった場合であっても、外輪の周方向への滑りを抑制できる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することができる。

本発明のX線CT装置1の全体構成を示すブロック図本発明のX線管装置101の全体構成を示す図本発明の第1の実施形態を示す図であって、回転体支持部215の構造を示す図内輪、軸受ボール、外輪を組み合わせた部材である回転軸受の斜視図本発明の第2の実施形態を示す図であって、回転体支持部215の構造を示す図本発明の第3の実施形態を示す図であって、回転体支持部215の構造を示す図本発明の第4の実施形態を示す図であって、回転体支持部215の構造を示す図図7中の点線四角部の拡大図図8中の矢印Aの方向から見た矢視図本発明の第5の実施形態を示す図であって、回転体支持部215の構造を示す図本発明の第6の実施形態を示す図であって、回転体支持部215の構造を示す図

以下、添付図面に従って本発明に係るX線CT装置及びX線CT装置に搭載されるX線管装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

(第1の実施形態)
図1を用いて本発明を適用したX線CT装置1の全体構成を説明する。X線CT装置1はスキャンガントリ部100と操作卓120とを備える。

スキャンガントリ部100は、X線管装置101と、回転円盤102と、コリメータ103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、を備えている。X線管装置101は寝台105上に載置された被検体にX線を照射する装置である。X線管装置101の構成については図2を用いて後述する。

コリメータ103はX線管装置101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。回転円盤102は、寝台105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管装置101とX線検出器106を搭載し、X線管装置101とX線検出器106を被検体の周囲で回転させるものである。

X線検出器106は、X線管装置101と対向配置され、被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数のX線検出素子を回転円盤102の回転方向に配列したもの、若しくは回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転を制御する装置である。寝台制御装置109は、寝台105の上下前後左右動を制御する装置である。X線制御装置110はX線管装置101に入力される電力を制御する装置である。

操作卓120は、入力装置121と、画像演算装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124とを備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイスである。画像演算装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理して断層画像を再構成する装置である。

表示装置125は、画像演算装置122で再構成された断層画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像演算装置122で再構成された断層画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。

入力装置121から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流などに基づきX線制御装置110がX線管装置101に入力される電力を制御することにより、X線管装置101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管装置101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度などに基づいて回転する。寝台105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。

X線管装置101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像演算装置122に送信される。画像演算装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することにより断層画像を再構成する。再構成して得られた断層画像は表示装置125に表示される。

図2を用いて、X線管装置101の構成について説明する。X線管装置101は、X線を発生するX線管210と、X線管210を収納する容器220とを備える。

X線管210は、電子線を発生する陰極211と、陰極211に対し正の電位が印加される陽極212と、陰極211と陽極212を真空雰囲気中に保持する外囲器213とを備える。

陰極211はフィラメントもしくは冷陰極と、集束電極とを備える。フィラメントはタングステンなどの高融点材料をコイル状に巻いたものであり、電流が流されることにより加熱され、電子を放出する。冷陰極はニッケルやモリブデンなどの金属材料を鋭利に尖らせたもので、陰極表面に電界が集中することで電界放出により電子を放出する。集束電極は、放出された電子を陽極212上のX線焦点へ向けて集束させるための集束電界を形成する。フィラメントもしくは冷陰極と、集束電極とは同電位である。

陽極212はターゲットと陽極母材とを備える。ターゲットはタングステンなどの高融点で原子番号の大きい材質で構成される。ターゲット上のX線焦点に陰極211から放出された電子が衝突することにより、X線焦点からX線217が放射される。陽極母材は、銅などの熱伝導率の高い材質からなり、ターゲットを保持する。ターゲットと陽極母材とは同電位である。

外囲器213は陰極211と陽極212の間を電気的に絶縁するために、陰極211と陽極212を真空雰囲気中に保持する。外囲器213にはX線217をX線管210外へ放射するための放射窓218が備えられる。放射窓218は、X線透過率が高いベリリウムなどの原子番号の小さい材質で構成される。放射窓218は後述する容器220にも備えられる。外囲器213の電位は接地電位である。

陰極211から放出された電子は、陰極と陽極との間に印加される電圧により加速され電子線216となる。電子線216が集束電界により集束されてターゲット上のX線焦点に衝突すると、X線焦点からX線217が発生する。発生するX線のエネルギーは、陰極と陽極との間に印加される電圧、いわゆる管電圧によって決まる。発生するX線の線量は、陰極から放出される電子の量いわゆる管電流と、管電圧によって決まる。

電子線216のエネルギーの内、X線に変換される割合は1％程度に過ぎず、残りのほとんどのエネルギーは熱となる。医療用のX線CT装置1に搭載されるX線管装置101では、管電圧は百数十kV、管電流は数百mAであるので、陽極212は数十kWの熱量で加熱される。このような加熱により陽極212が過熱溶融することを防止するため、陽極212は回転体支持部215に接続されており、回転体支持部215の駆動により、図2中の1点鎖線219を回転軸として回転する。以降の説明では、陽極212の回転軸を、符号219を用いて回転軸219と呼ぶ。回転体支持部215は、励磁コイル214が発生した磁界を回転駆動力として駆動する。陽極212を回転させることで、電子線216が衝突する部分であるX線焦点が常に移動するので、X線焦点の温度をターゲットの融点より低く保つことができ、陽極212が過熱溶融することを防止できる。

X線管210と励磁コイル214とは、容器220の中に収納される。容器220の中には、X線管210を電気的に絶縁するとともに冷却媒体となる絶縁油が充填される。容器220内に充填された絶縁油は、X線管装置101の容器220に接続された配管を通じて冷却器に導かれ、冷却器にて熱を放散した後、配管を通じて容器220内に戻される。

X線焦点で発生した熱により陽極212は平均温度1000℃程度となる。発生した熱の大半は陽極212の表面からの輻射により外囲器213へ放熱され、残りの熱は熱伝導により回転体支持部215を通じて外囲器213へ流れる。

図3を用いて、本実施形態の要部である回転体支持部215について説明する。図3は回転体支持部215の構造を示す図であり、回転軸219に沿った断面図である。回転体支持部215は、陽極212が陰極211と対向する面の裏側に接続され、フランジ10aを含む回転軸部10と、外輪11a、11bと、軸受ボール12a、12bと、予圧子13、内側予圧バネ14aと、外側予圧バネ14bと、間座15と、C型間座16と、固定部17を備えている。以下、各部について説明する。

フランジ10aは陽極212に接続され、回転軸部10と一体である。回転軸部10のフランジ10a以外の部分は円柱形状を有しており、外周上の複数箇所、例えば回転軸219方向の2箇所に円弧形状の溝が設けられ、この溝は内輪となる。回転軸部10に回転駆動力が作用することにより、回転軸部10およびフランジ10aを介して接続される陽極212は回転軸219を回転中心として回転する。

外輪11a、11bは、円環形状の内周面側に円弧形状の溝が設けられた部材であり、回転軸部10と同心であって、回転軸部10に設けられた内輪と対向して配置される。外輪11aは陽極212に近い側の外輪であり、外輪11bに比べて高温になることから高温側外輪と呼ぶこともある。外輪11bは、陽極212から遠い側の外輪であり、外輪11aに比べて低温になることから低温側外輪と呼ぶこともある。外輪11a、11bは、後述する間座15あるいは固定部17の内面に配置される。

内輪と外輪11a、11bとの間には、複数個の軸受ボール12a、12bが回転軸部10の外周に沿って配置される。回転時の摩擦を低減するために、軸受ボール12a、12bと内輪、外輪11a、11bの接触面には、鉛や銀、錫、あるいはこれらの合金の膜が固体潤滑膜として形成される。内輪と外輪11a、11b、複数個の軸受ボール12a、12bを組み合わせた部材は回転軸受と呼ばれる。図4に回転軸受の斜視図を示す。

予圧子13は円環形状を有するスペーサであり、後述する内側予圧バネ14aの偏荷重を均すために、内側予圧バネ14aと外輪11aとの間に配置される。

内側予圧バネ14aは金属線をコイル状に巻いたバネであって、一端は後述する間座15に接しており、他端は予圧子13を介して外輪11aを回転軸219方向に予圧する。回転軸部10の熱膨張にともなう内輪の移動によって軸受ボール12a及び内輪、外輪11aの隙間が拡がろうとしても、内側予圧バネ14aの弾性力によって外輪11aが間座15の内周面上を移動させられるので、隙間は適正な範囲に保たれる。

外側予圧バネ14bは金属線をコイル状に巻いたバネであって、一端は後述する固定部17に接しており、他端は外輪11bを回転軸219方向に予圧する。外側予圧バネ14bの弾性力により、外輪11bの周方向への滑りが抑制される。

間座15は段付きの円筒形状を有しており、外輪11a及び予圧子13、内側予圧バネ14aの外側に、回転軸部10と同心に配置される。間座15と回転軸部10との間に、外輪11a及び予圧子13、内側予圧バネ14aが配置され、外輪11aと予圧子13は間座15の内面に接触する。

C型間座16は、円筒形状の一部に切り込みの入ったC型形状を有するスペーサであり、回転体支持部215を組み上げるときに生じる隙間を埋めるために用いられる。C型間座16は、間座15と外輪11bとの間であって、回転軸部10の外表面に取り付けられる。

固定部17は、円筒の一端に底面が設けられた形状と段付き円柱部を組み合わせた形状であり、円柱部の一端が外囲器213に支持され、外輪11bとC型間座16、外側予圧バネ14bの外側に、回転軸部10と同心に配置される。固定部17と回転軸部10との間に外輪11bとC型間座16が配置され、固定部17の内面に外輪11bが接触する。固定部17は間座15と回転軸219方向に連なって配置され、固定部17と間座15とは溶接される。

すなわち、間座15は固定部17に固定されており、間座15に接する内側予圧バネ14aの弾性力は、外輪11bには直接作用しない。その結果、内側予圧バネ14aよりも外側予圧バネ14bを強くしてもよく、陽極212が大型になった場合であっても、外輪11bの周方向への滑りを抑制できる程度に外側予圧バネ14bの弾性力を強くすることができる。つまり、X線管装置の陽極が大型になった場合であっても、外輪の周方向への滑りを抑制できるようになる。

以上、述べたように本実施形態では、内側予圧バネ14aが接する間座15を固定部17に溶接により固定する。このような構成により、X線管装置101の陽極212が大型になった場合であっても、外輪11bの周方向への滑りを抑制できる。また、本実施形態の構造によれば、外輪11a、11bが接する箇所である、間座15の内周面の一部と、固定部17の内周面の一部の表面粗さを小さくすれば良いので、加工に要する工数を低減することができる。

(第2の実施形態)
次に第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では溶接により間座15を固定部17に固定した。これに対し、本実施形態ではネジ止めにより固定する。

図5を用いて、本実施形態の要部である回転体支持部215について説明する。図5は回転体支持部215の構造を示す図であり、回転軸219に沿った断面図である。図5に示すように、本実施形態の間座25と固定部27は第1の実施形態と形状が異なる。以下、各部について説明するが、第1の実施形態と同じ構成要素については説明を省略する。

間座25は、段付きの円筒形状を有しており、予圧子13及び内側予圧バネ14aの外側に、回転軸部10と同心に配置される。間座25と回転軸部10との間に、予圧子13及び内側予圧バネ14aが配置され、予圧子13は間座25の内面に接触する。

固定部27は円筒の一端に底面が設けられた形状と段付き円柱部を組み合わせた形状であり、円柱部の一端が外囲器213に支持される。固定部27の内側には外輪11a、11bや間座25等が配置される。間座25は固定部27にネジ20によって固定される。ネジ20は円周方向の複数箇所、例えば3箇所に取り付けられる。またネジ20に限らず、ピンを円周方向の複数箇所に打ち込むことにより、間座25を固定部27に固定してもよい。

第1の実施形態と同様に、間座25は固定部27に固定されているので、間座25に接する内側予圧バネ14aの弾性力は外輪11bには直接作用せず、内側予圧バネ14aよりも外側予圧バネ14bを強くでき、陽極212が大型になった場合であっても、外輪の周方向への滑りを抑制できるようになる。

さらに、スペーサ29を、外側予圧バネ14bと外輪11bの間に配置しても良い。スペーサ29は、円環形状を有しており、外側予圧バネ14bの偏荷重を均す。

以上、述べたように本実施形態では、内側予圧バネ14aが接する間座25を固定部27にネジ20により固定する。このような構成により、X線管装置101の陽極212が大型になった場合であっても、外輪11bの周方向への滑りを抑制できる。また、本実施形態の構造によれば、簡易な構成により間座25を固定部27に固定できるので、各部品の加工に要する工数を低減することができる。

(第3の実施形態)
次に第3の実施形態について説明する。本実施形態では、第2の実施形態と同様に、内側予圧バネ14aが接する間座25を固定部27にネジ20により固定するとともに、内側予圧バネ14aが直接作用する外輪の周方向への回転を抑制するように固定する。

図6を用いて、本実施形態の要部である回転体支持部215について説明する。図6は回転体支持部215の構造を示す図であり、回転軸219に沿った断面図である。図6に示すように、本実施形態ではピン30が追加される点と、外輪31aの形状が第2の実施形態と異なる。以下、各部について説明するが、第2の実施形態と同じ構成要素については説明を省略する。

ピン30は、例えば直径1mmの寸法を有し、固定部27を貫通して外輪31 aに設けられた穴にまで達し、溶接により固定部27に固定される。

外輪31aには、ピン30が入る穴が設けられており、例えばピン30の直径が1mmである場合に、穴の寸法は周方向の幅が1mm、回転軸219方向の幅が2mm、深さが1mmである。周方向の穴の幅をピン30の直径と等しくすることにより、外輪31aの周方向への回転、すなわち外輪31aの周方向への滑りが抑制される。またピン30の直径に比べて、回転軸219方向の穴の幅を大きくすることにより、外輪31aが回転軸219方向に移動でき、内側予圧バネ14aの機能が果たされる。

以上、述べたように本実施形態では、ピン30により外輪31aの周方向への滑りを抑制できる。また内側予圧バネ14aが接する間座25が固定部27にネジ20により固定されているので、本実施形態においても外輪11bの周方向への滑りを抑制できる。

(第4の実施形態)
次に第4の実施形態について説明する。本実施形態では、第2の実施形態と同様に、内側予圧バネ14aが接する間座25を固定部27にネジ20により固定するとともに、内側予圧バネ14aが直接作用する外輪の周方向への回転を抑制するように、外輪に接する予圧子と外輪と間座の形状を変更する。

図7乃至9を用いて、本実施形態の要部である回転体支持部215について説明する。図7は回転体支持部215の構造を示す図であり、回転軸219に沿った断面図である。図8は図7中の点線四角部の拡大図であり、図9は図8中の矢印Aの方向から見た矢視図である。図7乃至9に示すように、本実施形態では外輪41aに接する予圧子43と外輪41aと間座45の形状が第2の実施形態と異なる。以下、各部について説明するが、第2の実施形態と同じ構成要素については説明を省略する。

予圧子43には、径方向に突出する突起43aが設けられる。突起43aの寸法は、例えば周方向の幅が2mm、回転軸219方向の幅が2mm、高さが1mmである。突起43aは周方向の複数箇所に設けられても良い。

外輪41aには、予圧子43の突起43aが入る溝が設けられる。溝の寸法は、例えば突起43aの寸法が、周方向の幅が2mm、回転軸219方向の幅が2mm、高さが1mmである場合に、周方向の幅が2mm、回転軸219方向の幅が1mmである。突起43aが複数設けられる場合は、突起43aの位置に合わせて溝が設けられる。なお、外輪41aには、予圧子43と均等に接するように高さ1mm、軸方向に0.5mmの段差41a1を設けても良い。

間座45にも、予圧子43の突起43aが入る溝が設けられる。溝の寸法は、例えば突起43aの寸法が、周方向の幅が2mm、回転軸219方向の幅が2mm、高さが1mmである場合に、周方向の幅が2mm、回転軸219方向の幅が1mmである。突起43aが複数設けられる場合は、突起43aの位置に合わせて溝が設けられる。

第2の実施形態と同様に固定部27にネジ20により間座45が固定されるので、間座45の溝に突起43aが入ることにより予圧子43の周方向への回転が抑制される。さらに予圧子43の突起43aが外輪41aの溝に入ることにより外輪41aの周方向への回転、すなわち外輪31aの周方向への滑りも抑制される。

以上、述べたように本実施形態では、予圧子43の突起43aが、間座45及び外輪41aの溝に入ることにより外輪31aの周方向への滑りを抑制できる。また内側予圧バネ14aが接する間座45が固定部27にネジ20により固定されているので、本実施形態においても外輪11bの周方向への滑りを抑制できる。

(第5の実施形態)
次に第5の実施形態について説明する。本実施形態では、第2の実施形態と同様に、内側予圧バネ14aが接する間座25を固定部27にネジ20により固定するとともに、内側予圧バネ14aが直接作用する外輪の周方向への回転を抑制するように、外輪を予圧する外側予圧バネを追加する。

図10を用いて、本実施形態の要部である回転体支持部215について説明する。図10は回転体支持部215の構造を示す図であり、回転軸219に沿った断面図である。図10に示すように、本実施形態では外輪11aを予圧する外側予圧バネ54aと、外側予圧バネ54aを支持するトメワ50が追加される点が第2の実施形態と異なる。以下、各部について説明するが、第2の実施形態と同じ構成要素については説明を省略する。

外側予圧バネ54aは金属線をコイル状に巻いたバネであって、一端は後述するトメワ50に接しており、他端は外輪11aを回転軸219方向に予圧する。外側予圧バネ54aの弾性力により、外輪11aの周方向への滑りが抑制される。ただし、外側予圧バネ54aは内側予圧バネ14aの弾性力を殺さないように内側予圧バネ14aよりも弱くされる。

トメワ50は、固定部27の内周面に設けられ、外側予圧バネ54aの一端を支持する。

以上、述べたように本実施形態では、トメワ50に支持される外側予圧バネ54aが回転軸219方向から外輪11aを予圧することにより外輪11aの周方向への滑りを抑制できる。また内側予圧バネ14aが接する間座45が固定部27にネジ20により固定されているので、本実施形態においても外輪11bの周方向への滑りを抑制できる。

(第6の実施形態)
次に第6の実施形態について説明する。本実施形態では、第5の実施形態に対して、内側予圧バネの位置が異なり、それにともない内側予圧バネが接する間座の形状や、2つの外側予圧バネの強さ等が異なる。

図11を用いて、本実施形態の要部である回転体支持部215について説明する。図11は回転体支持部215の構造を示す図であり、回転軸219に沿った断面図である。図11に示すように、内側予圧バネ64bの位置が第5の実施形態と異なる。それにともない、内側予圧バネ64bが接する間座65の形状や、外側予圧バネ64b、64cの強さ、予圧子63とC型間座66の位置も第5の実施形態と異なる。以下、各部について説明するが、第5の実施形態と同じ構成要素については説明を省略する。

内側予圧バネ64aは金属線をコイル状に巻いたバネであって、一端は後述する間座65に接しており、他端は予圧子63を介して外輪11bを回転軸219方向から予圧する。回転軸部10の熱膨張にともなう内輪の移動によって軸受ボール12b及び内輪、外輪11bの隙間が拡がろうとしても、内側予圧バネ64aの弾性力によって外輪11bが間座65の内周面上を移動させられるので、隙間は適正な範囲に保たれる。

間座65は段付きの円筒形状を有しており、予圧子63及び内側予圧バネ64aの外側に、回転軸部10と同心に配置される。間座65と回転軸部10との間に、予圧子63と内側予圧バネ64aが配置され、予圧子13は間座65の内面に接触する。間座65はネジ20により固定27に固定される。間座65が固定部27に固定されているので、間座65に接する内側予圧バネ64aの弾性力は、外輪11aには直接作用しない。

外側予圧バネ64bは金属線をコイル状に巻いたバネであって、一端はトメワ50に接しており、他端は外輪11aを回転軸219方向から予圧する。内側予圧バネ64aの弾性力は外輪11aには直接作用しないので、外側予圧バネ64bを内側予圧バネ64aよりも強くしても良く、陽極212が大型になった場合であっても、外輪11bの周方向への滑りを抑制できる程度に外側予圧バネ14bの弾性力を強くすることができる。

外側予圧バネ64cは金属線をコイル状に巻いたバネであって、一端は固定部27に接しており、他端は外輪11bを回転軸219方向から予圧する。外側予圧バネ64cの弾性力により、外輪11bの周方向への滑りが抑制される。ただし、外側予圧バネ64cは内側予圧バネ64aの弾性力を殺さないように内側予圧バネ64aよりも弱くされる。

予圧子63は円環形状を有するスペーサであり、内側予圧バネ64aの偏荷重を均すために、内側予圧バネ64aと外輪11bとの間に配置される。

C型間座66は円筒形状の一部に切り込みの入ったC型形状を有するスペーサであり、回転体支持部215を組み上げるときに生じる隙間を埋めるために用いられる。C型間座66は、間座65と外輪11aとの間であって、回転軸部10の外表面に取り付けられる。

以上、述べたように本実施形態では、外輪11bを回転軸219方向から予圧する内側予圧バネ64aが接する間座65が固定部27にネジ20により固定される。このような構成により、X線管装置101の陽極212が大型になった場合であっても、外側予圧バネ64bを内側予圧バネ64aよりも強くできるので、外輪11bの周方向への滑りを抑制できる。また、一端が固定部27に接する外側予圧バネ64cが回転軸219方向から外輪11aに力を加えるので外輪11aの周方向への滑りを抑制できる。

以上、複数の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、第3乃至第5の実施形態において間座をネジ止めする代わりに、第1の実施形態のように溶接により固定部に固定しても良い。

また第6の実施形態において、外輪11bの周方向への滑りが生じないのであれば、外側予圧バネ64cとスペーサ29を備えなくても良い。

1 X線CT装置、100 スキャンガントリ部、101 X線管装置、102 回転円盤、103 コリメータ、104 開口部、105 寝台、106 X線検出器、107 データ収集装置、108 ガントリ制御装置、109 寝台制御装置、110 X線制御装置、120 操作卓、121 入力装置、122 画像演算装置、123 記憶装置、124 システム制御装置、125 表示装置、210 X線管、211 陰極、212 陽極、213 外囲器、214 励磁コイル、215 回転体支持部、216 電子線、217 X線、218 放射窓、219 回転軸、220 容器、10 回転軸部、10a フランジ、11a、11b 外輪、12a、12b 軸受ボール、13 予圧子、14a 内側予圧バネ14a、14b 外側予圧バネ、15 間座、16 C型間座、17 固定部、20 ネジ、25 間座、27 固定部、29 スペーサ、30 ピン、31a、41a 外輪、41a1 段差、43 予圧子、43a 突起、45 間座、50 トメワ、54a 外側予圧バネ、63 予圧子、64a 内側予圧バネ、64b、64c 外側予圧バネ、65 間座、66 C型間座、

Claims

電子線が照射されることでＸ線を放射する陽極と、
前記陽極の回転軸となる回転軸部と、
前記回転軸部を固定部に対して回転可能に支持し、軸受ボールを挟む外輪と内輪を有し、前記回転軸部の回転軸方向に複数配置される回転軸受と、
複数の回転軸受の間に配置され、回転軸受に対し回転軸方向に予圧する内側予圧バネと、
複数の回転軸受のうちの少なくとも一つの外輪に対し回転軸方向に予圧する外側予圧バネと、
前記外側予圧バネが予圧する回転時受けと前記内側予圧バネとの間に配置され、前記固定部に固定される間座を備えることを特徴とするＸ線管装置
請求項１に記載のＸ線管装置において、
前記外側予圧バネは前記内側予圧バネよりも弾性力が大きいことを特徴とするＸ線管装置。
請求項２に記載のＸ線管装置において、
前記間座は前記固定部に対してネジまたはピンにより固定されることを特徴とするＸ線管装置。
請求項２に記載のＸ線管装置において、
前記間座は前記固定部に対して溶接されることを特徴とするＸ線管装置。
請求項１に記載のＸ線管装置において、
前記外側予圧バネにより予圧される外輪である第１の外輪とは異なる第２の外輪の前記固定部に対する周方向の回転を抑制することを特徴とするＸ線管装置。
請求項５に記載のＸ線管装置において、
前記固定部を貫通し、前記第２の外輪に設けられる穴に入れられるピンを備えることを特徴とするＸ線管装置。
請求項５に記載のＸ線管装置において、
前記間座と前記第2の外和との間に配置され、前記間座と前記第2の外和のそれぞれに節けられる溝に入る突起を有する予圧子を備えることを特徴とするＸ線管装置。
請求項５に記載のＸ線管装置において、
第２の外輪を予圧する第２の外側予圧バネを備えることを特徴とするＸ線管装置。
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記Ｘ線検出器により検出された透過Ｘ線量に基づき被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたＸ線ＣＴ装置であって、
前記Ｘ線源は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＸ線管装置であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。